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Die Erfindung betrifft eine Pendelrolle zur Verwendung in einer Fliehkraftpendeleinrichtung sowie eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer solchen Rolle.
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Gattungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtungen (FKP) sind beispielsweise aus der
DE 10 2006 028 536 A1 mit Pendelteilmassen beiderseits eines zentralen Pendelflansches als Trägerscheibe bekannt.
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Als Drehschwingungsdämpfer sind zudem Zweimassenschwungräder (ZMS) beispielsweise aus der
DE 39 31 429 A1 bekannt, bei denen das an der Kurbelwelle angeordnete Schwungrad ein Primärteil mit einer zugeordneten Primärmasse und ein Sekundärteil mit einer zugeordneten Sekundärmasse umfasst und Primärteil und Sekundärteil begrenzt entgegen der Wirkung von Energiespeichern verdrehbar angeordnet sind.
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Im Stand der Technik wird ein Anschlagen der Pendelmassen durch sogenannte Anschlaggummis als Anschlagelemente gedämpft, siehe das Vergleichsbeispiel der 1. Die Pendelrollen 9 sind in dem Vergleichsbeispiel der 1 aus Stahl gefertigt.
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Aufgrund starker Anregung im Zweimassenschwungrad bei niedrigen Drehzahlen kann es zu Anschlägen der Pendelmassen eine dem Zweimassenschwungrad nachgeordneten Fliehkraftpendeleinrichtung kommen. Auch ein Durchrutschen der Pendelrollen in ihrer jeweiligen Bahn ist möglich. Dies führt zu ungewollten Geräuschen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, die oben genannten Nachteile zu vermeiden.
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Dieses Problem wird durch eine Pendelrolle nach Anspruch 1 sowie eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Pendelrolle zur Verwendung in einer Fliehkraftpendeleinrichtung, wobei die Pendelrolle einen Kern aus einem Metall umfasst, der zumindest teilweise mit einem gummielastischen Material umhüllt ist. Bei einem Anschlagen der Pendelmassen kann die Anschlagsfunktion so durch die pendelrollen übernommen werden. Im Ergebnis kann auf weitere Anschlagelemente an den Pendelmassen oder der Trägerscheibe verzichtet werden. Der Metallkern dient gleichzeitig als Notlauf, falls nach sehr hoher Laufstrecke die Umhüllung verschlissen sein sollte. Zudem wird im Betrieb ein leiseres Laufgeräusch der Rollen in der Bahn erreicht. Ein Durchrutschen ist vermindert und wenn die Rollen am Bahnende in die Anschläge gehen, sind sie selbst das Anschlagselement.
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Die Pendelrolle umfasst vorzugsweise einen Stahlkern, auf den mindestens ein elastischer Ring aufgezogen ist. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stahlkern ein Mittelteil und beiderseits des Mittelteils angeordnete Außenteile umfasst. Die Außenteile weisen vorzugsweise den gleichen Außendurchmesser auf, sodass der Stahlkern symmetrisch ist und so in beliebiger Orientierung verarbeitet und verbaut werden kann.
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Vorzugsweise ist auf den Mitteteil ein innerer Hartgummiring aufgezogen und/oder auf die Außenteile jeweils ein äußerer Hartgummiring aufgezogen. Sämtliche Laufflächen sind dadurch mit Gummi umhüllt, sodass sich optimale Dämpfungs- und Anschlageigenschaften ergeben.
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Der innere Hartgummiring weist einen größeren Außendurchmesser als der Außendurchmesser der äußerer Hartgummiringe auf. Dadurch wird die Pendelrolle in ihrer Bahn gehalten und ein axiales Auswandern verhindert.
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In einer Weiterbildung der Erfindung weist die mindestens ein Rollenzentrierbord auf. Dieses ist in einer Weiterbildung der Erfindung als Scheibe, insbesondere als Hartgummischeibe oder vorzugsweise als Metallscheibe zwischen dem innerer Hartgummiring und einem äußerer Hartgummiring angeordnet. Eine Metallscheibe ist hier vorteilhaft, da deren Reibwert bei Kontakt mit der aus Metall gefertigten Trägerscheibe geringer ist als der Reibwert einer Hartgummischeibe.
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Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Fliehkraftpendel, das an einer rotierenden Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann, wobei das Fliehkraftpendel mittels erfindungsgemäßen Pendelrollen an der Trägerscheibe gelagert ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ein Vergleichsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung in einer räumlichen Darstellung
- 2 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Pendelrolle.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in einer räumlichen Darstellung als Vergleichsbeispiel zum Verständnis der Erfindung. Teile der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind nach Art einer Explosionsdarstellung gezeigt, andere Teile der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind in Einbaulage, wenn also die Fliehkraftpendeleinrichtung fertig montiert ist, dargestellt. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse R. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 wird zwischen einer Antriebseinheit, insbesondere einem Verbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle, und einer ausrückbaren Fahrzeugkupplung, die mit einem Getriebe gekoppelt ist, angeordnet. Die Fliehkraftpendeleinrichtung kann beispielsweise an der Sekundärseite eines in dem Antriebsstrang angeordneten Zweimassenschwungrades (ZMS) oder an einem Kupplungsgehäuse angeordnet sein.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst eine Trägerscheibe 2, die in Einbaulage beispielsweise mit einem nicht dargestellten Sekundärflansch eines Zweimassenschwungrades im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbunden ist. Die Verbindung kann beispielsweise durch eine Verschraubung erfolgen, wozu eine Vielzahl von Bohrungen 3 zur Aufnahme von Schrauben über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt angeordnet sind. Die Umfangsrichtung ist eine Drehung um die Rotationsachse R. Unter der axialen Richtung wird die Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung jede Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden. Neben den Bohrungen 3 zur Aufnahme von Schrauben für die Befestigung der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind über den Umfang verteilt auch Bohrungen 4 zur Aufnahme von Stiften, die der Zentrierung der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gegenüber einem Sekundärflansch dienen, angeordnet.
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Über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt sind mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier, Pendelmassen 5 angeordnet. Die Pendelmassen 5 umfassen jeweils eine erste oder kupplungsseitige Pendelmasse 6a und eine zweite oder getriebeseitige Pendelmasse 6b. Die Begriffe kupplungsseitig und getriebeseitig dienen hier allein der leichteren Unterscheidbarkeit und dem leichteren Verständnis der Vorrichtung und der Anordnung der Teile der Vorrichtung. Die erste Pendelmasse 6a und die zweite Pendelmasse 6b sind beiderseits der Trägerscheibe 2 angeordnet und fest miteinander verbunden. In 1 ist eine der Pendelmassen 5 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Die erste Pendelmasse 6a und die zweite Pendelmasse 6b werden durch mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei, Nietbolzen 7 fest miteinander verbunden.
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Sowohl in der ersten Pendelmasse 6a als auch der zweiten Pendelmasse 6b sind mehrere Bohrungen 19 eingebracht, die der Aufnahme der Nietbolzen 7 dienen. Die Nietbolzen 7 werden nach Art von Nieten beiderseits mit Köpfen versehen und verbinden die erste Pendelmasse 6a und die zweite Pendelmasse 6b sowie weitere zwischen den beiden Pendelmassen angeordnete Bauteile fest miteinander.
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In Langlöchern 8 der Trägerscheibe 2 sind Pendelrollen 9 aufgenommen. Die Pendelrollen 9 umfassen jeweils ein zylindrisches Mittelteil 11, welches an beiden axialen Enden mit Rollenzentrierborden 12 versehen ist. Die Rollenzentrierborde 12 dienen der axialen formschlüssigen Festlegung der Pendelrollen 9 in den Langlöchern 8. Über die jeweiligen Rollenzentrierborde 12 axial hinausragende Rollenenden 13 der Pendelrollen 9 ragen jeweils in Langlöcher 14 in den Pendelmassen 6a bzw. 6b. Die Langlöcher 14 ermöglichen, wie an sich aus dem Eingangs zitierten Stand der Technik bekannt, zusammen mit den Langlöchern 8 und den Pendelrollen 9 eine Pendelbewegung der Pendelmassen 5 gegenüber der Trägerscheibe 2. Dazu sind die Rollenbahnen nierenförmig gestaltet und bilden zusammen mit den Pendelrollen 9 und den Langlöchern 8 eine Kulissenführung für die Pendelmassen 5.
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Die Laufbahnen der Pendelrollen 9 der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in den Langlöchern 14 sind so ausgelegt, dass der Schwerpunkt der Pendelmasse 5 mit einem Radius um den Abstand zu einem Mittelpunkt, der durch die Rotationsachse R gegeben ist, pendelt. Diese Bewegung erzeugt einen variablen Abstand des Schwerpunkts der Pendelmassen zum Mittelpunkt. Die Geometrie der Pendelbahn ist ein Maß für die Ordnung, mit der die Pendelmasse 5 zum Schwingen angeregt werden. Bei Abstimmung nah oder direkt auf die Haupterregerordnung erfolgt eine Reduzierung der Schwingungsamplitude des Antriebsstrangs über dem gesamten Drehzahlbereich.
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Zwischen den jeweils einer Pendelmasse 5 zugeordneten Langlöchern 8 zur Aufnahme der Pendelrollen 9 ist jeweils ein Ausschnitt 15 angeordnet. Durch den Ausschnitt 15 ragen die Nietbolzen 7. In dem Ausschnitt 15 sind des Weiteren auf den Nietbolzen 7 gelagert Abstandsbleche 16a, 16b angeordnet. Die Abstandsbleche 16a, 16b ragen in den Ausschnitt 15 in der Trägerscheibe 2 und berühren diese selbst nicht, sind also frei oder fliegend dieser gegenüber gelagert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei gleichartige Abstandsbleche 16a, 16b zwischen der ersten Pendelmasse 6a und der zweiten Pendelmasse 6b angeordnet, diese Abstandsblech kann aber auch einteilig ausgeführt sein.
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Zwischen der Abstandsblech 16 und der ersten Pendelmasse 6a bzw. der Abstandsblech 16 und der zweiten Pendelmasse 6b ist jeweils eine Gleitplatte 17a oder 17b angeordnet. Die Gleitplatten 17a, 17b sind mit mehreren Bohrungen 18 an dem Nietbolzen 7 befestigt. Ein Anschlagelement 21 aus Kunststoff greift in Nute der Abstandsbleche 16a, 16b und dient als Pufferelement beim Anschlagen der Pendelmassen 5 an die Trägerscheibe 2. Die Gleitplatten 17a, 17b verfügen an ihren umfangsseitigen Enden über Anschlagskonturen 22a und 22b, die jeweils Anschläge für die Pendelrollen 9 bilden, sodass die Langlöcher 14 die Anschlagsfunktion nicht selbst übernehmen müssen. Die Gleitplatten 17a, 17b sind aus Kunststoff gefertigt, die Abstandsbleche 16a, 16b und die Pendelmassen 6a, 6b sind jeweils aus Stahl gefertigt.
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Die Gleitplatten 17a, 17b sind mit den Abstandsblechen 16a, 16b und den Pendelmassen 6a, 6b vernietet. Die Bohrungen 18, 19 und 20 weisen jeweils einen Bohrungsdurchmesser auf, der dem Außendurchmesser der Niete 7 entspricht.
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2 zeigt einen Längsschnitt durch Teile einer Fliehkraftpendeleinrichtung 1 mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pendelrolle 9. Die Pendelrolle ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse S und umfasst einen Stahlkern 23, dessen zylindrische Teile von einer Gummihülle 24 umschlossen sind. Der Stahlkern 23 umfasst einen Mittelteil 25 mit einem Durchmesser D1, an den sich beiderseits Außenteile 26 mit jeweils Durchmessern D2 anschließen. Der Durchmesser D1 des Mittelteils 25 ist größer als die Durchmesser D2 der Außenteile 26. Auf das Mittelteil 25 ist ein innerer Hartgummiring 27 als Lauffläche aufgezogen, entsprechend sind auf die Außenteile 26 äußere Hartgummiringe 28 als Lauffläche aufgezogen. Zwischen dem inneren Hartgummiring 27 und den äußeren Hartgummiringen 28 sind Hartgummischeiben oder als Metallscheiben 29 als Rollenzentrierborde aufgezogen.
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Der Außendurchmesser D5 der Rollenzentrierborde ist größer als der Durchmesser D3 des inneren Hartgummirings 27. Der Außendurchmesser D3 des inneren Hartgummirings 27 ist größer als der Außendurchmesser D4 des der äußeren Hartgummiringe 28. Vorzugsweise sind die Pendelrollen symmetrisch zu einer Mittelachse A, sodass die Pendelrollen 9 in beiden Orientierungen verbaut werden können.
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Die Hartgummiringe 27, 28 sowie die Hartgummischeiben 29 sind beispielsweise aus dem Anschlagsmaterial HNBR90 gefertigt.
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Die erfindungsgemäßen Pendelrollen 9 können in der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verwendet werden, wobei vorzugsweise in der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 auf die Anschlagelemente 21 verzichtet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Trägerscheibe
- 3
- Bohrung
- 4
- Bohrung
- 5
- Fliehkraftpendel
- 6a, 6b
- Pendelmasse
- 7
- Nietbolzen
- 8
- Langloch in Trägerscheibe
- 9
- Pendelrollen
- 10
- Lagerring
- 11
- Mittelteil
- 12
- Rollenzentrierborde
- 13
- Rollenenden
- 14
- Langloch in Pendelmasse
- 15
- Ausschnitt
- 16a, 16b
- Abstandsblech
- 17a, 17b
- Gleitplatte
- 18
- Bohrung in Gleitplatte
- 19
- Bohrung in Pendelmasse
- 20
- Bohrung in Abstandsblech
- 21
- Anschlagelement
- 22a, 22b
- Anschlagskonturen
- 23
- Stahlkern
- 24
- Gummihülle
- 25
- Mittelteil Stahlkern
- 26
- Außenteile Stahlkern
- 27
- innerer Hartgummiring
- 28
- äußerer Hartgummiring
- 29
- Hartgummischeiben
- R
- Rotationsachse Fliehkraftpendeleinrichtung
- S
- Rotationsachse Pendelrolle
- D1
- Außendurchmesser Mittelteil
- D2
- Außendurchmesser Außenteile
- D3
- Außendurchmesser innerer Hartgummiring
- D4
- Außendurchmesser äußerer Hartgummiring
- D5
- Außendurchmesser der Rollenzentrierborde
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028536 A1 [0002]
- DE 3931429 A1 [0003]
