DE102021123808A1 - Balancing a centrifugal pendulum using balancing bars - Google Patents
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Abstract
Die Anmeldung betrifft ein Fliehkraftpendel (10), das in einem als Zweimassenschwungrad (1) aufgebauten Drehschwingungsdämpfer für ein brennkraftmaschinengetriebenes Kraftfahrzeug einsetzbar ist, umfassend einen um eine Drehachse (4) rotierenden, einem Sekundärteil (3) des Zweimassenschwungrades (1) zugeordneten Trägerflansch (9), dem beidseitig umfänglich verteilt, jeweils zwei Pendelmassen (12, 13) einschließende Pendelmassenpakete (11) zugeordnet sind, welche über Laufrollen (17) in Verbindung mit Pendelbahnen schwenkbar sind, wobei die gegenüberliegenden Pendelmassen (12, 13) über ein in eine Flanschaussparung (15) des Trägerflansches (9) eingreifendes Koppelelement (14) verbunden sind und der Trägerflansch (9) zum Auswuchten von Unwuchten einstückig, umfangsseitig zwischen benachbarten Pendelmassenpaketen (11) positionierte Wuchtstege (21) einschließt, in denen zumindest eine Ausnehmung (22) eingebracht ist, in die bei Bedarf ein Wuchtelement (23) einsetzbar ist.The application relates to a centrifugal pendulum (10) which can be used in a torsional vibration damper designed as a dual-mass flywheel (1) for a motor vehicle driven by an internal combustion engine, comprising a carrier flange (9) which rotates about an axis of rotation (4) and is assigned to a secondary part (3) of the dual-mass flywheel (1). ), to which two pendulum masses (12, 13) enclosing pendulum mass packages (11) are assigned, distributed circumferentially on both sides, which can be pivoted via rollers (17) in connection with aerial tramways, the opposite pendulum masses (12, 13) having a flange recess in a flange (15) of the carrier flange (9) engaging coupling element (14) and the carrier flange (9) for balancing imbalances in one piece, encloses balancing webs (21) positioned circumferentially between adjacent pendulum mass packets (11), in which at least one recess (22) is introduced is, in which a balancing element (23) can be used if required.
Description
Die Anmeldung betrifft ein Fliehkraftpendel, das in einem als Zweimassenschwungrad aufgebauten Drehschwingungsdämpfer für ein brennkraftmaschinengetriebenes Kraftfahrzeug einsetzbar ist, umfassend einen um eine Drehachse rotierenden, einem Sekundärteil des Zweimassenschwungrades zugeordneten Trägerflansch, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The application relates to a centrifugal pendulum, which can be used in a torsional vibration damper designed as a dual-mass flywheel for a motor vehicle driven by an internal combustion engine, comprising a support flange which rotates about an axis of rotation and is assigned to a secondary part of the dual-mass flywheel, according to the features of the preamble of claim 1.
In derartigen Kraftfahrzeugen wird bauartbedingt durch die Funktionsweise der Brennkraftmaschine von der Kurbelwelle ein nicht kontinuierliches Drehmoment auf den Antriebsstrang übertragen. Dadurch treten Drehschwingungen auf, zu deren Dämpfung insbesondere als Zweimassenschwungräder aufgebaute Drehschwingungsdämpfer eingesetzt werden, denen ein Fliehkraftpendel zugeordnet ist. Mit dem Fliehkraftpendel wird die Schwingungsenergie bzw. die Schwingungsamplitude gedämpft, indem Pendelmassen des Fliehkraftpendels gegenläufig zu den zu tilgenden Schwingungen schwingen.In such motor vehicles, a non-continuous torque is transmitted from the crankshaft to the drive train due to the way the internal combustion engine works. As a result, torsional vibrations occur, for the damping of which, in particular, torsional vibration dampers constructed as dual-mass flywheels are used, to which a centrifugal pendulum is assigned. With the centrifugal pendulum, the oscillation energy or the oscillation amplitude is dampened by pendulum masses of the centrifugal pendulum oscillating in the opposite direction to the oscillations to be eliminated.
In der
Um das Schwingungsverhalten des Antriebsstrangs und damit die Laufruhe des Kraftfahrzeugs zu verbessern, besteht die Forderung, das Zweimassenschwungrad auszuwuchten. Dazu sind Maßnahmen bekannt, um eine Unwucht zu beseitigen, die beispielsweise auch die Funktionsweise des Fliehkraftpendels beeinträchtigt.In order to improve the vibration behavior of the drive train and thus the smooth running of the motor vehicle, there is a need to balance the dual mass flywheel. Measures are known for this purpose in order to eliminate an imbalance which, for example, also impairs the functioning of the centrifugal pendulum.
In der
Aus der
Vor dem Hintergrund dieser Problematik liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fliehkraftpendel mit einer großen Wuchtkapazität und einer verbesserten Funktionsweise bereitzustellen, wobei die dazu vorgesehenen Maßnahmen individuell ausgebildet und in vorhandene Bauraumverhältnisse des Fliehkraftpendels integrierbar sind.Against the background of this problem, the underlying task is to provide a centrifugal pendulum with a large balancing capacity and improved functionality, with the measures provided for this being designed individually and being able to be integrated into the existing installation space of the centrifugal pendulum.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Fliehkraftpendel mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.To solve the problem, a centrifugal pendulum with the features of claim 1 is proposed. Further preferred embodiments can be found in the dependent claims.
Nach Anspruch 1 schließt der Trägerflansch einstückig umfangsseitig zwischen benachbarten Pendelmassenpaketen positionierte Wuchtstege ein, in denen zumindest eine Ausnehmung eingebracht ist, in die bei Bedarf ein Wuchtelement eingesetzt werden kann.According to claim 1, the carrier flange encloses balancing webs in one piece on the circumferential side between adjacent pendulum mass packets, in which at least one recess is made, into which a balancing element can be inserted if required.
Die Lösung zeigt ein vereinfachtes Wuchtkonzept für das Auswuchten des Fliehkraftpendels, mit dem vorteilhaft eine große Wuchtkapazität ohne negativen Einfluss auf die Performance des Fliehkraftpendels erzielbar ist.The solution shows a simplified balancing concept for balancing the centrifugal pendulum, with which a large balancing capacity can be achieved without negatively affecting the performance of the centrifugal pendulum.
Dabei berücksichtigt die Anordnung des radial nach außen stehenden Wuchtsteges zwischen den Pendelmassen die Einbaugeometrien, so dass die vorgesehenen Maßnahmen bauraumneutral sowie fertigungstechnisch einfach und für eine Serienkonstruktion kostengünstig realisierbar sind. Jeder Wuchtsteg besitzt eine Aufnahme bzw. Bohrung. Damit besteht die Möglichkeit je nach Bedarf, eine Wuchtmasse oder einen Wuchtkörper oder auch mehrere Wuchtmassen gezielt in der Zone bzw. der Richtung der größten Unwucht zu positionieren.The arrangement of the radially outwardly protruding balancing web between the pendulum masses takes into account the installation geometries, so that the measures provided are space-neutral, simple to manufacture and can be implemented cost-effectively for a series construction. Each balancing bar has a mount or bore. This makes it possible, depending on requirements, to position a balancing mass or a balancing body or even several balancing masses in a targeted manner in the zone or in the direction of the greatest unbalance.
Mit dem Kundenanforderungen entsprechenden Wuchtkonzept kann damit ein strukturell und/oder funktionell optimiertes, die Betriebssicherheit verbesserndes Fliehkraftpendel realisiert werden. Weiterhin ist die Wuchtsteganordnung in den allgemein in Kraftfahrzeugen vorherrschenden, beengten Bauraumverhältnisse bzw. individuellen Einbaugeometrien integrierbar, wobei die vorgesehenen Maßnahmen fertigungstechnisch einfach und kostengünstig realisierbar sind.With the balancing concept corresponding to customer requirements, a structurally and/or functionally optimized centrifugal pendulum that improves operational safety can be implemented. Furthermore, the balancing bar arrangement can be integrated in the cramped installation space conditions or individual installation geometries that generally prevail in motor vehicles, with the measures provided being able to be implemented simply and cost-effectively in terms of production technology.
Gemäß der Lösung sind die Wuchtstege bereits Bestandteil des vorgefertigten Trägerflansches, so dass beispielsweise ein Bohren in den Trägerflansch nach erfolgtem Zusammenbau des Fliehkraftpendels entfällt. Somit wird ein negativer Einfluss auf die Funktion bzw. ein Ausfall des Fliehkraftpendels durch Bohrspäne wirksam unterbunden.According to the solution, the balancing bars are already part of the prefabricated carrier flan cal, so that, for example, there is no need to drill into the support flange once the centrifugal pendulum has been assembled. Thus, a negative influence on the function or a failure of the centrifugal pendulum by drilling chips is effectively prevented.
Diese mit geringem Aufwand umsetzbare Maßnahme vereinfacht das beispielsweise durch ein Verpressen fixierte Wuchtelement, so dass sich das Auswuchten vereinfacht und schnell und effizient erfolgen kann. Mit dem Wuchtkonzept kann somit ein funktional verbessertes Fliehkraftpendel realisiert werden, wobei das vorgesehene Wuchtkonzept bauraumneutral sowie fertigungstechnisch einfach und für eine Serienkonstruktion kostengünstig realisierbar ist.This measure, which can be implemented with little effort, simplifies the balancing element, which is fixed, for example, by pressing, so that the balancing is simplified and can be carried out quickly and efficiently. A functionally improved centrifugal pendulum can thus be realized with the balancing concept, the proposed balancing concept being space-neutral and simple in terms of production technology and being able to be implemented cost-effectively for a series construction.
Das Fliehkraftpendel ist Teil des Unterzusammenbaus des Drehschwingungsdämpfers und wird beim Auswuchten berücksichtigt. Dies hat den Vorteil, dass sowohl aus Drehmomentschwankungen wie auch aus Unwucht resultierende Lastspitzen verringert werden können, so dass sich die Funktion und Lebensdauer des Drehschwingungsdämpfers verbessern.The centrifugal pendulum is part of the subassembly of the torsional vibration damper and is taken into account when balancing. This has the advantage that load peaks resulting from both torque fluctuations and imbalance can be reduced, so that the function and service life of the torsional vibration damper are improved.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen den Pendelmassen die von dem Trägerflansch umfangsseitig ausgehenden, radial nach außen gerichteten, jeweils beabstandeten Wuchtstege in einer Gruppe angeordnet sind.According to a preferred embodiment, it is provided that between the pendulum masses the spaced balancing webs, which extend from the circumference of the support flange and are directed radially outward, are arranged in a group.
Ferner ist vorgesehen, dass an dem Trägerflansch des Fliehkraftpendels zwei um 180° zueinander versetzte Pendelmassenpakete beweglich angeordnet sind. Zwischen den Aufnahmen für die Pendelmassenpakete sind an dem Trägerflansch einstückig mehrere gleich oder abweichend voneinander dimensionierte Wuchtstege angeordnet. Alternativ dazu bietet sich beispielsweise die Anordnung von drei Pendelmassenpaketen an, die jeweils um 120° zueinander versetzt positioniert sind.Provision is also made for two pendulum mass packages offset by 180° to one another to be movably arranged on the support flange of the centrifugal pendulum. Between the receptacles for the pendulum mass packets, several balancing webs of the same or different dimensions are arranged in one piece on the carrier flange. An alternative to this is, for example, the arrangement of three pendulum mass packets, which are positioned offset from one another by 120°.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass in jedem Wuchtsteg zumindest eine bevorzugt als Bohrung ausgeführte Ausnehmung eingebracht ist, die zur Aufnahme von einem auch Wuchtmasse oder Wuchtkörper genannten Wuchtelement bestimmt ist. Das vorzugsweise form- und kraftschlüssig durch Verpressen oder alternativ stoffschlüssig fixierte Wuchtelement kann somit gezielt, dauerfest so in Richtung der größten Unwucht positioniert werden.Furthermore, it is proposed that at least one recess, preferably designed as a bore, is introduced into each balancing web and is intended for receiving a balancing element, also known as a balancing mass or balancing body. The balancing element, which is preferably fixed in a form-fitting and non-positive manner by pressing or alternatively by means of a material connection, can thus be positioned in a targeted, permanent manner in the direction of the greatest imbalance.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die für die Wuchtelemente oder Wuchtgewichte bestimmten Ausnehmungen in den Wuchtstegen des Trägerflansches auf einem übereinstimmenden Teilkreis angeordnet sind. Durch diese Anordnung der Ausnehmungen, bei der sich stets ein gleicher Abstand zur Drehachse des Fliehkraftpendels einstellt, wird das Auswuchten weiter vereinfacht. Alternativ dazu schließt das Wuchtkonzept weiterhin Wuchtstege ein, deren Ausnehmungen in voneinander abweichenden Teilkreisen angeordnet sind.In an advantageous development, it is provided that the recesses intended for the balancing elements or balancing weights are arranged in the balancing webs of the support flange on a matching pitch circle. This arrangement of the recesses, in which there is always the same distance from the axis of rotation of the centrifugal pendulum, further simplifies balancing. As an alternative to this, the balancing concept also includes balancing bars whose recesses are arranged in pitch circles that deviate from one another.
In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass Nieten als Wuchtelemente zum Auswuchten des Fliehkraftpendels in den Wuchtsteg eingesetzt werden. Bevorzugt werden dabei als Vollnieten ausgeführte, auch Auswuchtnieten genannte Nieten verwendet. Die Abmessungen der Nieten wie der Setzkopfdurchmesser, die Setzkopflänge, der angeformte Schließkopf und/oder der Nietschaftdurchmesser können in Abhängigkeit von der Größe einer auszuwuchtenden Unwucht aus einem Baukasten mit unterschiedlichen Nieten ausgewählt werden. Weiterhin ist vorgesehen, als Wuchtelement alternativ zu Nieten auch Wuchtstifte zu verwenden, die kraftschlüssig in den zugehörigen Wuchtbohrungen eingepresst sind.In a further preferred embodiment, it is provided that rivets are used as balancing elements for balancing the centrifugal pendulum in the balancing web. Rivets designed as solid rivets, also known as balancing rivets, are preferably used. The dimensions of the rivets, such as the setting head diameter, the setting head length, the formed closing head and/or the rivet shank diameter, can be selected from a modular system with different rivets depending on the size of an imbalance to be balanced. It is also provided that balancing pins, which are force-fitted into the associated balancing bores, can also be used as balancing elements as an alternative to rivets.
Ferner ist vorgesehen, dass eine axiale Höhe des Wuchtelementes gegenüber dem Trägerflansch unter Berücksichtigung der Pendelmassenanordnung bzw. deren Schwingbereiche frei wählbar ist. Dabei kann das Wuchtelement beispielsweise auch radial oberhalb der Pendelmassen der Pendelmassenpakete positioniert sein.Furthermore, it is provided that an axial height of the balancing element in relation to the carrier flange can be freely selected, taking into account the arrangement of the pendulum masses and their oscillation ranges. The balancing element can, for example, also be positioned radially above the pendulum masses of the pendulum mass packets.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zum Auswuchten Wuchtelemente mit unterschiedlichen Geometrien einsetzbar sind wie beispielsweise runde, eckige oder kopflos ausgeführte Nieten. Zur Darstellung eines gewichtsreduzierten Trägerflansches bietet es sich an, die für die Wuchtgewichte bestimmten Aufnahmen in einem masseoptimierten Wuchtsteg des Trägerflansches anzuordnen. Dazu weist der Steg ausgehend von der für die Wuchtgewichte bestimmten Aufnahme eine deutlich geringere Breite auf.Furthermore, it is proposed that balancing elements with different geometries can be used for balancing, such as round, square or headless rivets. In order to produce a weight-reduced carrier flange, it is advisable to arrange the mounts intended for the balancing weights in a mass-optimized balancing web of the carrier flange. For this purpose, the web has a significantly smaller width, starting from the receptacle intended for the balancing weights.
Die Herstellung der für die Aufnahme der Wuchtelemente bestimmten Wuchtstege erfolgt vorteilhaft gemeinsam mit dem Herstellungsprozess des Trägerflansches. Für die Herstellung des Trägerflansches aus einem metallischen Stahlblech eignet sich insbesondere ein spanloses, auch für große Stückzahlen kostengünstiges Umformverfahren oder Formstanzen.The production of the balancing webs intended for accommodating the balancing elements is advantageously carried out together with the production process of the carrier flange. For the production of the support flange from a metallic steel sheet, a non-cutting forming process or stamping, which is also cost-effective for large quantities, is particularly suitable.
Ferner ist für die Montage des Fliehkraftpendels vorgesehen, dass nach einem Unterzusammenbau von Einzelkomponenten des Sekundärteils, das den Trägerflansch, eine Abtriebsnabe sowie eine Tellerfedermembran einschließt, das Auswuchten des Fliehkraftpendels vorgesehen ist. Vorteilhaft kann das Fliehkraftpendel inklusive aller Bauteile des Sekundärteils gewuchtet werden, da der auch Wuchtteilkreis genannte Teilkreis der Wuchtelemente einen Außendurchmesser der Tellerfedermembran übertrifft.Furthermore, it is provided for the assembly of the centrifugal pendulum that after a sub-assembly of individual components of the secondary part, which includes the support flange, an output hub and a plate spring membrane, the balancing of the centrifugal pendulum is provided. Beneficial can the centrifugal pendulum, including all components of the secondary part, must be balanced, since the pitch circle of the balancing elements, also known as the balancing pitch circle, exceeds the outer diameter of the disk spring membrane.
Nachfolgend wird die Lösung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Übereinstimmende Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigen:
-
1 : im Halbschnitt einen aus dem Stand der Technik bekannten Drehschwingungsdämpfer mit integriertem Fliehkraftpendel; -
2 : einen Ausschnitt einer Ausführungsform von einem Fliehkraftpendel; -
3 : in einer Einzelteilzeichnung den Trägerflansch des in2 gezeigten Fliehkraftpendels.
-
1 : in half section, a torsional vibration damper known from the prior art with an integrated centrifugal pendulum; -
2 : a section of an embodiment of a centrifugal pendulum; -
3 : in a single part drawing the beam flange of the in2 shown centrifugal pendulum.
In der
Das mehrteilige Sekundärteil 3 umfasst neben dem Trägerflansch 9 radial innenseitig eine beispielsweise mit einer Kupplung (nicht gezeigt) verbundene Abtriebsnabe 16 sowie unterhalb der Federdämpfereinrichtung 8 ein in dem Zweimassenschwungrad 1 integriertes Fliehkraftpendel 10. Im Betriebszustand, bei einer auftretenden Drehungleichförmigkeit führt das Fliehkraftpendel 10 eine Relativbewegung und damit eine Schwingungstilgung gegenüber dem Trägerflansch 9 aus und verbessert damit die Wirksamkeit des Zweimassenschwungrades 1. Das Fliehkraftpendel 10 umfasst einen Trägerflansch 9, der zur Aufnahme von mehreren in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Pendelmassenpaketen 11 bestimmt ist. Jedes Pendelmassenpaket 11 besteht aus zwei beidseitig von dem Trägerflansch 9 positionierten, gleich dimensionierten Pendelmassen 12, 13, die durch ein Koppelelement 14 verbunden sind, welches in einer auch Ausschnittkontur bezeichneten Flanschaussparung 15 des Trägerflansches 2 spielbehaftet eingesetzt ist. Die Pendelmassenpakete 11 sind in Verbindung mit zwei in beabstandeten, gegenläufig verlaufenden Pendelbahnen (nicht gezeigt) der Pendelmassen 12, 13 und des Trägerflansches 9 geführten Laufrollen 17 (gezeigt in
Die
Die Abmessung bzw. die Formgebung des Wuchtelementes 23 wie beispielsweise der Durchmesser von dem Setzkopf und dem Schließkopf und/oder eine Höhe H von dem Niet können in Abhängigkeit von der auszuwuchtenden Unwucht ausgewählt werden. Aufgrund der großen Anzahl von Wuchtstegen 21 ermöglicht es das Auswuchtkonzept, je nach Erfordernis ein Wuchtelement 23 oder mehrere Wuchtelemente 23 zur Erzielung einer optimalen Auswuchtung exakt in der Zone der größten Unwucht, der Ausnehmung 22, zu positionieren. Die Wuchtstege 21 einschließlich der in einem gemeinsamen Teilkreis und damit gleichen radialen Abstand zur Drehachse 4 des Fliehkraftpendels 10 angeordneten Ausnehmungen 22 werden im Herstellungsprozess des Trägerflansches 9 eingebracht, so dass nach erfolgtem Zusammenbau, der Montage des Fliehkraftpendels 10, kein Bohren erforderlich ist.The dimensions or the shape of the balancing
Die
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Zweimassenschwungraddual mass flywheel
- 22
- Primärteilprimary part
- 33
- Sekundärteilabutment
- 44
- Drehachseaxis of rotation
- 55
- Deckelabschnittcover section
- 66
- Federkanalspring channel
- 77
- Bogenfederarc spring
- 88th
- Federdämpfereinrichtungspring damper device
- 99
- Trägerflanschbeam flange
- 1010
- Fliehkraftpendelcentrifugal pendulum
- 1111
- Pendelmassenpaketpendulum mass package
- 1212
- Pendelmassependulum mass
- 1313
- Pendelmassependulum mass
- 1414
- Koppelelementcoupling element
- 1515
- Flanschaussparungflange recess
- 1616
- Abtriebsnabeoutput hub
- 1717
- Laufrolleroller
- 1818
- Tellerfedermembrandisc spring membrane
- 1919
- Nietverbindungrivet connection
- 2020
- Dichtringsealing ring
- 2121
- Wuchtstegbalancing bar
- 2222
- Ausnehmungrecess
- 2323
- Wuchtelementbalancing element
- BB
- Breite vom WuchtstegWidth of balancing bar
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102006028556 A1 [0003]DE 102006028556 A1 [0003]
- DE 102018102373 A1 [0005]DE 102018102373 A1 [0005]
- DE 102016220911 A1 [0006]DE 102016220911 A1 [0006]
Claims (10)
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DE102021123808.0A DE102021123808A1 (en) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | Balancing a centrifugal pendulum using balancing bars |
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-
2021
- 2021-09-15 DE DE102021123808.0A patent/DE102021123808A1/en active Pending
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