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Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad mit einer Primärseite und einer Sekundärseite, die entgegen der Wirkung eines Energiespeichers gegeneinander verdrehbar sind, wobei an der Sekundärseite eine Fliehkraftpendeleinrichtung angeordnet ist, bei der über den Umfang der Sekundärseite mindestens eine Pendelmasse angeordnet ist.
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In Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen, Baumaschinen und dergleichen sind Verbrennungsmotoren als Antriebsmaschinen angeordnet, die mit in Brennräumen wie Zylindern ablaufenden Verbrennungsvorgängen bauartbedingt ein nicht kontinuierliches Drehmoment auf die den Antriebsstrang antreibende Kurbelwelle übertragen. Daher treten Dreh- oder Torsionsschwingungen auf, zu deren Dämpfung Drehschwingungsdämpfer oder Drehschwingungstilger eingesetzt werden.
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Als Drehschwingungsdämpfer sind sogenannte 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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Fliehkraftpendel sind als Drehschwingungstilger insbesondere für Antriebsstränge von Kraftfahrzeugen beispielsweise aus der
DE 102004011 830 A1 bekannt. Hier werden Pendelmassen als Tilgermassen begrenzt verschwenkbar an einem Pendelflansch angeordnet, der von einer mit Drehschwingungen behafteten Antriebseinheit wie einem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Infolge der durch unterschiedliche Drehbeschleunigung des Pendelflansches bewirkten Pendelbewegung der Pendelmassen gegenüber dem Pendelflansch tritt ein Tilgungseffekt der Drehschwingungen ein. Beidseitig des Pendelflansches sind dabei Pendelteilmassen angeordnet, wobei axial gegenüberliegende Pendelteilmassen mittels Nietbolzen als Stegen miteinander zu Pendelmassen verbunden sind. Die Nietbolzen bewegen sich in Öffnungen, deren Form dem Pendelweg der Pendelmassen angepasst ist.
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Zweimassenschwungräder (ZMS), die sekundärseitig mit einer Fliehkraftpendeleinrichtung (FKP, Fliehkraftpendel) gekoppelt sind, sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt.
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Bei Fliehkraftpendeleinrichtungen nach Stand der Technik werden zur Dämpfung des Anschlags der Pendelmassen am Ender ihres Pendelweges Anschlagsgummi-Elemente entweder an der Pendelmasse selbst fixiert oder an den Nietbolzen. Dies führt dazu, dass die Anschlagsdämpfer in der Regel ziemlich klein sind und deshalb nur eine geringe Menge an Energie absorbieren können. Der Rest der Energie wird dann über einen Stahl-Stahl Kontakt beim Anschlag der Pendelmassen oder pendelbolzen an dem pendelflansch absorbiert, was zu einem unerwünschten Geräusch führen kann.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Zweimassenschwungrad mit einer Fliehkraftpendeleinrichtung anzugeben, bei der das zuvor genannte Problem verringert oder vermieden wird, insbesondere eine verbesserte Anschlagdämpfung bewirkt wird.
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Dieses Problem wird durch ein Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1 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 ein Zweimassenschwungrad mit einer Primärseite und einer Sekundärseite, die entgegen der Wirkung eines Energiespeichers gegeneinander verdrehbar sind, wobei an der Sekundärseite eine Fliehkraftpendeleinrichtung angeordnet ist, bei der über den Umfang der Sekundärseite mindestens eine Pendelmasse angeordnet ist, wobei radial innerhalb der Pendelmasse mindestens ein Anschlagelement angeordnet ist. Radial innerhalb der Pendelmasse verbleibt ausreichend Bauraum zur Anordnung eines Anschlagelement es, sodass eine optimale Bauraumnutzung ohne zusätzlichen axialen oder radialen Bauraum erreicht wird. Das Anschlagelement, vorzugsweise ein Gummibauteil oder Verbundwerkstoff mit Gummianteilen oder dergleichen an sich bekannten Dämpfungselementen, kann gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ein größeres für die Dämpfung nutzbares Volumen aufweisen, sodass eine größere Dämpfungsarbeit verrichtet werden kann.
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Die Pendelmasse umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung zwei beiderseits eines Bogenfederflansches als Pendelflansch zur Aufnahme der Pendelmasse angeordnete Pendelteilmassen, wobei das Anschlagelement gegenüber einer der Pendelteilmassen wirkt. Es reicht dabei, auf einer der Seiten des Pendelflansches ein Anschlagelement anzuordnen.
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Der Bogenfederflansch ist in einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Abtriebsnabe verbunden, wobei das Anschlagelement an der Abtriebsnabe angeordnet ist. Die dem Primärmassenblech abgewandte Pendelteilmasse liegt im Wesentlichen radial außerhalb eines Verbindungsflansches der Abtriebsnabe mit dem Bogenfederflansch, der zugleich Pendelflansch zur Aufnahme der Pendelmassen ist. Der Zwischenraum zwischen der Pendelteilmasse und der Abtriebsnabe wird vorzugsweise für das Anschlagelement genutzt.
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Das Anschlagelement ist in einer Ausführungsform der Erfindung am Außenumfang der Abtriebsnabe angeordnet. Dies ermöglicht eine einfache und platzsparende Befestigung des Anschlagelement an der Abtriebsnabe.
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Das Anschlagelement und die Abtriebsnabe weisen in einer Ausführungsform der Erfindung Befestigungsmittel auf. Die Befestigungsmittel sind vorzugsweise in die Geometrie von Anschlagelement und Abtriebsnabe integriert. Die Befestigungsmittel sind dazu in einer Ausführungsform der Erfindung Vorsprünge und Ausnehmungen, die eine formschlüssige Verbindung in Umfangsrichtung bewirken.
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Die Befestigungsmittel bewirken in einer Ausführungsform der Erfindung auch eine formschlüssige Verbindung in radialer Richtung. dazu umfasst das Anschlagelement in einer Ausführungsform der Erfindung einen Grundkörper, an dessen konkaver Innenseite Teile der Befestigungsmittel angeordnet sind.
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Das Anschlagelement weist in einer Ausführungsform der Erfindung eine konvexe Außenseite auf, an der mindestens ein Pufferelement angeordnet ist.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung mehrere über den Umfangverteilt angeordnete Pendelmassen, denen jeweils ein Anschlagelement zugeordnet ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen eines Zweimassenschwungrades in einer Draufsicht,
- 2 einen Ausschnitt aus 1,
- 3 das Ausführungsbeispiel der 1 und 2 in einer Schnittdarstellung.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Zweimassenschwungrades 1. Ein solches Zweimassenschwungrad 1 wird im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges insbesondere zwischen der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors und der Fahrzeugkupplung angeordnet. Der Verbrennungsmotor ist üblicherweise ein Otto- oder Dieselmotor. Die Fahrzeugkupplung ist eine Einfach- oder Doppelkupplung. Das Drehmoment der Fahrzeugkupplung wird über ein Schaltgetriebe, das ein Schaltgetriebe mit einer Vorgelegewelle (bei einer Einfachkupplung) oder mit zwei Vorgelegewellen (bei einer Doppelkupplung) ist, über ein oder bei Allrad mehrere Differenzialgetriebe und Kardanwellen auf die Antriebsräder übertragen.
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Die Rotationsachse des Zweimassenschwungrades ist in 1 mit R bezeichnet. Die Rotationsachse R ist die Rotationsachse des Zweimassenschwungrades 1 und gleichzeitig die Rotationsachse einer Kurbelwelle eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors und auch die Rotationsachse einer dem Zweimassenschwungrad 1 nachgeordneten Fahrzeugkupplung, die ebenfalls nicht dargestellt ist. Im Folgenden wird soweit nicht anders angegeben unter der axialen Richtung die Richtung parallel zur Rotationsachse R, unter der radialen Richtung eine Richtung senkrecht zur Rotationsachse R und unter der Umfangsrichtung eine Drehung um die Rotationsachse R verstanden.
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Das Zweimassenschwungrad 1 umfasst, siehe dazu 3, eine Eingangsseite oder Primärseite 2 sowie eine Ausgangsseite oder Sekundärseite 3, die gegen die Kraft einer Bogenfederanordnung 4 relativ zueinander um die Rotationsachse R verdreht werden können. Die Bogenfederanordnung 4 umfasst zwei in Umfangsrichtung angeordnete Bogenfedern 7, wobei jede Bogenfeder 7 koaxial angeordnete innere und äußere Federn umfassen kann. Die Primärseite 2 umfasst einen motorseitiges Primärmassenblech 6 und einen kupplungsseitigen Primärmassedeckel 5. Das Primärmassenblech 6 und der Primärmassedeckel 5 schließen eine Bogenfederaufnahme 8 ein, in der die Bogenfedern 7 angeordnet sind.
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Die Bogenfedern 7 werden im Betrieb durch die auf diese einwirkende Fliehkraft nach außen gegen das Primärmassenblech 6 gedrückt. Daher ist an der radial innen gelegenen Seite des im Wesentlichen hohlzylindrischen Bereichs des Primärmassenblechs 6 eine Gleitschale 9 angeordnet, welche den Verschleiß zwischen den Bogenfedern und dem Primärmassenblech 6 verringern.
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Die Bogenfedern 7 stützen sich mit einem Federende jeweils an der Primärseite 2 ab, beispielsweise an hier nicht dargestellten Nasen, die in die von dem Primärmassenblech 6 und dem Primärmassendeckel 5 umschlossene Bogenfederaufnahme 8 ragen. Mit dem jeweils anderen Federende stützen sich die Bogenfedern 7 an Flanschflügeln 11 eines Bogenfederflansches 10 ab. Die Flanschflügel 11 erstrecken sich radial nach außen und Fassen die Federenden der Bogenfedern 7 ein. Die Federenden der Bogenfedern 7 stützen sich jeweils an dem Primärmassenblech 6 und Primärmassendeckel 5 ab, beispielsweise an ausgestellten Nasen des Primärmassendeckels 5. Der Bogenfederflansch 10 ist mit einer Abtriebsnabe 12 mittels Nieten 13 einer der Hauptvernietung verbunden. Die Abtriebsnabe 12 kann mit im Momentenfluss des Antriebsstranges dem Zweimassenschwungrad 1 nachgeordneten Komponenten wie eine Kupplung mittels einer Steckverzahnung 14 am Innenumfang der Abtriebsnabe gekoppelt werden.
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Die Primärseite 2 wird in Einbaulage zur Übertragung eines Drehmoments mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit Kurbelwellenschrauben, die durch Bohrungen 15 ragen, mit der nicht dargestellten Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verschraubt. Montagebedingte Öffnungen für die Hauptvernietung der Niete 13 in dem Primärmassenblech 6 sind durch eingepresste Dichtkappen abgedichtet.
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Mit den Kurbelwellenschrauben ist eine im Querschnitt L- oder S-förmige Deckscheibe 16 an der Primärseite 2 befestigt. Die Deckscheibe 16 umfasst eine Montagescheibe 17 und einen Außenring 18 mit einem radial nach außen gerichteten Kragen 19. Der Außenring 18 trägt an seiner Außenseite einen Nabenring 20, der in axialer Richtung zwischen dem Primärmassenblech 6 und dem Bogenfederflansch 9 angeordnet ist. Der Nabenring 20 bildet eine kupplungsseitige Dichtung für die Bogenfederaufnahme 8.
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An dem Bogenfederflansch 10 ist eine Fliehkraftpendeleinrichtung 21 angeordnet. Über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 21 verteilt sind mehrere Pendelmassen 22 angeordnet, die jeweils eine erste oder der Primärseite zugewandten Pendelteilmasse 23 und eine zweite oder der Sekundärseite zugewandten Pendelteilmasse 24 umfassen. Primärseitig und sekundärseitig dienen allein der Unterscheidung der beiden Pendelteilmassen, beide sind an der Sekundärseite des Zweimassenschwungrades angeordnet. Die erste Pendelteilmasse 23 und die zweite Pendelteilmasse 24 sind beiderseits des Bogenfederflansches 10 als Pendelflansch angeordnet und fest miteinander verbunden. In Langlöchern 25 des Bogenfederflansches 10 sowie in Langlöchern 26 der Pendelmassen 22 sind Pendelrollen 27 aufgenommen, die eine Kulissenführung für eine Pendelbahn der Pendelmassen 22 entlang des Bogenfederflansches 10 bilden. Nietbolzen 28 verbinden die Pendelteilmasse 23, 24 fest miteinander.
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An dem Bogenfederflansch 10 ist eine Tellerfedermembran 29 angeordnet. Diese ist zwischen dem Bogenfederflansch 10 und der Abtriebsnabe 12 eingeklemmt und mit diesen zusammen vernietet. Eine Kontaktfläche der Tellerfedermembran 29 ist mit einem Membranring 30, der an dem Primärmassendeckel 5 angeordnet ist, in gleitendem Kontakt. Die Tellerfedermembran 29 ist so in axialer Richtung vorgespannt, dass die Kontaktfläche auf den Membranring 30 gedrückt wird. Die Tellerfedermembran 29 bildet mit dem Membranring 30 einerseits eine kupplungsseitige Dichtung der Bogenfederaufnahme 8 und andererseits ein Reibungselement für trockene und/oder viskose Reibung zwischen der Primärseite 2 und der Sekundärseite 3.
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Am Außenumfang der Abtriebsnabe 12 sind mehrere Anschlagelemente 31 über den Umfang verteilt angeordnet. Die Anschlagelemente 31 sind jeweils einer Pendelmasse 22 zugeordnet und umfassen jeweils einen Grundkörper 32, der im Wesentlichen die Form eines Kreisausschnitts aufweist und an beiden umfangsseitigen Enden jeweils eine Schräge 33 aufweist. An die Schrägen 33 schließen sich an der konvexen Außenseite 34 jeweils Pufferelemente 35 an. Auf der konkaven Innenseite 36 weisen die Anschlagelemente 31 jeweils zwei Befestigungsfüße 37 auf, die im Querschnitt in etwa T-förmig oder pilzförmig gestaltet sind und in entsprechend gestaltete Ausnehmungen 38 am Außenumfang der der Abtriebsnabe 12 ragen. Durch die T- oder pilzförmige Form bilden die Befestigungsfüße 37 und die Ausnehmungen 38 Hinterschneidungen, die radial nach außen sowie in Umfangsrichtung eine formschlüssige Verbindung der Anschlagelemente 31 mit der Abtriebsnabe 12 bilden.
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Kurz vor Erreichen einer Pendelendstellung, wie dies in 1 in einer Draufsicht und in 2 als vergrößerter Ausschnitt aus 1 gezeigt ist, berührt die Innenseite der zweiten Pendelteilmasse 24 eines der Pufferelemente 35 des jeweils der Pendelmasse 22 zugeordneten Anschlagelements 31. Die Anschlagfläche zwischen der Pendelteilmasse 24 und dem Pufferelement 35 ist einerseits verglichen mit Lösungen nach Stand der Technik größer, andererseits ist auch die verformbare Dicke des Anschlagelements 31 und damit die Dämpfungsenergie größer als im Stand der Technik.
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In den 1 und 2 ist der Anschlag der Pendelmassen 22 bzw. der zweiten Pendelteilmasse 24 bei Pendelausschlag in einer der beiden Pendelrichtungen dargestellt. Die Funktion bei Pendelausschlag in die Gegenrichtung erfolgt sinngemäß.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zweimassenschwungrad
- 2
- Primärseite
- 3
- Sekundärseite
- 4
- Bogenfederanordnung
- 5
- Primärmassendeckel
- 6
- Primärmassenblech
- 7
- Bogenfeder
- 8
- Bogenfederaufnahme
- 9
- Gleitschale
- 10
- Bogenfederflansch (Pendelflansch)
- 11
- Flanschflügeln
- 12
- Abtriebsnabe
- 13
- Niet der Hauptvernietung
- 14
- Steckverzahnung
- 15
- Kurbelwellenbohrungen
- 16
- Deckscheibe
- 17
- Montagescheibe
- 18
- Außenring
- 19
- Kragen
- 20
- Nabenring
- 21
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 22
- Pendelmasse
- 23
- erste Pendelteilmasse
- 24
- zweite Pendelteilmasse
- 25
- Langloch in Bogenfederflansch
- 26
- Langloch in Pendelmasse
- 27
- Pendelrollen
- 28
- Nietbolzen
- 29
- Tellerfedermembran
- 30
- Membranring
- 31
- Anschlagelement
- 32
- Grundkörper
- 33
- Schräge
- 34
- konvexe Außenseite
- 35
- Pufferelement
- 36
- konkaven Innenseite
- 37
- Befestigungsfuß
- 38
- Ausnehmung am Außenumfang der Abtriebsnabe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3931429 A1 [0003]
- DE 102004011830 A1 [0004]
