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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens zwei Fliehkraftpendeln, die an einem Pendelflansch angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dem Pendelflansch ausführen können sowie einen pendelflansch für eine solche Fliehkraftpendeleinrichtung.
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Zur Reduktion von Torsionsschwingungen werden auf einem rotierenden Teil des Torsionsschwingungssystems zusätzliche bewegliche Massen als sogenannte Fliehkraftpendel angebracht. Diese Massen führen im Feld der Zentrifugalbeschleunigung Schwingungen auf vorgegebenen Bahnen aus, wenn sie durch Drehzahlungleichförmigkeiten angeregt werden. Durch diese Schwingungen wird der Erregerschwingung zu passenden Zeiten Energie entzogen und wieder zugeführt, sodass es zu einer Dämpfung der Erregerschwingung kommt, die Pendelmasse also als Schwingungstilger wirkt. Da sowohl die Eigenfrequenz der Fliehkraftpendelschwingung als auch die Erregerfrequenz proportional zur Drehzahl sind, kann eine Tilgerwirkung eines Fliehkraftpendels über den ganzen Frequenzbereich der durch Drehzahlungleichheiten angeregten Schwingungen erzielt werden. Ein Fliehkraftpendel der betreffenden Art dient der Reduzierung von Schwingungen und Geräuschen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Ein solches Fliehkraftpendel umfasst mehrere Pendelmassen, die beispielsweise mittels Trägerrollen oder dergleichen an einem Pendelflansch aufgehängt sind und entlang vorgegebener Pendelbahnen eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe bzw. Trägerelement ausführen können.
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Zur Verbesserung des Abriebverhaltens des Pendelflansches ist es bekannt, dass dieser als Ganzes (einsatz-) gehärtet wird. Dabei muss der gesamte Pendelflansch aus einem härtbaren Stahl gefertigt sein. Zudem werden so auch Bereiche gehärtet, bei denen dies nicht gewünscht ist.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen alternative zu bekannten Bauweisen anzugeben, insbesondere eine kostengünstigere Bauweise anzugeben.
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Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 sowie einen pendelflansch 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 Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens zwei Fliehkraftpendeln, die an einem Pendelflansch angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dem Pendelflansch ausführen können, wobei der Pendelflansch mehrere miteinander gefügte Segmente umfasst. Unter Fügen wird hier jede Art der Verbindung verstanden, insbesondere formschlüssige Verbindungen oder Nietverbindungen. Der Pendelflansch umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens ein Trägersegment, das mehrere Aussparungen zur Aufnahme mehrerer Bahnsegmente aufweist. Das Trägersegment und jedes der Bahnsegmente schließen dabei in einer Ausführungsform der Erfindung jeweils ein Fenster ein, wobei Rollenbahnen für Pendelrollen der Fliehkraftpendel an einer Innenseite der Bahnsegmente angeordnet sind.
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Die Segmente sind in einer Ausführungsform der Erfindung formschlüssig miteinander verbunden. Vorzugsweise weisen das Trägersegment und jedes der Bahnsegmente an beiden umfangseitigen Enden dazu jeweils einen Typ eines konkaven oder konvexen Verbindungselementes auf, welches sich mit dem anderen Typ schließend fügt. Ähnlich einem Puzzle ragen also Ausstülpungen mit Hinterschneidungen in entsprechende Ausnehmungen und bilden so in Umfangsrichtung und in radialer Richtung eine formschlüssige Verbindung, die sich durch Verschieben eines der Teile gegenüber dem anderen Bauteil in axialer Richtung schließen lässt.
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Die Segmente sind in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung mit Verbindungsmitteln, insbesondere Nieten, miteinander verbunden.
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Die Segmente in einer Ausführungsform der Erfindung aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt, wobei die Bahnsegmente vorzugsweise aus härtbarem Stahl hergestellt sind und weiter bevorzugt gehärtet sind. Dadurch sind im Wesentlichen die mit den Pendelrollen in Kontakt stehenden Bereiche des Pendelflansches gehärtet.
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Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch einen Pendelflansch zur Verwendung in einer Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mehrere miteinander gefügte Segmente umfasst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung in einer Draufsicht;
- 2 eine erfindungsgemäßen Pendelflansch in der Draufsicht;
- 3 den pendelflansch der 2 ohne eines der Bahnsegmente.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in einer Draufsicht. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse R. Unter der Umfangsrichtung wird hier eine Drehung um die Rotationsachse R verstanden, unter der axialen Richtung wird die Richtung parallel zur Rotationsachse R und unter der radialen Richtung jede Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 kann zwischen einer Antriebseinheit, insbesondere einem Verbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle, und einer ausrückbaren Fahrzeugkupplung, die mit einem Getriebe gekoppelt ist, angeordnet werden. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst einen Pendelflansch 2, der in Einbaulage beispielsweise mit einem nicht dargestellten Sekundärflansch eines
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Zweimassenschwungrades im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gekoppelt ist oder beispielsweise als Sekundärflansch Teil des Zweimassenschwungrades ist. Die Verbindung mit weiteren Teilen des Antriebsstranges erfolgt durch eine Verschraubung, wozu eine Vielzahl von Bohrungen 3 zur Aufnahme von Schrauben über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt angeordnet sind.
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Über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt sind mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei, Fliehkraftpendel 4 angeordnet. Die Fliehkraftpendel 4 umfassen jeweils eine erste oder kupplungsseitige Pendelmasse 5 und eine in 2 verdeckte zweite oder getriebeseitige Pendelmasse. 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 5 und die zweite Pendelmasse sind beiderseits des Pendelflansches 2 angeordnet und fest miteinander verbunden. Die erste und die zweite Pendelmasse werden durch mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei, Nietbolzen 6 fest miteinander verbunden. Sowohl in der ersten Pendelmasse 5 als auch der zweiten Pendelmasse sind dazu mehrere Bohrungen eingebracht, die der Aufnahme der Nietbolzen 6 dienen.
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In Langlöchern 7 in den Pendelmassen sind Pendelrollen 8 aufgenommen. Die Pendelrollen 8 umfassen jeweils ein zylindrisches Mittelteil 9 mit einem großen Durchmesser und Rollenenden 10 mit einem deutlich kleineren Durchmesser. Die Rollenenden 10 rollen auf Rollenbahnen der In Langlöcher 7 in den Pendelmassen ab. Die zylindrischen Mittelteile 9 der Pendelrollen 8 rollen auf Rollenbahnen von Fenstern 11 in dem Pendelflansch 2 ab, siehe dazu 2.
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Der radial äußere Rand der Fenster 11 wird jeweils durch ein Bahnsegment 12 gebildet, wobei die Bahnsegmente 12 zusammen mit einem Trägersegment 13 den Pendelflansch 2 bilde. Das Trägersegment 13 weist über den Umfang verteilt drei Aussparungen 18 auf, die nach Einsetzen der Bahnsegmente 12 die Fenster 11 bilden. Der radial äußere Innenrand 17 eines Fensters 11 wird somit durch eines der Bahnsegmente 12 gebildet. Jedem Fenster 11 ist ein Fliehkraftpendel 4 zugeordnet.
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Die Bahnsegment e 12 weisen an ihren beiden umfangseitigen Enden jeweils ein in etwa T-förmiges konvexes Verbindungselement 14 auf, welches in eine korrespondierende T-förmige konkave Ausnehmung 15 als Verbindungselement eingreift. Die Passungen zwischen den Verbindungselement en 14, 15 sind beispielsweise Presspassungen.
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Alternativ sind die Bahnsegmente 12 mit dem Trägersegment 13 vernietet, insbesondere durch versenkte Niete, wobei beispielsweise Absätze an den umfangseitigen Enden der Bahnsegmente 12 und des Trägersegments 13 so angeordnet sind, dass sich beide überlappen, ohne die axiale Dicke zu erhöhen.
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An der radialen Innenseite der Bahnsegment e 12 sind jeweils konkave Einbuchtungen 16 zur Aufnahme der Mittelteile 9 der Pendelrollen 8 ausgebildet.
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Die Langlöcher 7 ermöglichen zusammen mit den Einbuchtungen 16 und den Pendelrollen 8 eine Pendelbewegung der Fliehkraftpendel 4 gegenüber dem Pendelflansch 2. Dazu sind die Rollenbahnen der Langlöcher nierenförmig gestaltet und bilden zusammen mit den Pendelrollen 8 und den Einbuchtungen 16 eine Kulissenführung für die Fliehkraftpendel 4.
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Die Laufbahnen der Pendelrollen 8 gegenüber dem Pendelflansch 2 bzw. den Fliehkraftpendeln 4 sind so ausgelegt, dass die Fliehkraftpendel 4 eine Pendelbewegung eines so genannten Parallelpendels (auch als 1. Generation bekannt), oder eines so genannten Trapezpendels (2. Generation) ausführen können. Bei einem Parallelpendel führen die Fliehkraftpendel 4 relativ zu ihrer Aufhängung an dem Pendelflansch 2 keine Drehbewegung aus. Bei einem Trapezpendel wird das eine Pendelende bei der Pendelbewegung radial nach innen geführt, während das andere Ende gleichzeitig radial nach außen wandert. Die Eigenkreisfrequenz bzw. Tilgerfrequenz des Fliehkraftpendels 4 ist dabei proportional zur Drehzahl der Fliehkraftpendeleinrichtung 1.
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Das Trägersegment 13 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem kostengünstigen einfachen Stahr hergestellt, da an dieses Bauteil geringere mechanische Anforderungen als an die Trägersegmente 13 gestellt werden. Letztere sind aus einem härtbaren Stahl hergestellt und Oberflächengehärtet, da die mechanische Belastung insbesondere durch das Abrollen der Pendelrollen 8 deutlich höher ist als die des Trägersegmentes 13.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Pendelflansch
- 3
- Bohrung
- 4
- Fliehkraftpendel
- 5
- Pendelmasse
- 6
- Nietbolzen
- 7
- Langloch in Pendelflansch
- 8
- Pendelrollen
- 9
- Mittelteil
- 10
- Rollenenden
- 11
- Fenster
- 12
- Bahnsegment
- 13
- Trägersegment
- 14
- T-förmiges konvexes Verbindungselement
- 15
- T-förmige konkave Ausnehmung
- 16
- Einbuchtung
- 17
- äußerer Innenrand eines Fensters 11
- 18
- Aussparung
