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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, wobei die Fliehkraftpendel jeweils zwei Pendelmassen umfassen, die beiderseits des Pendelflansches angeordnet sind und durch ein Zwischenstück miteinander verbunden sind, wobei zwischen dem Zwischenstück und zumindest einer der Pendelmassen eine Abstandsplatte angeordnet ist.
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Gattungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtungen (FKP) sind beispielsweise aus der
DE 10 2006 028 536 A1 oder der
DE 10 2016 205 420 mit Pendelteilmassen beiderseits eines zentralen Pendelflansches bekannt. Solche Fliehkraftpendeleinrichtungen werden im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen zur Schwingungstilgung zwischen der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors und nachgeordneten Drehmomentübertragungsmitteln wie einer Kupplung und einem Fahrzeuggetriebe angeordnet.
1 zeigt ein Beispiel einer gattungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung.
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Jedes Fliehkraftpendel weist dabei ein Zwischenstück und zwei Pendelmassen auf. Das Zwischenstück ist in der Ausnehmung angeordnet. Das Zwischenstück ist kleiner als die Ausnehmung, sodass das Zwischenstück in der Ausnehmung begrenzt verlagerbar ist. Das Zwischenstück weist radial innenseitig einen zentralen Gummi als Dämpfungselement auf. Bei dem U-förmigen Fliehkraftpendel nach Stand der Technik werden die Pendelmassen durch den zentralen Gummi im Anschlag gedämpft.
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Um Geräusche vom FKP im Stopp zu vermeiden, dürfen die Pendelmassen und die Rollen im Anschlag nicht von ihrer Bahn abheben. Das Design des zentralen Gummis beim U-förmigen Fliehkraftpendel nach Stand der Technik erlaubt zwar den Pendelmassenschlag zu dämpfen, es kann allerdings nicht gewährleistet werden, dass die Rollen in Kontakt mit der Bahn bleiben.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lösung anzugeben, bei der die Pendelrollen auch im Start oder Stopp des Verbrennungsmotors in Kontakt mit ihrer jeweiligen Bahn bleiben, dass also die Pendelrollen in ihren Endpositionen der Pendelbewegung jeweils sowohl mit dem Trägerflansch als auch dem Fliehkraftpendel in Kontakt bleiben.
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Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung 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 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 die Fliehkraftpendel jeweils zwei Pendelmassen umfassen, die beiderseits des Pendelflansches angeordnet sind und durch ein Zwischenstück miteinander verbunden sind, wobei zwischen dem Zwischenstück und zumindest einer der Pendelmassen eine Abstandsplatte angeordnet ist, wobei die Abstandsplatte und/oder der Pendelflansch Anschlagmittel umfassen, die in einer Anschlagposition des Fliehkraftpendels einen Anschlag in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung bewirken.
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Eine wesentliche Lösung der Erfindung besteht darin, die Rollenradialkräfte mittels zusätzlicher Gummis im Anschlag zu erhöhen. Um die Kosten der Erfindung zu optimieren, wird die bestehende Abstandsplatte nur leicht geändert, sodass sie mit den zusätzlichen Gummis in Kontakt kommt. Mit zwei Kontaktbereichen wird die Kippung des Pendelmassenpakets vermieden. Die Kontur des zusätzlichen Anschlagsdämpfers ist dabei vorzugsweise so ausgelegt, dass die Kraftkennlinie nicht linear ist.
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Die Anschlagmittel umfassen in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens eine radial nach innen konvex geformte Endkontur der Abstandsplatte, vorzugsweise umfassen die Anschlagmittel an beiden umfangsseitigen Enden der Abstandsplatte radial nach innen konvex geformte Endkonturen.
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Die Anschlagmittel umfassen in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens eine axial von dem Pendelflansch erhabene Anschlagskontur. Die Anschlagmittel ragen dabei in die Pendelbahn der Fliehkraftpendel, sodass die nach innen geformten Endkonturen der Abstandsplatte in den Anschlagspositionen der Pendelbewegung mit diesen in Kontakt treten können.
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Die Anschlagskontur des Pendelflansches umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung als Endanschlag in beide Pendelrichtungen mehrere Anschlagrippen, an die die konvex geformten Endkonturen der Abstandsplatte in der Anschlagposition des Fliehkraftpendels anschlagen. Unter Anschlagrippen werden hier insbesondere von dem Pendelflansch abstehende und fest an diesem befestigte Zusatzelemente verstanden. Je Pendelrichtung zwei Anschlagrippen sind dabei vorzugsweise zwei Anschlagrippen vorhanden, die jeweils mit einer radial nach innen konvex geformten Endkontur der Abstandsplatte zusammenwirken. Vorzugsweise bewirken je Pendelrichtung eine Anschlagrippe einen Anschlag in Umfangsrichtung und beide Anschlagrippen einen Anschlag in radialer Richtung.
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Die Anschlagrippen werden in einer Ausführungsform der Erfindung durch Einlageelemente gebildet, die an dem Pendelflansch befestigt sind. Die Einlageelemente sind vorzugsweise aus einem elastischen Material, insbesondere aus Gummi gefertigt, wobei die Einlageelemente an dem Pendelflansch eingeclipst oder genietet sind.
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An dem Zwischenstück ist in einer Ausführungsform der Erfindung zusätzlich ein zentrales Anschlagbauteil angeordnet. Dieses ist so ausgelegt, dass es den Großteil der Anschlagsenergie aufnehmen kann.
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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 Ausschnitt aus einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung in einer Draufsicht in einer Mittelstellung eines Fliehkraftpendels,
- 3 den Ausschnitt der 2 in einer Anschlagposition des Fliehkraftpendels,
- 4 einen Ausschnitt aus einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung in einer Draufsicht in einer Mittelstellung eines Fliehkraftpendels,
- 5 den Ausschnitt der 4 in einer Anschlagposition des Fliehkraftpendels.
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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 Pendelflansch 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 des Pendelflansches 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 des Pendelflansches 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 dem Pendelflansch 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 ist des Weiteren auf den Nietbolzen 7 gelagert ein Zwischenstück 16 angeordnet. Das Zwischenstück 16 besteht aus aufeinander gestapelten Zwischenstückteilen 16a, 16b. Diese ragen in den Ausschnitt 15 in dem Pendelflansch 2 und berühren diese selbst nicht, sind also frei oder fliegend dieser gegenüber gelagert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei gleichartige Zwischenstückteile 16a, 16b zwischen der ersten Pendelmasse 6a und der zweiten Pendelmasse 6b angeordnet, das Zwischenstück kann aber auch einteilig ausgeführt sein.
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Zwischen dem Zwischenstück 16 und der ersten Pendelmasse 6a bzw. dem Zwischenstück 16 und der zweiten Pendelmasse 6b ist jeweils eine Abstandsplatte 17a oder 17b angeordnet. Die Abstandsplatten 17a, 17b sind mit mehreren Bohrungen 18 an dem Nietbolzen 7 befestigt. Ein zentrales Anschlagbauteil 21 aus Kunststoff greift in Nute der Zwischenstückteile 16a, 16b und dient als Pufferelement beim Anschlagen der Pendelmassen 5 an den Pendelflansch 2. Die Abstandsplatten 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 Abstandsplatten 17a, 17b sind aus Kunststoff gefertigt, die Zwischenstückteile 16a, 16b und die Pendelmassen 6a, 6b sind jeweils aus Stahl gefertigt.
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Die Abstandsplatten 17a, 17b sind mit den Zwischenstückteilen 16a, 16b und den Pendelmassen 6a, 6b mittels der der Niete 7 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 Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in einer Draufsicht in einer Mittelstellung eines Fliehkraftpendels 5. Identische oder in der Funktion vergleichbare Teile der erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 versehen. Das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im Wesentlichen durch die Ausgestaltung des Endanschlages vom Vergleichsbeispiel.
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Eine oder beide der Abstandsplatten 17a, 17b sind an beiden umfangsseitigen Enden mit einer nach innen konvex geformte Endkonturen 23a, 23b. Die Endkonturen 23a, 23b überragen die Kontur der Pendelmassen 6a, 6b nach radial innen. An dem Pendelflansch 2 sind auf einer Seite (wenn nur eine der Abstandsplatten 17a, 17b an beiden umfangsseitigen Enden mit nach innen konvex geformte Endkonturen 23a, 23b versehen ist) oder auf beiden Seiten (wenn beide der Abstandsplatten 17a, 17b jeweils an beiden umfangsseitigen Enden mit nach innen konvex geformten Endkonturen 23a, 23b versehen sind) vier Anschlagelemente 24a, 24b, 25a, 25b aus Gummi angeordnet, die an der den konvex geformte Endkonturen 23a, 23b zugewandten Seiten jeweils gekrümmte Oberflächen aufweisen. Die Anschlagelemente 24a, 24b, 25a, 25b stehen nach Art von Rippen axial bezüglich der Rotationsachse R von dem Pendelflansch 2 ab. Die Anschlagelemente 24a, 24b, 25a, 25b können statt aus Gummi aus einem beliebigen anderen ausreichend elastischen Material gefertigt sein und sind fest mit dem Pendelflansch 2 verbunden, beispielsweise eingeclipst oder angenietet. Zum Einclipsen können die Anschlagelemente 24a, 24b, 25a, 25b beispielsweise in entsprechend geformte Durchbrüche in dem Pendelflansch 2 eingeschoben sein und die Durchbrüche mit entsprechenden radial vorstehenden Konturen wie beispielsweise keilförmigen Rampen beiderseits umgreifen, sodass in axialer Richtung durch die vorstehenden Konturen eine formschlüssige Verbindung bewirkt wird.
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In den Anschlagpositionen des Fliehkraftpendels 5, von denen eine in 3 gezeigt ist, stößt im gezeigten Ausführungsbeispiel die Endkontur 23a an dem Anschlagselement 24a und die Endkontur 23b an dem Anschlagselement 25b an. Das Anschlagelement 25b weist einen radial nach außen ragenden umfangsseitigen Endbereich 26 auf, der für die Endkontur 23b einerseits einen umfangsseitigen Endanschlag bildet und somit den Pendelweg begrenzt, und andererseits die Endkontur 23b in radialer Richtung nach außen drückt, sodass ein Hinunterfallen gegen die Schwerkraft bei geringer Drehzahl, bei der die Pendelrollen 9 den Kontakt zu dem Pendelflansch 2 und/oder dem Fliehkraftpendel 5 verlieren können, verhindert wird. Das Anschlagselement 24a ist so geformt, dass es die Endkontur 23a in radialer Richtung nach außen drückt, bildet dabei aber keinen Endanschlag für die Pendelbewegung des Fliehkraftpendels 5. Alternativ kann auch das Anschlagselement 24a so geformt sein, dass ein Anschlag für die Pendelbewegung bewirkt wird.
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Die Funktionsweise bei Pendelbewegung in die Gegenrichtung der in 3 gezeigten Pendelrichtung ist sinngemäß wie zuvor erläutert, hier wirkt die die Endkontur 23a mit dem Anschlagselement 25a und die Endkontur 23b mit dem Anschlagselement 24b zusammen.
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Im Ausführungsbeispiel der 2 und 3 ist zusätzlich zu den erfindungsgemäßen Anschlagmitteln umfassend die Endkonturen 23a, 23b sowie die Anschlagelemente 24a, 24b, 25a, 25b ein zentrales Anschlagbauteil 21 wie im Stand der Technik vorhanden, um den Großteil der Anschlagsenergie aufzunehmen. Im Falle geringerer Anschlagsenergie im Start kann wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel der 4 und 5 gezeigt auf das zentrale Anschlagbauteil 21 verzichtet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Pendelflansch
- 3
- Bohrung
- 4
- Bohrung
- 5
- Fliehkraftpendel
- 6a, 6b
- Pendelmasse
- 7
- Nietbolzen
- 8
- Langloch in Pendelflansch
- 9
- Pendelrollen
- 11
- Mittelteil
- 12
- Rollenzentrierborde
- 13
- Rollenenden
- 14
- Langloch in Pendelmasse
- 15
- Ausschnitt
- 16
- Zwischenstück
- 16a, 16b
- Zwischenstückteil
- 17a, 17b
- Abstandsplatte
- 18
- Bohrung in Abstandsplatte
- 19
- Bohrung in Pendelmasse
- 20
- Bohrung in Zwischenstück
- 21
- Anschlagbauteil
- 22a, 22b
- Anschlagskontur
- 23a, 23b
- Endkontur
- 24a, 24
- Anschlagelement
- 25a, 25b
- Anschlagelement
- 26
- umfangsseitiger Endbereich
- R
- Rotationsachse Fliehkraftpendeleinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028536 A1 [0002]
- DE 102016205420 [0002]
