DE112011102751B4

DE112011102751B4 - Fliehkraftpendeleinrichtung

Info

Publication number: DE112011102751B4
Application number: DE112011102751.6T
Authority: DE
Inventors: Florian Baral; David Schnädelbach
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-08-19
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2019-02-21
Anticipated expiration: 2031-05-12
Also published as: DE112011102751A5; CN103180635B; CN103180635A; WO2012062239A1; DE102011101162A1; DE202011004695U1

Abstract

Fliehkraftpendeleinrichtung (10) mit axial beidseitig an einem um eine Drehachse (100) drehbaren Pendelmassenträger (12) angeordneten und ein Pendelmassenpaar bildenden Pendelmassen (18), wobei die Pendelmassen (18) zur Bildung des Pendelmassenpaares mit Hilfe von wenigstens einem durch einen Ausschnitt (22) in dem Pendelmassenträger (12) durchgreifenden Befestigungselement (20) miteinander befestigt sind und wobei das Pendelmassenpaar mit Hilfe von wenigstens einem mit einer Aussenfläche (30) entlang einer Innenfläche (32) einer in dem Pendelmassenträger (12) ausgebildeten Laufbahn (26) abrollbaren Abrollelement (24) gegenüber dem Pendelmassenträger (12) begrenzt verschenkbar ist und wobei an einer ersten Umfangsposition entlang der axialen Erstreckung der Innenfläche (32) ein erster axialer Punkt (34) und ein zweiter axialer Punkt (36) in der Innenfläche (32) liegt dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite axiale Punkt (34, 36) zur Ausbildung eines axialen Verlaufs der Innenfläche (32) voneinander radial beabstandet sind und wobei die Aussenfläche (30) des Abrollelements (24) an einem die Innenfläche (32) der Laufbahn (26) axial überdeckenden Abschnitt (46) wenigstens zwei unterschiedliche und voneinander axial beabstandete Durchmesser (48, 50) aufweist, wobei das Abrollelement (24) eine komplementär zum axialen Verlauf der Innenfläche (32) ausgebildete Aussenfläche (30) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der DE 10 2006 028 556 A1 ist ein in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordneter Torsionsschwingungsdämpfer bekannt. Der Torsionsschwingungsdämpfer ermöglicht eine Übertragung eines von einer Antriebsseite, beispielsweise von einer Brennkraftmaschine kommenden Drehmomentes zu einer Abtriebsseite, beispielsweise einem Getriebe und kann darüber hinaus eine Dämpfung von Torsionsschwingungen, wie diese durch die Brennkraftmaschine verursacht werden können, bewirken. Dazu weist der Torsionsschwingungsdämpfer ein Antriebsteil und ein über die Wirkung wenigstens eines Energiespeicherelements gegenüber dem Antriebsteil begrenzt verdrehbares Abtriebsteil auf.
Weiterhin umfasst der Torsionsschwingungsdämpfer eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur weiteren Dämpfung und/oder Tilgung der Drehschwingungen in dem Antriebsstrang. Die Fliehkraftpendeleinrichtung umfasst dabei einen um eine Drehachse drehbaren Pendelmassenträger und wenigstens ein daran angeordnetes Pendelmassenpaar bestehend aus zwei axial beidseitig des Pendelmassenträgers gegenüberliegenden Pendelmassen, die mit Hilfe von durch Ausschnitte in dem Pendelmassenträger durchgreifende Befestigungselementen miteinander verbunden sind.
Das Pendelmassenpaar ist gegenüber dem Pendelmassenträger über zwei Abrollelemente begrenzt verschwenkbar. Dazu umfasst das Abrollelement eine Aussenfläche, die entlang einer Innenfläche einer in dem Pendelmassenträger ausgebildeten Laufbahn abrollbar ist und wodurch das Abrollelement gegenüber dem Pendelmassenträger begrenzt verschenkbar ist. Die Innenfläche ist entlang ihrer axialen Erstreckung eben ausgebildet, das bedeutet entlang der axialen Erstreckung der Innenfläche liegt ein erster axialer Punkt und ein zweiter axialer Punkt in der Abrollfläche und der erste und zweite axiale Punkt weisen einen gleichen radialen Abstand von der Drehachse auf. Unter Umständen kann es zu einem axialen Verschieben des Abrollelements in der Laufbahn des Pendelmassenträgers kommen.
Aus der DE 10 2009 042 812 A1 sind als Kugeln ausgebildete Abrollelemente bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Führung einer Pendelmasse an einem Pendelmassenträger zu verbessern, insbesondere die axiale Führung zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Entsprechend wird eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit axial beidseitig an einem um eine Drehachse drehbaren Pendelmassenträger angeordneten und ein Pendelmassenpaar bildenden Pendelmassen vorgeschlagen, wobei die Pendelmassen zur Bildung des Pendelmassenpaares mit Hilfe von wenigstens einem durch einen Ausschnitt in dem Pendelmassenträger durchgreifenden Befestigungselement miteinander befestigt sind und wobei das Pendelmassenpaar mit Hilfe von wenigstens einem mit einer Aussenfläche entlang einer Innenfläche einer in dem Pendelmassenträger ausgebildeten Laufbahn abrollbaren Abrollelement gegenüber dem Pendelmassenträger begrenzt verschenkbar ist und wobei an einer ersten Umfangsposition entlang der axialen Erstreckung der Innenfläche ein erster axialer Punkt und ein zweiter axialer Punkt in der Innenfläche liegt. Dabei sind der erste und der zweite axiale Punkt zur Ausbildung eines axialen Verlaufs der Innenfläche voneinander radial beabstandet, wobei die Aussenfläche des Abrollelements an einem die Innenfläche der Laufbahn axial überdeckenden Abschnitt wenigstens zwei unterschiedliche und voneinander axial beabstandete Durchmesser aufweist. Dadurch kann eine axiale Führung des Abrollelements in der Laufbahn und insbesondere eine axiale Sicherung bewirkt werden.
Vorzugsweise ist die Fliehkraftpendeleinrichtung an einem Torsionsschwingungsdämpfer und/oder an einem Zweimassenschwungrad und/oder in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler angeordnet. Dabei ist das Abrollelement vorteilhafterweise als Wälzkörper oder als Wälzlager ausgebildet. Auch kann das Abrollelement als Stufenbolzen ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der axiale Verlauf der Aussenfläche des Abrollelements keilförmig, ballig, dreickig oder rechteckig ausgebildet. Auch kann ein Absatz in der Aussenfläche vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der axiale Verlauf zwischen dem ersten und zweiten axialen Punkt stetig und/oder unstetig. Dabei kann in der Innenfläche ein Absatz, eine Nut oder dergleichen eingebracht sein. Auch kann der axiale Verlauf der Innenfläche L-förmig und/oder als stetige Krümmung ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Innenfläche an der ersten Umfangsposition entlang der axialen Erstreckung der Innenfläche einen dritten axialen Punkt auf, wobei der dritte axiale Punkt einen radialen Abstand zu dem zweiten axialen Punkt aufweist und wobei der zweite axiale Punkt axial zwischen dem ersten axialen Punkt und dem dritten axialen Punkt liegt. Vorteilhafterweise ist die Innenfläche zwischen dem ersten und dritten axialen Punkt konkav oder konvex ausgebildet. Auch kann der axiale Verlauf spitz sein und/oder mehrere Umlenkpunkte aufweisen und/oder wellenförmig ausgeformt sein. Auch kann ein rechteckiger Verlauf vorgesehen sein.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die das Abrollelement eine komplementär zum axialen Verlauf der Innenfläche ausgebildete Aussenfläche auf. Beispielsweise kann der axiale Verlauf der Innenfläche konkav und die Aussenfläche konvex oder ballig ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der axiale Verlauf der Innenfläche umfangsseitig abschnittsweise, das bedeutet über einen Abschnitt des Umfangs der Innenfläche ausgebildet. Vorzugsweise ist der axiale Verlauf der Innenfläche umfangsseitig entlang der beim Betrieb der Fliehkraftpendeleinrichtung durch die Abrollbewegung des Abrollelements an der Laufbahn überstrichenen Innenfläche ausgebildet. Auch kann der axiale Verlauf über den gesamten Umfang der Innenfläche ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in den Pendelmassen des Pendelmassenpaares jeweils komplementär zu der Laufbahn in dem Pendelmassenträger verlaufende weitere Laufbahnen ausgebildet, in denen das Abrollelement aufgenommen und abrollbar ist. Dabei ist das Abrollelement vorzugsweise mit einem axial mittleren Abschnitt in der Laufbahn des Pendelmassenträgers und mit beidseitig des mittleren Abschnitts angebrachten axial äußeren Abschnitten jeweils in den Laufbahnen der Pendelmassen aufgenommen und abrollbar.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Abbildungen, bei deren Darstellung zugunsten der Übersichtlichkeit auf eine maßstabsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde. Alle erläuterten Merkmale sind nicht nur in der angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen beziehungsweise in Alleinstellung anwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:

1: Seitenansicht einer Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß dem Stand der Technik.
2: Räumliche Querschnittsansicht eines Ausschnitts der Fliehkraftpendeleinrichtung aus 1.
3: Räumliche Querschnittsansicht eines Ausschnitts einer Fliehkraftpendeleinrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
4: Querschnitt durch einen Ausschnitt der Fliehkraftpendeleinrichtung aus 3.
5: Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Fliehkraftpendeleinrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
6: Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Fliehkraftpendeleinrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

In 1 ist eine Fliehkraftpendeleinrichtung 10 gemäß dem Stand der Technik in Seitenansicht dargestellt. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 10 umfasst einen um eine Drehachse 100 drehbaren Pendelmassenträger 12 mit in einem radial inneren Bereich eingebrachten Federfenstern 14 zur Aufnahme von Energiespeicherelementen, beispielsweise Schraubenfedern. Die Energiespeicherelemente stehen mit dem Pendelmassenträger 12 und einem hier nicht gezeigten Dämpferbauteil eines Torsionsschwingungsdämpfers in Wirkverbindung zur Ermöglichung einer Verdrehung des Dämpferbauteils gegenüber dem Pendelmassenträger 12 unter der Wirkung der Energiespeicherelemente.
Radial innerhalb der Federfenster 14 ist an dem Pendelmassenträger 12 eine Abtriebsnabe 16 befestigt, insbesondere vernietet, wobei die Abtriebsnabe 16 über eine Verzahnung 18 mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbindbar ist.
Radial aussen an dem Pendelmassenträger 12 sind vier Pendelmassen 18 angeordnet die mit hier nicht dargestellten axial gegenüberliegenden und an der anderen Seite des Pendelmassenträgers 12 befindlichen Pendelmassen zu jeweils vier Pendelmassenpaaren miteinander verbunden sind. Die Verbindung erfolgt mit Hilfe von drei Befestigungselementen 20 pro Pendelmassenpaar, wobei die Befestigungselemente 20 mit den Pendelmassen 18 fest verbunden sind und durch Ausschnitte 22 in dem Pendelmassenträger 12 durchgreifen. Die Ausschnitte 22 sind dabei derart geformt, dass eine Verschwenkung der Pendelmassen 18 gegenüber dem Pendelmassenträger 12 entlang einer Pendelbahn ermöglicht werden kann. Insbesondere sind die Ausschnitte 22 nierenförmig ausgebildet.
Die eigentliche Schwenkbewegung der Pendelmassen 18 gegenüber dem Pendelmassenträger 12 wird durch Abrollelemente 24 und entsprechend in dem Pendelmassenträger 12 und in den Pendelmassen 18 ausgeformten Laufbahnen 26, 28 ermöglicht. Dazu sind pro Pendelmassenpaar zwei Abrollelemente 24, beispielsweise Wälzkörper, insbesondere Stufenbolzen in den jeweiligen Laufbahnen 26, 28 angeordnet. Die Laufbahnen 28 in den Pendelmassen 18 eines Pendelmassenpaars sind komplementär zu der Laufbahn 26 in dem Pendelmassenträger 12 ausgebildet. Insbesondere ist die Laufbahn 26 in dem Pendelmassenträger 12 nierenförmig und die Laufbahnen 28 in den Pendelmassen 18 gegensinnig gekrümmt.
2 zeigt eine räumliche Querschnittsansicht eines Ausschnitts der Fliehkraftpendeleinrichtung 10 aus 1. Die Abrollelemente 24 weisen jeweils eine Aussenfläche 30 auf, mit der diese entlang einer Innenfläche 32 der Laufbahn 26 in dem Pendelmassenträger 12 abrollbar sind. Die Innenfläche 32 ist entlang ihrer axialen Erstreckung in Bezug auf eine axiale Richtung 102 eben ausgebildet, das bedeutet entlang der axialen Erstreckung der Innenfläche 32 haben ein erster axialer Punkt 34 und ein zweiter axialer Punkt 36 in der Innenfläche einen gleichen radialen Abstand in Bezug auf eine radiale Richtung 104 ausgehend von der Drehachse 100.
In 3 ist eine räumliche Querschnittsansicht eines Ausschnitts einer Fliehkraftpendeleinrichtung 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Abrollelement 24 ist vorzugsweise als Wälzkörper und insbesondere als Stufenbolzen ausgebildet, dessen axial mittlerer Bereich 38, der die Laufbahn 26 des Pendelmassenträgers 12 axial überdeckt, einen größeren Durchmesser aufweist wie die beiden angrenzenden axial äußeren Bereiche 40, 42. Die Umfangsflächen 42 der beiden axial äußeren Bereiche 40, 42, die in den Laufbahnen 28 der Pendelmassen 18 des Pendelmassenpaars abrollbar sind, sind zylindrisch ausgebildet.
4 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt der Fliehkraftpendeleinrichtung 10 aus 3. Dabei weist das Abrollelement 24 an einer Umfangsposition der den Umfang der Laufbahn bildenden Innenfläche 32 entlang der axialen Richtung 102 einen ersten axialen Punkt 34 und einen zweiten axialen Punkt 36 auf, wobei der zweite axiale Punkt 36 zu dem ersten axialen Punkt 34 axial beabstandet ist. Der erste und der zweite axiale Punkt 34, 36 sind zur Ausbildung eines axialen Verlaufs der Innenfläche 32 voneinander auch in Bezug auf die radiale Richtung 104 von dem Abrollelement radial beabstandet. Der axiale Verlauf der Innenfläche 32 ist zwischen dem ersten und zweiten axialen Punkt 34, 36 stetig und gekrümmt ausgebildet. Weiterhin weist die Innenfläche 32 an der dem ersten und zweiten axialen Punkt 34, 36 zugehörigen Umfangsposition entlang der axialen Erstreckung der Innenfläche 32 einen dritten axialen Punkt 44 auf, wobei der dritte axiale Punkt 44 einen radialen Abstand zu dem zweiten axialen Punkt 36 und insbesondere einen gleichen radialen Abstand wie der erste axiale Punkt 34 aufweist. Der zweite axiale Punkt 36 liegt axial zwischen dem ersten axialen Punkt 34 und dem dritten axialen Punkt 44. Die Innenfläche 32 ist insgesamt zwischen dem ersten und dem dritten axialen Punkt 34, 44 konkav ausgebildet.
Komplementär zu dem axialen Verlauf der Innenfläche 32 ist die Aussenfläche 30 des Abrollelements 24 derart ausgebildet, dass diese an einem die Innenfläche 32 der Laufbahn 26 axial überdeckenden Abschnitt 46 wenigstens zwei unterschiedliche und voneinander axial beabstandete Durchmesser 48, 50 aufweist. Dabei ist ein mittlerer Durchmesser 50 grösser als der axial äussere Durchmesser 48 und die Aussenfläche 30 insgesamt ballig und als sich in den konkaven axialen Verlauf der Innenfläche 32 der Laufbahn 26 einfügende Fläche ausgebildet. Dadurch kann eine axiale Führung des Abrollelements 24 in der Laufbahn 26 und insbesondere eine axiale Sicherung bewirkt werden.
Der axiale Verlauf der Innenfläche 32 ist dabei umfangsseitig abschnittsweise ausgebildet, insbesondere über einen Umfangsabschnitt der Innenfläche 32 der beim Betrieb der Fliehkraftpendeleinrichtung 10 durch die Abrollbewegung des Abrollelements 24 an der Laufbahn 26 überstrichen wird.
In 5 ist ein Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Fliehkraftpendeleinrichtung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dabei weist der axiale Verlauf der Aussenfläche 30 des Abrollelements 24 an einer Umfangsposition in einem die Laufbahn des Pendelmassenträgers 12 überdeckenden Bereich zwei Knickstellen 52 auf, wobei die Innenfläche 32 der Laufbahn des Pendelmassenträgers 12 entsprechend komplementär zur Aufnahme des Abrollelements 24 ausgebildet ist.
6 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Fliehkraftpendeleinrichtung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Hierbei ist der axiale Verlauf der Aussenfläche 30 des Abrollelements 24 und entsprechend die Form der Laufbahn des Pendelmassenträgers 12 dreieckförmig mit einer Knickstelle 52 ausgebildet.
Bezugszeichenliste

10: Fliehkraftpendeleinrichtung
12: Pendelmassenträger
14: Federfenster
16: Abtriebsnabe
18: Verzahnung
20: Befestigungselement
22: Ausschnitt
24: Abrollelement
26: Laufbahn
28: Laufbahn
30: Aussenfläche
32: Innenfläche
34: Erster axialer Punkt
36: Zweiter axialer Punkt
38: Abschnitt
40: Abschnitt
42: Abschnitt
44: Dritter axialer Punkt
46: Abschnitt
48: Durchmesser
50: Durchmesser
52: Knickstelle
100: Drehachse
102: axiale Richtung
104: radiale Richtung

Claims

Fliehkraftpendeleinrichtung (10) mit axial beidseitig an einem um eine Drehachse (100) drehbaren Pendelmassenträger (12) angeordneten und ein Pendelmassenpaar bildenden Pendelmassen (18), wobei die Pendelmassen (18) zur Bildung des Pendelmassenpaares mit Hilfe von wenigstens einem durch einen Ausschnitt (22) in dem Pendelmassenträger (12) durchgreifenden Befestigungselement (20) miteinander befestigt sind und wobei das Pendelmassenpaar mit Hilfe von wenigstens einem mit einer Aussenfläche (30) entlang einer Innenfläche (32) einer in dem Pendelmassenträger (12) ausgebildeten Laufbahn (26) abrollbaren Abrollelement (24) gegenüber dem Pendelmassenträger (12) begrenzt verschenkbar ist und wobei an einer ersten Umfangsposition entlang der axialen Erstreckung der Innenfläche (32) ein erster axialer Punkt (34) und ein zweiter axialer Punkt (36) in der Innenfläche (32) liegt dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite axiale Punkt (34, 36) zur Ausbildung eines axialen Verlaufs der Innenfläche (32) voneinander radial beabstandet sind und wobei die Aussenfläche (30) des Abrollelements (24) an einem die Innenfläche (32) der Laufbahn (26) axial überdeckenden Abschnitt (46) wenigstens zwei unterschiedliche und voneinander axial beabstandete Durchmesser (48, 50) aufweist, wobei das Abrollelement (24) eine komplementär zum axialen Verlauf der Innenfläche (32) ausgebildete Aussenfläche (30) aufweist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Verlauf der Innenfläche (32) zwischen dem ersten und zweiten axialen Punkt (34, 36) stetig und/oder unstetig ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (32) an der ersten Umfangsposition entlang der axialen Erstreckung der Innenfläche (32) einen dritten axialen Punkt (44) und der dritte axiale Punkt (44) einen radialen Abstand zu dem zweiten axialen Punkt (36) aufweist, wobei der zweite axiale Punkt (36) axial zwischen dem ersten axialen Punkt (34) und dem dritten axialen Punkt (44) liegt.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (32) zwischen dem ersten und dritten axialen Punkt (34, 44) konkav oder konvex ausgebildet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Verlauf der Innenfläche (32) umfangsseitig abschnittsweise ausgebildet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Verlauf der Innenfläche (32) umfangsseitig entlang der beim Betrieb der Fliehkraftpendeleinrichtung (10) durch die Abrollbewegung des Abrollelements (24) an der Laufbahn (26) von dem Abrollelement (24) überstrichenen Innenfläche (32) ausgebildet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Pendelmassen (18) des Pendelmassenpaares jeweils komplementär zu der Laufbahn (26) in dem Pendelmassenträger (12) ausgebildete weitere Laufbahnen (28) ausgebildet sind, in denen das Abrollelement (24) aufgenommen und abrollbar ist.