DE112011104590B4

DE112011104590B4 - Fliehkraftpendeleinrichtung

Info

Publication number: DE112011104590B4
Application number: DE112011104590.5T
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: 2010-12-24
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2022-01-05
Anticipated expiration: 2031-12-10
Also published as: CN103261733B; DE102011088163A1; WO2012095072A1; DE112011104590A5; US20130283966A1; CN103261733A

Abstract

Fliehkraftpendeleinrichtung (10) mit axial beidseitig an einem um eine Drehachse drehbaren Pendelmassenträger (12) angeordneten und ein Pendelmassenpaar bildenden Pendelmassen (20), wobei die Pendelmassen (20) mit Hilfe von wenigstens einem in jeweils einer Aussparung (28, 30) in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmassen abrollbaren Abrollelement (26) entlang einer Pendellaufbahn gegenüber dem Pendelmassenträger (12) begrenzt verschenkbar sind und wobei die Pendelmassen (20) zur Bildung des Pendelmassenpaars relativ zueinander axial begrenzt bewegbar sind, wobei die Pendelmassen (20) eines Pendelmassenpaars relativ zueinander radial und/oder umfangsseitig begrenzt bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrollelement (26) jeweils an der in Bezug auf die Pendelmasse (20) axial außen liegenden Seite ein Haltemittel (36) aufnimmt, zur Begrenzung einer maximalen axialen Bewegung der Pendelmassen (20) eines Pendelmassenpaars relativ auseinander.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der DE 10 2006 028 556 A1 ist eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Dämpfung und/oder Tilgung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Die Drehschwingungen können durch den Betrieb einer Brennkraftmaschine entstehen und zu unangenehmen Geräuschen, Vibrationen aber auch zu Bauteilversagen führen. Die Fliehkraftpendeleinrichtung weist Pendelmassen auf, die axial beidseitig an einem um eine Drehachse drehbaren Pendelmassenträger angeordnet sind und ein Pendelmassenpaar bilden. Dabei sind die Pendelmassen mit Hilfe von wenigstens einem in jeweils einer Aussparung in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmassen aufgenommenen und abrollbaren Abrollelement entlang einer Pendellaufbahn gegenüber dem Pendelmassenträger begrenzt verschenkbar. Die Bewegung der Pendelmassen entlang der Pendelbahn erfolgt unter dem Einfluss des Fliehkraftfeldes, wobei die Fliehkraft die rückstellende Kraft bei der Pendelbewegung ist.
Die Pendelmassen sind zur Bildung des Pendelmassenpaars untereinander mit Hilfe von Abstandsbolzen verbunden, die eine begrenzte relative axiale Verschieblichkeit der Pendelmassen zulassen, allerdings die Pendelmassen in Umfangsrichtung und in radialer Richtung starr miteinander verbinden.
Als weiterer Stand der Technik wird auf die DE 198 31 155 A1 und die DE 10 2009 050 353 A1 verwiesen, die eine Fliehkraftpendeleinrichtung offenbaren, welche auf den Oberbegriff des Anspruchs 1 lesbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Tilgungswirkung einer Fliehkraftpendeleinrichtung zu verbessern. Ferner soll die Zuverlässigkeit der Fliehkraftpendeleinrichtung erhöht werden.
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 mit Hilfe von wenigstens einem in jeweils einer Aussparung in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmassen abrollbaren Abrollelement entlang einer Pendellaufbahn gegenüber dem Pendelmassenträger begrenzt verschenkbar sind und wobei die Pendelmassen zur Bildung des Pendelmassenpaars relativ zueinander axial begrenzt bewegbar sind und wobei die Pendelmassen eines Pendelmassenpaars relativ zueinander radial und/oder umfangsseitig begrenzt bewegbar sind. Dadurch kann die Tilgungswirkung der Fliehkraftpendeleinrichtung verbessert werden, da die Pendelmassen eine zusätzliche Bewegungsfreiheit aufweisen. Auch kann die Zuverlässigkeit der Fliehkraftpendeleinrichtung erhöht werden, da im Falle eines Anschlagens umfangsseitig benachbart angeordneter Pendelmassen die Pendelmassen eines Pendelmassenpaars unabhängig voneinander an die auf der jeweiligen axialen Seite des Pendelmassenträgers umfangsseitig benachbarten Pendelmassen anschlagen können.
Vorzugsweise sind die Pendelmassen eines Pendelmassenpaars ausschließlich mit Hilfe der Abrollelemente an dem Pendelmassenträger aufgenommen. Dadurch können die Befestigungselemente und die Ausschnitte an dem Pendelmassenträger zur Aufnahme der Befestigungselemente entfallen. Die maximalen Schwenkwinkel der Pendelmassen gegenüber dem Pendelmassenträger können vergrößert werden und die Aussparungen zur Aufnahme der Abrollelemente können entsprechend größer ausfallen.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Erfindung nimmt das Abrollelement jeweils an der in Bezug auf die Pendelmasse axial außen liegenden Seite ein Haltemittel auf, zur Begrenzung einer maximalen axialen Bewegung der Pendelmassen eines Pendelmassenpaars relativ auseinander. Vorteilhafterweise ist das Haltemittel axial fest an dem Abrollelement angeordnet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Haltemittel als kreisringförmiges Element ausgebildet. Vorzugsweise kann das Haltemittel durch einen in einem Einstich in dem Abrollelement aufgenommen Sicherungsring axial in wenigstens eine Richtung gesichert sein.
Vorteilhafterweise ist das Haltemittel zusammen mit dem Abrollelement relativ zu der Pendelmasse umfangsseitig und/oder radial bewegbar.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein minimaler axialer Abstand der Pendelmassen gegenüber dem Pendelmassenträger festgelegt durch einen an dem Pendelmassenträger und/oder an der axial dem Pendelmassenträger zugewandten Seitenfläche der Pendelmasse ausgebildeten axialen Vorsprung. Vorzugsweise ist der axiale Vorsprung einteilig mit dem Pendelmassenträger oder der Pendelmasse ausgebildet.
Auch kann ein minimaler axialer Abstand der Pendelmassen gegenüber dem Pendelmassenträger festgelegt werden durch einen an dem Abrollelement ausgebildeten und axial jeweils zwischen Pendelmasse und Pendelmassenträger befindlichen und um das Abrollelement umlaufenden Bund.
Die Fliehkraftpendeleinrichtung kann an und/oder in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, an und/oder in einer Kupplungseinrichtung, beispielsweise einer nass laufenden Kupplung, einer Doppelkupplung, an einem Zweimassenschwungrad oder einem Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet sein.
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 nach dem Stand der Technik.
2: Dreidimensionale Ansicht eines Ausschnitts der Fliehkraftpendeleinrichtung aus 1.
3: Seitenansicht eines Ausschnitts einer Fliehkraftpendeleinrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
4: Dreidimensionale Ansicht eines Ausschnitts der Fliehkraftpendeleinrichtung aus 3.

In 1 ist eine Fliehkraftpendeleinrichtung 10 gemäß dem Stand der Technik in Seitenansicht dargestellt. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 10 umfasst einen um eine Drehachse drehbaren Pendelmassenträger 12, der hier als Bauteil eines zur Dämpfung von Drehschwingungen wirkenden Torsionsschwingungsdämpfers ausgebildet ist. Dazu sind in dem Pendelmassenträger Federfenster 14 zur Aufnahme von Energiespeicherelementen, beispielsweise Schraubenfedern ausgebildet. Die Energiespeicherelemente stehen mit dem Pendelmassenträger 12 und einem hier nicht gezeigten Dämpferbauteil des Torsionsschwingungsdämpfers in Wirkverbindung zur Ermöglichung einer Verdrehung des Dämpferbauteils gegenüber dem Pendelmassenträger 12 über die Wirkung der Energiespeicherelemente, wozu diese in Eingriff mit dem Dämpferbauteil und dem Pendelmassenträger gebracht werden können.
Radial innerhalb der Federfenster 14 ist an dem Pendelmassenträger 12 eine Abtriebsnabe 16 befestigt, insbesondere über Nietelemente 18 vernietet, wobei die Abtriebsnabe 16 über eine Verzahnung mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbindbar ist.
In einem radial außen liegenden Bereich des Pendelmassenträgers 12 sind vier Pendelmassen 20 angeordnet, die jeweils mit hier nicht dargestellten axial gegenüberliegenden und an der anderen axialen Seitenfläche Seite des Pendelmassenträgers 12 befindlichen Pendelmassen zu jeweiligen Pendelmassenpaaren miteinander verbunden sind. Die Verbindung der axial gegenüberliegenden Pendelmassen erfolgt mit Hilfe von insgesamt drei Befestigungselementen 22 pro Pendelmassenpaar, wobei die Befestigungselemente 22 mit den Pendelmassen 20 fest verbunden sind und durch Ausschnitte 24 in dem Pendelmassenträger 12 durchgreifen.
Die Ausschnitte 24 sind dabei derart geformt, dass eine Verschwenkung der Pendelmassen 20 gegenüber dem Pendelmassenträger 12 entlang einer Pendellaufbahn ermöglicht werden kann. Die Pendellaufbahn kann vorzugsweise durch einen Kreisbogen beschrieben werden, wozu die Ausschnitte 24 derart nierenförmig und ausreichend groß ausgebildet sind, dass die Bewegung des Pendelmassenpaars gegenüber dem Pendelmassenträger 12 entlang der Pendellaufbahn durch ein Angrenzen der Befestigungselemente 22 an den Ausschnitten 24 nicht gestört wird. Allerdings können die Befestigungselemente 22 durch ein Anschlagen an den Ausschnitten 24 in jeweiligen umfangsseitigen Endbereichen der Ausschnitte 24 eine maximale Auslenkung der Pendelmassen 20 entlang der Pendellaufbahn begrenzen.
Die eigentliche Schwenkbewegung der Pendelmassen 20 gegenüber dem Pendelmassenträger 12 zur Ausbildung der Pendellaufbahn wird durch Abrollelemente 26 und entsprechend in dem Pendelmassenträger 12 und in den Pendelmassen 20 ausgeformten Aussparungen 28, 30 ermöglicht. Dazu sind pro Pendelmassenpaar zwei Abrollelemente 26, beispielsweise Wälzkörper, insbesondere Stufenbolzen in den jeweiligen Laufbahnen 28, 30 aufgenommen und in diesen abrollbar. Die Aussparungen 30 in den Pendelmassen 20 eines Pendelmassenpaars sind jeweils komplementär zu den Aussparungen 28 in dem Pendelmassenträger 12 ausgebildet, so dass eine vorzugsweise kreisbogenförmige Pendellaufbahn beschrieben und von den Pendelmassen durchlaufen werden kann. Insbesondere ist die Aussparung 28 in dem Pendelmassenträger 12 dazu nierenförmig und die Aussparung 30 in den Pendelmassen 20 gegensinnig gekrümmt nierenförmig ausgebildet.
2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Ausschnitts der Fliehkraftpendeleinrichtung 10 nach dem Stand der Technik aus 1. Die Abrollelemente 26 sind als Stufenbolzen ausgebildet, mit einem in einem Aufnahmebereich der Aussparung 28 in dem Pendelmassenträger 12 liegenden Abschnitt 32, der einen größeren Aussendurchmesser aufweist, wie die axial in Richtung Pendelmassen 20 angrenzenden Abschnitte 34 des Abrollelements 26.
Das Befestigungselement 22 dient der Befestigung der Pendelmassen 20 eines Pendelmassenpaars untereinander, so dass die Pendelmassen 20 relativ zueinander axial fest oder begrenzt bewegbar sind. Das Befestigungselement 22 stellt somit eine Art Sicherungseinheit dar, das die Pendelmassen 20 untereinander auf axialem Abstand hält.
In 3 ist eine Seitenansicht eines Ausschnitts einer Fliehkraftpendeleinrichtung 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Pendelmasse 20 bildet mit einer axial in Bezug auf den Pendelmassenträger 12 gegenüberliegend angeordneten Pendelmasse ein Pendelmassenpaar, das entlang einer Pendellaufbahn gegenüber dem Pendelmassenträger 12 verschwenkbar ist. Dazu sind zwei Abrollelemente 26 in jeweiligen Aussparungen 28, 30 in dem Pendelmassenträger 12 und in der Pendelmasse 20 aufgenommen und in den Aussparungen 28, 30 abrollbar, zur Ermöglichung einer Bewegung der Pendelmasse 20 entlang der Pendellaufbahn.
Die Pendelmassen 20 sind an dem Pendelmassenträger 12 ausschließlich mit Hilfe der beiden Abrollelemente 26 aufgenommen und gelagert, wobei die gemäß dem Stand der Technik zur Sicherung der Pendelmassen 20 zusätzlich vorgesehenen Befestigungselemente und Ausschnitte in dem Pendelmassenträger zur Aufnahme der Befestigungselemente entfallen können. Dadurch sind die Pendelmassen 20 eines Pendelmassenpaars insbesondere relativ zueinander radial und umfangsseitig begrenzt bewegbar.
Die axiale Sicherung der Pendelmassen 20 eines Pendelmassenpaars untereinander wird durch jeweils zwei an dem Abrollelement 26 angebrachte Haltemittel 36 bewirkt, so dass eine maximale axiale Bewegung der Pendelmassen 20 eines Pendelmassenpaars voneinander weg begrenzt wird. Die Haltemittel 36 sind an der axial außen liegenden Seite der Pendelmasse 20 an dem Abrollelement 26 axial fest angebracht, indem das Abrollelement 26 das Haltemittel 36, welches vorzugsweise als kreisbogenförmiges Element ausgebildet ist, aufnimmt. Zusammen mit dem Abrollelement 26 ist das Haltemittel 36 somit in radialer und in Umfangsrichtung relativ zu der Pendelmasse 20 bewegbar.
4 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines Ausschnitts der Fliehkraftpendeleinrichtung 10 aus 3. Das als kreisringförmiges Element ausgebildete Haltemittel 36 ist auf dem Abrollelement 26 aufgenommen und durch einen axial angrenzenden Sicherungsring 38 in einer von der Pendelmasse 20 weg weisenden axialen Richtung gesichert. Dazu ist der Sicherungsring 38 in einem Einstich 40 in dem Abrollelement 26 aufgenommen und verhindert somit eine Bewegung des Haltemittels 36 in die axial über den Sicherungsring 38 hinausgehende Richtung.
Zur Sicherung der Pendelmasse 20 weist das Haltemittel 36 einen ausreichend großen Aussendurchmesser auf, so dass das Haltemittel 36 entlang der axialen Seitenfläche der Pendelmasse 20 führbar bleibt und nicht in die Aussparung 30 in der Pendelmasse 20 hineingleitet.
Bezugszeichenliste

10: Fliehkraftpendeleinrichtung
12: Pendelmassenträger
14: Federfenster
16: Abtriebsnabe
18: Nietelement
20: Pendelmasse
22: Befestigungselement
24: Ausschnitt
26: Abrollelement
28: Laufbahn
30: Laufbahn
32: Abschnitt
34: Abschnitt
36: Haltemittel
38: Sicherungsring

Claims

Fliehkraftpendeleinrichtung (10) mit axial beidseitig an einem um eine Drehachse drehbaren Pendelmassenträger (12) angeordneten und ein Pendelmassenpaar bildenden Pendelmassen (20), wobei die Pendelmassen (20) mit Hilfe von wenigstens einem in jeweils einer Aussparung (28, 30) in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmassen abrollbaren Abrollelement (26) entlang einer Pendellaufbahn gegenüber dem Pendelmassenträger (12) begrenzt verschenkbar sind und wobei die Pendelmassen (20) zur Bildung des Pendelmassenpaars relativ zueinander axial begrenzt bewegbar sind, wobei die Pendelmassen (20) eines Pendelmassenpaars relativ zueinander radial und/oder umfangsseitig begrenzt bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrollelement (26) jeweils an der in Bezug auf die Pendelmasse (20) axial außen liegenden Seite ein Haltemittel (36) aufnimmt, zur Begrenzung einer maximalen axialen Bewegung der Pendelmassen (20) eines Pendelmassenpaars relativ auseinander.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (36) axial fest an dem Abrollelement (26) angeordnet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (36) als kreisringförmiges Element ausgebildet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (36) durch einen in einem Einstich (40) in dem Abrollelement (26) aufgenommen Sicherungsring (38) axial in wenigstens eine Richtung gesichert ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (36) zusammen mit dem Abrollelement (26) relativ zu der Pendelmasse (20) umfangsseitig und/oder radial bewegbar ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein minimaler axialer Abstand der Pendelmasse (20) gegenüber dem Pendelmassenträger (12) festgelegt wird durch einen an dem Pendelmassenträger (12) und/oder an der axial dem Pendelmassenträger (12) zugewandten Seitenfläche der Pendelmasse (20) ausgebildeten axialen Vorsprung.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Vorsprung einteilig mit dem Pendelmassenträger (12) oder der Pendelmasse (20) ausgebildet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein minimaler axialer Abstand der Pendelmassen (20) gegenüber dem Pendelmassenträger (12) festgelegt wird durch einen an dem Abrollelement (26) ausgebildeten und axial jeweils zwischen Pendelmasse (20) und Pendelmassenträger (12) befindlichen und um das Abrollelement (26) umlaufenden Bund.
Fliehkraftpendeleinrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmassen (20) eines Pendelmassenpaars ausschließlich mit Hilfe der Abrollelemente (26) an dem Pendelmassenträger (12) aufgenommen sind.