EP3265693A1 - Fliehkraftpendeleinrichtung mit druckfedern - Google Patents

Fliehkraftpendeleinrichtung mit druckfedern

Info

Publication number
EP3265693A1
EP3265693A1 EP16708073.8A EP16708073A EP3265693A1 EP 3265693 A1 EP3265693 A1 EP 3265693A1 EP 16708073 A EP16708073 A EP 16708073A EP 3265693 A1 EP3265693 A1 EP 3265693A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring
coils
centrifugal pendulum
pendulum
pendulum device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16708073.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Risser
Uli Junker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP3265693A1 publication Critical patent/EP3265693A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/14—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers
    • F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
    • F16F15/145—Masses mounted with play with respect to driving means thus enabling free movement over a limited range

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pendulum device for arrangement in the
  • Drivetrain of a motor vehicle with at least two pendulum masses, which are arranged on at least one carrier disk and can perform a relative movement to the carrier disk along a predetermined pendulum track.
  • Centrifugal pendulum device of the type in question serves to reduce
  • Such a centrifugal pendulum device comprises at least one pendulum mass, which is suspended for example by means of carrier rollers or the like on a rotating carrier disc and along predetermined pendulum tracks a relative movement to the
  • Carrying disk can perform. The structure and function of such
  • Centrifugal pendulum device is described for example in DE 10 2006 028 552 A1.
  • a centrifugal pendulum device with a carrier disc on the On both sides pendulum sub-masses of a pendulum mass are arranged, too
  • Centrifugal pendulum devices are known in which the pendulum masses are arranged between two axially spaced carrier discs.
  • damping elements for example, at low speed or too large excitations by exceeding a permissible in operation oscillation angle of the centrifugal pendulum against a rest position in contact with carrier disk or each other come into contact, which can lead to unwanted noise or even damage.
  • Stop elements arranged on the pendulum masses or the carrier disk.
  • the pendulum masses may be provided with rubber elements, which are arranged, for example, connecting pendulum masses bolts.
  • the damping elements can have lifetime problems.
  • a centrifugal pendulum device is known, are arranged in the compression springs between the pendulum masses.
  • the compression springs dampen a striking of the pendulum masses together. Since the compression springs are loaded under pressure, there is the inherent danger that the springs buckle when compressed. When buckling the middle region of the spring is moved perpendicular to the spring axis, so that the spring axis is arcuate. This can on the one hand affect the spring action, on the other hand, the spring or surrounding components can be damaged, for example by friction.
  • An object of the invention is to provide a centrifugal pendulum device with arranged between the pendulum mass springs, in which the risk of
  • Centrifugal pendulum device for arrangement in the drive train of a motor vehicle with at least two pendulum masses, which are arranged on at least one carrier disc and can perform along a predetermined pendulum path relative to the carrier disc, wherein between the pendulum masses at least one compression spring is arranged and wherein the compression spring spring ends with adjacent spring coils and has a central spring portion with over the spring length variable geometry of the spring coils.
  • the compression spring is preferably a helical compression spring. This is wound or wound from round or profile wire, the wire itself essentially
  • the spring ends may comprise one or more spring coils. By the adjacent spring coils, the spring ends are not involved in the spring action and serve to support the compression spring.
  • the middle spring area is the area of the compression spring located between the spring ends. The storage of the compression spring or the spring ends, for example, in recesses of the pendulum masses.
  • Recesses may additionally have a spike or the like to the Fix spring ends.
  • the compression springs are preferably arranged on the end faces of the pendulum masses. This means that the spring axis is substantially tangential to the pendulum motion of the centrifugal pendulum. Under the geometry of the compression spring in the central region in particular the slope, the diameter, the curvature and the like understood more. Preferably, between all pendulum masses of the centrifugal pendulum device compression springs
  • the middle spring region has, in one embodiment of the invention, a variable over at least a portion of the spring length pitch of the spring coils.
  • the pitch may be variable over the entire central spring range or may vary only over a portion of the central spring range.
  • the over the length variable pitch of the spring coils increases the buckling strength of the compression spring.
  • variable pitch of the spring coils increases in one embodiment of the invention from the spring ends to a spring center towards. As the spring is compressed, the spring coils closest to the spring ends initially abut against one another, so that the effective spring length in the case of
  • the middle spring region in one embodiment of the invention, has a variable diameter over at least part of the spring length
  • the diameter can be over the entire middle
  • Spring range may be variable or changeable only over part of the central spring range.
  • the spring coils are thus helically wound in addition to their helical winding, so that the spring is frustoconical.
  • the Compression spring is preferably symmetrical to the spring center, so it has the shape of a double truncated cone. This measure also increases the Ausknickfestmaschine the compression spring.
  • variable diameter of the spring coils decreases in one embodiment of the invention from the spring ends to a spring center out. Seen from a spring end, the diameter decreases towards the middle of the spring, reaches its minimum there and increases towards the other end of the spring, so that the shape of a double truncated cone results.
  • variable diameter of the spring coils decreases linearly in one embodiment of the invention from the spring ends to a spring center.
  • this may also be superlinear or sublinear, in this case does not result in the shape of a cone or double cone, but more or less bulbous or constricted forms of the compression spring.
  • the central spring region has a gradient of the spring turns that varies over the length of the spring, as well as one over the
  • a central spring portion has a variable over at least a portion of the spring length diameter of the spring coils.
  • the compression spring may also have both a variable over at least a portion of the spring length diameter and a variable over at least a portion of the spring length pitch of the spring coils.
  • FIG. 1 is a perspective view of a centrifugal pendulum device with arranged between the centrifugal pendulum pendulum compression springs according to the invention
  • Fig. 3 is a detail view of two pendulum masses 4 with between them
  • Fig. 4 shows a first embodiment of a compression spring according to the invention
  • Fig. 5 shows a second embodiment of a compression spring according to the invention
  • Fig. 1 shows a three-dimensional view of a centrifugal pendulum device 1 with arranged between the centrifugal pendulum pendulums invention compression springs
  • Fig. 2 shows the centrifugal pendulum device 1 in plan view.
  • the centrifugal pendulum device 1 is substantially rotationally symmetrical to a rotation axis R.
  • the circumferential direction is not otherwise specified below a rotation about the axis of rotation R. Under the axial direction unless otherwise stated the direction is understood parallel to the axis of rotation R, is accordingly under the radial Direction, unless stated otherwise, a direction perpendicular to
  • the centrifugal pendulum device 1 is in installation position between a drive unit, in particular an internal combustion engine with a
  • crankshaft as a drive shaft
  • a clutch which is actuated by a disengaging device and coupled to a transmission arranged.
  • the centrifugal pendulum device 1 comprises a support plate 2 which is connectable with a not shown Verstemmitati 3 or by means of rivets or screws with a hub of a clutch disc, not shown.
  • Centrifugal pendulum device 1 may also be arranged, for example, on a secondary flange of a dual-mass flywheel, on a one-mass flywheel or on a clutch housing or the like.
  • the pendulum masses 4 each comprise two pendulum masses 5a and 5b, which are respectively arranged on both sides of the support plate 2.
  • the pendulum masses 5a and 5b of the pendulum mass 4 are each firmly connected to each other and displaceable or
  • Carrier disk 2 mounted in a pendulum movable relative to the support plate 2.
  • Carrier disk 2 can also be arranged three, four, five or more pendulum masses 4.
  • Carrier disk 2 rollers 10 are arranged.
  • the rollers 10 in conjunction with the slots 8 in the pendulum sub-masses 5 and the slots 9 in the
  • Carrier disk 2 a slide guide for the pendulum mass 4, the movement of the pendulum mass 4 along predetermined paths relative to the support plate.
  • Pendulum masses 4 are designed so that the center of gravity of the pendulum mass 4 with a radius around the distance to a center, which is given by the rotation axis R, oscillates. This movement creates a variable distance of the pendulum mass 4 with a radius around the distance to a center, which is given by the rotation axis R, oscillates. This movement creates a variable distance of the pendulum mass 4 with a radius around the distance to a center, which is given by the rotation axis R, oscillates. This movement creates a variable distance of the
  • the ratio of radius to distance is a measure of the order with which the pendulum mass 4 are excited to vibrate.
  • the centrifugal pendulum device comprises a double flange, this comprises two centrifugal pendulum flanges, which surround a pendulum mass axially on both sides.
  • the pendulum masses each comprise pendulum part masses on both sides of the centrifugal pendulum
  • the centrifugal pendulum device with double flange compact pendulum masses, which may consist of a plurality of sheets, which are interconnected, and are enclosed by two centrifugal pendulum flanges.
  • compression springs 12 are arranged between the two pendulum masses.
  • the compression springs 12 push the pendulum masses 4 in an unloaded starting position with a
  • the pendulum masses 4 each have fastening means for receiving the compression springs 12 at end faces 13 located in the circumferential direction.
  • the compression springs 12 and the fastening means are arranged in recesses 14 of the support disk 2.
  • the recesses 14 are radially outwardly in each case by a web 15 of the
  • Carrier disk 2 limited.
  • the webs 15 each include a nose 16 which extends radially outward.
  • the fastening means may for example comprise lugs or projections which project into the turns of the compression spring 12 at the spring ends 20 and define these transversely to the spring longitudinal axis and may also comprise recesses on the end faces 13 of the pendulum masses 4.
  • Fig. 3 shows a detailed representation of two pendulum masses 4 with arranged between them compression spring 12. At the end faces 13 of the pendulum masses 4 are
  • Recesses 17 introduced as part of the fastening means for receiving the spring ends of the compression springs 12. At a bottom 18 of the recesses 17 lugs or projections are arranged in the spring coils of the spring ends of
  • FIGS. 4 and 5 show exemplary embodiments of compression springs 12 according to the invention in a side view.
  • the compression spring 12 according to FIG. 4 has a variable pitch along the spring axle 9, the compression spring 12 according to FIG. 4
  • the compression spring 12 according to FIG. 4 is a helical spring and comprises
  • the spring coils 21 are formed by spirally winding a spring wire.
  • the spring wire has over the spring length L constant spring diameter d.
  • the coil spring 12 has an inner diameter Di, an outer diameter D A and a mean diameter D.
  • D A Di + 2 d
  • the outer diameter corresponds to the sum of inner diameter and double wire diameter
  • Diameter is thus the mean of outer and inner diameter
  • the coil spring 12 has a pitch s, which is measured from the wire center to the wire center of two successive turns parallel to the longitudinal axis. In a central spring region 22 of the compression spring 12, the pitch s with unloaded compression spring 12 is greater than the wire diameter d, so that adjacent spring coils 21 have a distance a from each other.
  • the compression spring 12 comprises two spring ends 20 on which the spring wire in each case three spring coils 21 a, 21 b, 21 c abuts each other, the slope s is therefore equal to the spring diameter d.
  • Spring coils can also be lower or higher. For example, two adjacent spring coils 21 with unloaded compression spring 12 abut each other. Starting from one of the spring ends 20, the adjoining
  • Fig. 5 shows an alternative embodiment of a coil spring 12. This has, like the embodiment shown above spring ends 20 with abutting spring coils.
  • the arranged between the two spring ends 20 middle spring portion 22 has at a constant over the spring length L slope s a variable spring diameter D. Since the used spring wire has the same diameter over the spring length applies the relationship described above between the outer diameter, inner diameter and spring thickness. For the sake of simplicity, the following information is based solely on the mean spring diameter D.
  • the spring diameter decreases starting from the spring ends 20 to the spring center 23 each continuously, the spring has the shape of a double cone in section.
  • the compression spring 12 in FIG. 4 is symmetrical with respect to the spring center 23 with respect to the variable pitch s. Accordingly, the compression spring 12 in FIG. 5 is symmetrical with respect to the spring center 23 with respect to the mean diameter D.

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Abstract

Bei einer Fliehkraftpendeleinrichtung (1) zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens zwei Pendelmassen (4), die an mindestens einer Trägerscheibe (2) angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen können, wobei zwischen den Pendelmassen mindestens eine Druckfeder (12) angeordnet ist, wird die Ausknicksicherheit der Druckfeder erhöht, indem die Druckfeder Federenden (20) mit aneinander anliegenden Federwindungen (21) sowie einen mittleren Federbereich (22) mit über der Federlänge veränderlicher Geometrie der Federwindungen aufweist.

Description

Fliehkraftpendeleinrichtung mit Druckfedern
Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens zwei Pendelmassen, die an mindestens einer Trägerscheibe angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen können.
Zur Reduktion von Torsionsschwingungen werden auf einem rotierenden Teil des Torsionsschwingungssystems zusätzliche Massen als sogenannte Pendelmassen 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 Beruhigung der Erregerschwingung kommt, die Pendelmasse also als Tilger 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. Eine
Fliehkraftpendeleinrichtung der betreffenden Art dient der Reduzierung von
Schwingungen und Geräuschen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Eine solche Fliehkraftpendeleinrichtung umfasst wenigstens eine Pendelmasse, die beispielsweise mittels Trägerrollen oder dergleichen an einer rotierenden Trägerscheibe aufgehängt ist und entlang vorgegebener Pendelbahnen eine Relativbewegung zu der
Trägerscheibe ausführen kann. Der Aufbau und die Funktion einer solchen
Fliehkraftpendeleinrichtung ist beispielsweise in der DE 10 2006 028 552 A1 beschrieben. Neben einer Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer Trägerscheibe, an der beiderseits Pendelteilmassen einer Pendelmasse angeordnet sind, sind auch
Fliehkraftpendeleinrichtungen bekannt, bei denen die Pendelmassen zwischen zwei axial zueinander beabstandeten Trägerscheiben angeordnet sind.
Die Dämpfungselemente können beispielsweise bei niedriger Drehzahl oder zu großer Anregungen durch Überschreiten eines im Betrieb zulässigen Schwingwinkels des Fliehkraftpendels gegenüber einer Ruhelage in Kontakt zu Trägerscheibe oder gegenseitig in Kontakt kommen, was zu unerwünschter Geräuschentwicklung oder gar zu einer Beschädigung führen kann. Um das Anschlagen zu dämpfen sind
Anschlagelemente an den Pendelmassen oder der Trägerscheibe angeordnet. Als Anschlagelemente können die Pendelmassen mit Gummieelementen versehen sein, die beispielsweise an Pendelteilmassen verbindenden Bolzen angeordnet sind.
Die Dämpfungselemente können Lebensdauerprobleme aufweisen.
Temperaturstabilität, Alterung und chemische Stabilität lassen sich zudem schwer absichern. Aus der DE 10 2014 210 489 A1 ist eine Fliehkraftpendeleinrichtung bekannt, bei der Druckfedern zwischen den Pendelmassen angeordnet sind. Die Druckfedern dämpfen ein Anschlagen der Pendelmassen aneinander. Da die Druckfedern auf Druck belastet werden besteht prinzipbedingt die Gefahr, dass die Federn beim Zusammendrücken ausknicken. Beim Ausknicken wird der mittlere Bereich der Feder senkrecht zur Federachse verschoben, sodass die Federachse bogenförmig verläuft. Dies kann zum einen die Federwirkung beeinträchtigen, zum anderen kann die Feder oder können umgebende Bauteile zum Beispiel durch Reibung beschädigt werden. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit zwischen den Pendelmassen angeordneten Druckfedern anzugeben, bei der die Gefahr des
Ausknickens der Druckfeder verringert ist.
Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 sowie Druckfedern zur Verwendung in einer Fliehkraftpendeleinrichtung nach den
Ansprüchen 9 und 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine
Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit mindestens zwei Pendelmassen, die an mindestens einer Trägerscheibe angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen können, wobei zwischen den Pendelmassen mindestens eine Druckfeder angeordnet ist und wobei die Druckfeder Federenden mit aneinander anliegenden Federwindungen sowie einen mittleren Federbereich mit über der Federlänge veränderlicher Geometrie der Federwindungen aufweist. Die Druckfeder ist vorzugsweise eine Schraubendruckfeder. Diese ist aus Rund- oder Profildraht gewunden oder gewickelt, wobei der Draht selbst im Wesentlichen
torsionsbeansprucht ist, wenn die Feder auf Druck beansprucht wird. Die Federenden können eine oder mehrere Federwindungen umfassen. Durch die aneinander anliegenden Federwindungen sind die Federenden nicht an der Federwirkung beteiligt und dienen der Lagerung der Druckfeder. Der mittlere Federbereich ist der zwischen den Federenden gelegene Bereich der Druckfeder. Die Lagerung der Druckfeder bzw. der Federenden erfolgt beispielsweise in Vertiefungen der Pendelmassen. Die
Vertiefungen können zusätzlich einen Dorn oder dergleichen aufweisen, um die Federenden zu fixieren. Die Druckfedern sind vorzugsweise an den Stirnflächen der Pendelmassen angeordnet. Dies bedeutet, dass die Federachse im Wesentlichen tangential zur Pendelbewegungsrichtung der Fliehkraftpendel verläuft. Unter der Geometrie der Druckfeder im mittleren Bereich wird insbesondere die Steigung, der Durchmesser, die Krümmung und dergleichen mehr verstanden. Vorzugsweise sind zwischen allen Pendelmassen der Fliehkraftpendeleinrichtung Druckfedern
angeordnet.
Der mittlere Federbereich weist in einer Ausführungsform der Erfindung eine über zumindest einen Teil der Federlänge veränderliche Steigung der Federwindungen auf. Die Steigung kann über den gesamten mittleren Federbereich veränderlich sein oder nur über ein Teil des mittleren Federbereichs veränderlich sein. Die über der Länge veränderliche Steigung der Federwindungen erhöht die Knickfestigkeit der Druckfeder.
Die veränderliche Steigung der Federwindungen nimmt in einer Ausführungsform der Erfindung von den Federenden zu einer Federmitte hin zu. Beim Zusammendrücken der Feder liegen dadurch zunächst die den Federenden am nächsten gelegenen Federwindungen aneinander an, sodass die effektive Federlänge beim
Zusammendrücken verkürzt wird und so die Gefahr des Ausknickens weiter verringert wird.
Der mittlere Federbereich weist in einer Ausführungsform der Erfindung einen über zumindest einen Teil der Federlänge veränderlichen Durchmesser der
Federwindungen auf. Der Durchmesser kann über den gesamten mittleren
Federbereich veränderlich sein oder nur über ein Teil des mittleren Federbereichs veränderlich sein. Die Federwindungen sind also zusätzlich zu ihrer helixförmigen Windung spiralförmig gewunden, sodass die Feder kegelstumpfförmig ist. Die Druckfeder ist dabei vorzugsweise symmetrisch zur Federmitte, hat also die Form eines Doppelkegelstumpfes. Diese Maßnahme erhöht ebenfalls die Ausknickfestigkeit der Druckfeder.
Der veränderliche Durchmesser der Federwindungen nimmt in einer Ausführungsform der Erfindung von den Federenden zu einer Federmitte hin ab. Von einem Federende aus gesehen nimmt der Durchmesser zur Federmitte hin zunächst ab, erreicht dort sein Minimum und nimmt auf das andere Federende hin wieder zu, sodass sich die Form eines Doppelkegelstumpfes ergibt.
Der veränderliche Durchmesser der Federwindungen nimmt in einer Ausführungsform der Erfindung von den Federenden zu einer Federmitte hin linear ab. Statt einer linearen Abnahme kann diese auch überlinear oder unterlinear sein, in diesem Fall ergibt sich nicht die Form eines Kegels oder Doppelkegel, sondern mehr oder minder bauchige oder eingeschnürte Formen der Druckfeder.
Der mittlere Federbereich weist in einer Ausführungsform der Erfindung eine über die Federlänge veränderliche Steigung der Federwindungen sowie einen über die
Federlänge veränderlichen Durchmesser der Federwindungen auf. Dies stellt eine Kombination der zuvor genannten Maßnahmen zur Erhöhung der Ausknicksicherheit dar.
Die Federwindungen liegen in einer Ausführungsform der Erfindung an den
Federenden aneinander an. Die Federwindungen liegen dadurch auch bei einer unbelasteten Feder aneinander an und ermöglichen eine sichere Lagerung der Federenden an den Pendelmassen. Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Druckfeder zur
Verwendung in einer Fliehkraftpendeleinrichtung, wobei ein mittlerer Federbereich eine über zumindest einen Teil der Federlänge veränderliche Steigung der
Federwindungen aufweist. Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Druckfeder zur
Verwendung in einer Fliehkraftpendeleinrichtung, wobei ein mittlerer Federbereich einen über zumindest einen Teil der Federlänge veränderlichen Durchmesser der Federwindungen aufweist.
Die Druckfeder kann auch sowohl einen über zumindest einen Teil der Federlänge veränderlichen Durchmesser als auch eine über zumindest einen Teil der Federlänge veränderliche Steigung der Federwindungen aufweisen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine räumliche Ansicht einer Fliehkraftpendeleinrichtung mit zwischen den Fliehkraftpendeln angeordneten erfindungsgemäßen Druckfedern,
Fig. 2 die Fliehkraftpendeleinrichtung in der Draufsicht,
Fig. 3 eine Einzeldarstellung zweier Pendelmassen 4 mit zwischen diesen
angeordneter Druckfeder,
Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Druckfeder, Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Druckfeder. Fig. 1 zeigt eine räumliche Ansicht einer Fliehkraftpendeleinrichtung 1 mit zwischen den Fliehkraftpendeln angeordneten erfindungsgemäßen Druckfedern, Fig. 2 zeigt die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in der Draufsicht. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse R. Die Umfangsrichtung ist im Folgenden soweit nicht anders angegeben eine Drehung um die Rotationsachse R. Unter der axialen Richtung wird soweit nicht anders angegeben die Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung, soweit nicht anders angegeben, eine Richtung senkrecht zur
Rotationsachse R verstanden. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 wird in Einbaulage zwischen einer Antriebseinheit, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einer
Kurbelwelle als Antriebswelle, und einer Kupplung, die durch eine Ausrückeinrichtung betätigbar und mit einem Getriebe gekoppelt ist, angeordnet.
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst eine Trägerscheibe 2, die mit einer nicht näher dargestellten Verstemmverbindung 3 oder mittels Nieten oder Schrauben mit einer nicht dargestellten Nabe einer Kupplungsscheibe verbindbar ist. Die
Fliehkraftpendeleinrichtung 1 kann auch beispielsweise an einem Sekundärflansch eines Zweimassenschwungrades, an einem Einmassenschwungrad oder an einem Kupplungsgehäuse oder dergleichen angeordnet sein.
Am Außenumfang der Trägerscheibe 2 sind zwei Pendelmassen 4 angeordnet. Die Pendelmassen 4 umfassen jeweils zwei Pendelteilmassen 5a und 5b, die jeweils beiderseits der Trägerscheibe 2 angeordnet sind. Die Pendelmassen 5a und 5b der Pendelmasse 4 sind jeweils fest miteinander verbunden und verschiebbar bzw.
pendelbeweglich gegenüber der Trägerscheibe 2 gelagert. Über den Umfang der Trägerscheibe 2 können auch drei, vier, fünf oder mehr Pendelmassen 4 angeordnet sein.
In Langlöchern 8 in den Pendelteilmassen 5 sowie in Langlöchern 9 in der
Trägerscheibe 2 sind Laufrollen 10 angeordnet. Die Laufrollen 10 bilden in Verbindung mit den Langlöchern 8 in den Pendelteilmassen 5 und den Langlöchern 9 in der
Trägerscheibe 2 eine Kulissenführung für die Pendelmasse 4, die eine Bewegung der Pendelmasse 4 entlang vorgegebener Bahnen relativ zur Trägerscheibe 2
ermöglichen. Durch die Aufhängung der Pendelmassen 4 an der Trägerscheibe 2 wird sowohl die radiale Bewegung der Pendelmassen 4 gegenüber der Trägerscheibe 2 als auch gleichzeitig die Bewegung in Umfangsrichtung vorgegeben, sodass effektiv nur ein Freiheitsgrad der Pendelmasse gegenüber der Trägerscheibe 2 gegeben ist. Die Laufbahnen der Laufrollen 10 gegenüber der Trägerscheibe 2 bzw. den
Pendelmassen 4 sind so ausgelegt, dass der Schwerpunkt der Pendelmasse 4 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 zum Mittelpunkt. Das Verhältnis Radius zu Abstand ist ein Maß für die Ordnung, mit der die Pendelmasse 4 zum Schwingen angeregt werden. Bei
Abstimmung nahe oder direkt auf die Haupterregeranordnung des Antriebsstrangs erfolgt eine Reduzierung der Schwingungsamplitude über dem gesamten
Drehzahlbereich.
Insbesondere bei niedrigen Drehzahlen besteht bei Fliehkraftpendeleinrichtungen 1 nach Stand der Technik die Gefahr, dass die Verbindungsbolzen 6 oder Laufrollen 10 an der Trägerscheibe 2 in ihren jeweiligen Lagerungen bzw. Langlöchern anschlagen oder dass zwei Pendelmassen 4 aneinander anschlagen. Um das Anschlagen zu dämpfen, sind beispielsweise mehrere der Verbindungsbolzen 6 mit Manschetten, die beispielsweise aus Gummi oder dergleichen gefertigt sind, versehen. Die
Manschetten dämpfen das Anschlagen der Verbindungsbolzen 6 in den Ausschnitten.
Alternativ umfasst die Fliehkraftpendeleinrichtung einen Doppelflansch, dieser umfasst zwei Fliehkraftpendelflansche, die eine Pendelmasse axial beiderseits einfassen. Während bei dem zuvor dargestellten Ausführungsbeispiel die Pendelmassen jeweils Pendelteilmassen umfassen, die beiderseits des Fliehkraftpendelflansches
angeordnet sind, umfasst die Fliehkraftpendeleinrichtung mit Doppelflansch kompakte Pendelmassen, die aus mehreren Blechen bestehen können, welche miteinander verbunden sind, und von zwei Fliehkraftpendelflanschen eingefasst sind.
Zur Dämpfung des Anschlagens zweier Pendelmassen 4 aneinander sind zwischen den beiden Pendelmassen 4 Druckfedern 12 angeordnet. Die Druckfedern 12 drücken die Pendelmassen 4 in eine unbelastete Ausgangsstellung mit einem
Auslenkungswinkel der beiden Pendelmassen 4 gegenüber der Trägerscheibe 2 von 0°. Die Pendelmassen 4 weisen jeweils an in Umfangsrichtung gelegenen Stirnflächen 13 Befestigungsmittel zur Aufnahme der Druckfedern 12 auf. Die Druckfedern 12 und die Befestigungsmittel sind in Ausnehmungen 14 der Trägerscheibe 2 angeordnet. Die Ausnehmungen 14 werden radial nach außen jeweils durch einen Steg 15 der
Trägerscheibe 2 begrenzt. Die Stege 15 umfassen jeweils eine Nase 16, die sich radial nach außen erstreckt.
Die Befestigungsmittel können beispielsweise Nasen oder Vorsprünge umfassen, die in die Windungen der Druckfeder 12 an deren Federenden 20 ragen und diese quer zur Federlängsachse festlegen und können auch Vertiefungen an den Stirnflächen 13 der Pendelmassen 4 umfassen. Fig. 3 zeigt eine Einzeldarstellung zweier Pendelmassen 4 mit zwischen diesen angeordneter Druckfeder 12. An den Stirnseiten 13 der Pendelmassen 4 sind
Vertiefungen 17 als Teil der Befestigungsmittel zur Aufnahme der Federenden der Druckfedern 12 eingebracht. An einem Boden 18 der Vertiefungen 17 sind Nasen oder Vorsprünge angeordnet, die in die Federwindungen der Federenden der
Druckfedern 12 hineinragen und diese senkrecht zu einer Federachse 19 gegenüber den Pendelmassen 4 festlegen.
Die Figuren 4 und 5 zeigen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Druckfedern 12 in einer Seitenansicht. Die Druckfeder 12 gemäß Fig. 4 weist eine entlang der Federachsel 9 variable Steigung auf, die Druckfeder 12 gemäß Fig. 5 ist zur
Federmitte hin tailliert ausgeführt.
Die Druckfeder 12 gemäß Fig. 4 ist eine Schraubenfeder und umfasst
Federwindungen 21 . Die Federwindungen entstehen durch spiralförmiges Aufwickeln eines Federdrahtes. Der Federdraht weist einen über die Federlänge L konstanten Federdurchmesser d auf. Die Schraubenfeder 12 weist einen Innendurchmesser Di, einen Außendurchmesser DA sowie einen mittleren Durchmesser D auf. Dabei gilt DA = Di + 2 d, der Außendurchmesser entspricht der Summe aus Innendurchmesser und doppeltem Drahtdurchmesser, sowie D = Di + d oder D = DA - d, Der mittlere
Durchmesser ist also der Mittelwert aus Außen- und Innendurchmesser,
D = 1 /2 (DA+D|).
Die Schraubenfeder 12 weist eine Steigung s auf, der von Drahtmitte zu Drahtmitte zweier aufeinander folgender Windungen parallel zur Längsachse gemessen wird. In einem mittleren Federbereich 22 der Druckfeder 12 ist die Steigung s bei unbelasteter Druckfeder 12 größer als der Drahtdurchmesser d, sodass benachbarte Federwindungen 21 einen Abstand a voneinander aufweisen.
Die Druckfeder 12 umfasst zwei Federenden 20, an denen der Federdraht jeweils dreier Federwindungen 21 a, 21 b, 21 c aneinander anliegt, die Steigung s also gleich dem Federdurchmesser d ist. Die Anzahl der aneinander anliegenden
Federwindungen kann auch geringer oder höher sein. Beispielsweise können auch zwei benachbarte Federwindungen 21 bei unbelasteter Druckfeder 12 aneinander anliegen. Ausgehend von einem der Federenden 20 weist die sich anschließende
Federwindung eine Steigung smin auf. Zur Federmitte 23 hin nimmt die Steigung bis zu einem Wert smaX zu. Der Federdurchmesser, also der Außendurchmesser DA, der Innendurchmesser Di sowie der mittlere Durchmesser D, bleibt dabei konstant. Wird die Feder zusammengedrückt, so gehen durch die sich verändernde Steigung zunächst die Federwindungen 21 mit der geringsten Steigung, das sind die sich an die Federenden 20 anschließenden Federwindungen 21 , auf Block und zuletzt gehen die im Bereich der Federmitte 23 angeordneten Federwindungen 21 auf Block. Dabei verändert sich die Federkonstante, also der Faktor, mit der die Federkraft F über den Federweg s mit F=k s verknüpft ist, über den Federweg. Fig. 5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Schraubenfeder 12. Dieses weist wie das zuvor dargestellte Ausführungsbeispiel Federenden 20 mit aneinander anliegenden Federwindungen auf. Der zwischen den beiden Federenden 20 angeordnete mittlere Federbereich 22 weist bei einer über die Federlänge L konstanten Steigung s einen veränderlichen Federdurchmesser D auf. Da der verwendete Federdraht über der Federlänge gleichen Durchmesser aufweist gilt die zuvor dargestellte Beziehung zwischen Außendurchmesser, Innendurchmesser und Federdicke. Die folgenden Angaben werden der Einfachheit halber allein auf den mittleren Federdurchmesser D bezogen. Der Federdurchmesser nimmt ausgehend von den Federenden 20 zur Federmitte 23 jeweils kontinuierlich ab, die Feder hat im Schnitt also die Form eines Doppelkegels. Die Differenz AD der mittleren
Durchmesser zweier nebeneinander liegender Federwindungen 21 ist zwischen den Federenden und der Federmitte konstant, es gilt in Fig. 5 also D1 -D2= AD und D2- D3= AD. Die Druckfeder 12 in Fig. 4 ist bezüglich der veränderlichen Steigung s symmetrisch zur Federmitte 23. Entsprechend ist die Druckfeder 12 in Fig. 5 bezüglich des mittleren Durchmessers D symmetrisch zur Federmitte 23.
Bezuqszeichenliste Fliehkraftpendeleinnchtung
Trägerscheibe
Steckverzahnung
Pendelmasse
, 5a, 5b Pendelteilmassen
Verbindungsbolzen
Langloch in der Pendelteilmasse
Langloch in der Trägerscheibe
10 Laufrolle
12 Druckfeder
13 Stirnfläche
14 Ausnehmungen
5 Steg
16 Nase
17 Vertiefung
18 Boden
19 Federachse
20 Federende
21 Federwindungen
22 mittlerer Federbereich
23 Federmitte
s Steigung
D Durchmesser

Claims

Patentansprüche
1 . Fliehkraftpendeleinrichtung (1 ) zur Anordnung im Antriebsstrang eines
Kraftfahrzeugs, mit mindestens zwei Pendelmassen (4), die an mindestens einer Trägerscheibe (2) angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe (2) ausführen können, wobei zwischen den Pendelmassen (4) mindestens eine Druckfeder (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (12) Federenden (20) mit aneinander anliegenden Federwindungen (21 ) sowie einen mittleren Federbereich (22) mit über der Federlänge veränderlicher Geometrie der Federwindungen (21 ) aufweist.
2. Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Federbereich (22) eine über zumindest einen Teil Federlänge veränderliche Steigung (s) der Federwindungen (21 ) aufweist.
3. Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderliche Steigung (s) die Federwindungen (21 ) von den Federenden (20) zu einer Federmitte (23) hin zunimmt.
4. Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Federbereich (22) einen über zumindest einen Teil der Federlänge (L) veränderlichen Durchmesser (D) der Federwindungen (21 ) aufweist.
5. Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der veränderliche Durchmesser (D) der Federwindungen (21 ) von den
Federenden (20) zur Federmitte (23) hin abnimmt.
6. Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der veränderliche Durchmesser (D) der Federwindungen (21 ) von den
Federenden (20) zu einer Federmitte (23) hin linear abnimmt.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Federbereich (22) eine über die Federlänge veränderliche Steigung (s) der Federwindungen sowie einen über die Federlänge veränderlichen Durchmesser (D) der Federwindungen (21 ) aufweist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federwindungen (21 ) an den Federenden (20) aneinander anliegen.
Druckfeder (12) zur Verwendung in einer Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Federbereich (22) eine über zumindest einen Teil der Federlänge (L) veränderliche Steigung (s) der Federwindungen (21 ) aufweist.
Druckfeder zur Verwendung in einer Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Federbereich (22) einen zumindest einen Teil der Federlänge (L)
veränderlichen Durchmesser (D) der Federwindungen (21 ) aufweist.
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