WO2011110153A1

WO2011110153A1 - Torsionsschwingungsdämpfer

Info

Publication number: WO2011110153A1
Application number: PCT/DE2011/000197
Authority: WO
Inventors: Stefan Jung; David SCHNÄDELBACH; Markus Werner; Christian HÜGEL; Stephan Maienschein; Thorsten Krause
Original assignee: Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2011-09-15
Also published as: WO2011120485A1; CA2811347C; DE102011012606A1; DE112011100859B4; US9261165B2; CA2811347A1; US20130233125A1; CN103038540A; JP2013522548A; CN102792057B; CN103038540B; DE102011012607A1; DE102011012606B4; CN102792057A; DE112011100859A5; JP5665890B2

Abstract

Ein Torsionsschwingungsdämpfer (1100) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges umfasst einen im Wesentlichen kreisscheibenförmigen Pendelflansch (200) und eine Mehrzahl von Fliehkraftpendeln (300). Dabei umfasst jedes Fliehkraftpendel eine erste Pendelmasse (320) und eine zweite Pendelmasse (330). Die erste Pendelmasse ist oberhalb einer ersten Oberfläche (230) des Pendelflansches, die zweite Pendelmasse oberhalb einer zweiten Oberfläche des Pendelflansches angeordnet. Die erste Pendelmasse und die zweite Pendelmasse sind jeweils über mindestens zwei Abstandsbolzen (340) starr miteinander verbunden. Der Pendelflansch weist eine Mehrzahl von Ausnehmungen (210) auf, in denen die Abstandsbolzen geführt sind. Dabei ist in mindestens einer ersten Ausnehmung (210) ein zweiter Abstandsbolzen (360) eines ersten Fliehkraftpendels (300) und ein erster Abstandsbolzen (340) eines zweiten Fliehkraftpendels (300) geführt. Außerdem ist in der ersten Ausnehmung ein Abstandselement (1200) angeordnet, das so bemessen ist, dass das erste Fliehkraftpendel und das zweite Fliehkraftpendel einander nicht berühren können.

Description

Torsionsschwingungsdämpfer

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs können Torsionsschwingungen auftreten. Zur Unterdrückung dieser Torsionsschwingungen ist die Verwendung von im Antriebsstrang angeordneten Torsionsschwingungsdämpfern bekannt. Ein solcher Torsionsschwingungsdämpfer bzw. Drehschwingungsdämpfer besteht aus einem im Wesentlichen kreisscheibenförmigen Pendelflansch, an dem eine Anzahl von als Massenelemente ausgebildeten Fliehkraftpendeln angebracht sind. Die Fliehkraftpendel sind dabei in Radialrichtung und in Umfangsrichtung des Pendelflansches beweglich.

Der Pendelflansch wird durch den Antriebsstrang in eine Drehbewegung versetzt. Dadurch werden die Fliehkraftpendel radial nach außen gedrückt, wobei die Größe der nach außen wirkenden Fliehkraft von der Drehzahl des Antriebsstrangs abhängig ist. Eine ungleichförmige Winkelgeschwindigkeit des Antriebsstrangs, wie sie beispielsweise durch die Arbeitstakte einer Brennkraftmaschine hervorgerufen wird, bewirkt Auslenkungen der Fliehkraftpendel in Umfangsrichtung des Pendelflansches, wodurch die Ungleichförmigkeiten der Winkelgeschwindigkeit des Antriebsstrangs gedämpft werden. Ein solcher Torsionsschwingungsdämpfer ist beispielsweise aus der DE 10 2009 042 831 A1 bekannt.

Bei geringer Drehzahl und Winkelgeschwindigkeit des Antriebsstrangs können die auf die Fliehkraftpendel wirkenden Fliehkräfte unter Umständen nicht ausreichen, um die Fliehkraftpendel in ihren radial äußeren Positionen zu halten. Unter dem Einfluss der Gravitationskraft können die Fliehkraftpendel stattdessen derart verschoben werden, dass einander benachbarte Fliehkraftpendel gegeneinander stoßen. Hierbei kommt es zu einer Geräuschentwicklung, die als störend und nachteilig empfunden wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen verbesserten Torsionsschwingungsdämpfer bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch einen Torsionsschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Ein erfindungsgemäßer Torsionsschwingungsdämpfer für einen Antriebsstrang eines

Kraftfahrzeuges umfasst einen im Wesentlichen kreisscheibenförmigen Pendelflansch und eine Mehrzahl von Fliehkraftpendeln. Dabei umfasst jedes Fliehkraftpendel jeweils eine erste Pendelmasse und eine zweite Pendelmasse. Die erste Pendelmasse ist oberhalb einer ersten Oberfläche des Pendelflansches und die zweite Pendelmasse oberhalb einer zweiten Oberfläche des Pendelflansches angeordnet. Außerdem sind die erste Pendelmasse und die zweite Pendelmasse jedes Fliehkraftpendels über jeweils mindestens zwei Abstandsbolzen starr miteinander verbunden. Der Pendelflansch weist dabei eine Mehrzahl von Ausnehmungen auf, in denen die Abstandsbolzen geführt sind, wobei in mindestens einer ersten Ausnehmung ein zweiter Abstandsbolzen eines ersten Fliehkraftpendels und ein erster Abstandsbolzen eines zweiten Fliehkraftpendels geführt ist. Außerdem ist in der ersten Ausnehmung ein Abstandselement angeordnet, das so bemessen ist, dass das erste Fliehkraftpendel und das zweite Fliehkraftpendel einander nicht berühren können. Vorteilhafterweise verhindert das Abstandselement dann ein Aneinanderstoßen des ersten Fliehkraftpendels und des zweiten Fliehkraftpendels. Dadurch wird eine störende Geräuschentwicklung auch bei niedrigen Drehzahlen des Antriebsstrangs verhindert.

Bevorzugt ist das Abstandselement freischwimmend in der ersten Ausnehmung angeordnet. Vorteilhafterweise kann das Abstandselement dann einer Auslenkung der Fliehkraftpendel folgen.

Ebenfalls bevorzugt ist das Abstandselement flach ausgebildet und weist im Wesentlichen dieselbe Stärke auf wie der Pendelflansch. Vorteilhafterweise kann das Abstandselement dann in der ersten Ausnehmung angeordnet werden und bewirkt keine zusätzlichen Reibungskräfte zwischen dem Abstandselement und den Pendelmassen der Fliehkraftpendel.

Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Ausnehmung im Wesentlichen die Form eines Kreisringsektors und das Abstandselement ebenfalls im Wesentlichen die Form eines Kreisringsektors auf. Vorteilhafterweise stellt dies eine besonders einfache Ausgestaltung des Abstandselements dar.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Abstandselement die Form einer Klammer auf. Vorteilhafterweise weist dieses Abstandselement eine besonders geringe Masse auf. Besonders bevorzugt weist das Abstandselement die Form einer in Richtung des Mittelpunkts des Pendelflansches geöffneten Klammer auf. Vorteilhafterweise kann das Abstandselement dann leicht an einer radial äußeren Begrenzungskante der ersten Ausnehmung abgleiten.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Abstandselement einen ersten Flügel auf, der zwischen dem zweiten Abstandsbolzen des ersten Fliehkraftpendels und einem Rand der ersten Ausnehmung angeordnet ist, und außerdem einen zweiten Flügel auf, der zwischen dem ersten Abstandsbolzen des zweiten Fliehkraftpendels und einem Rand der ersten Ausnehmung angeordnet ist. Vorteilhafterweise tritt bei dieser Weiterbildung keine Reibung zwischen dem Abstandselement und dem Pendelflansch auf. Auch zwischen dem Abstandselement und den Abstandsbolzen tritt nur eine geringe Reibung auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Abstandselement kreisscheibenförmig ausgebildet. Vorteilhafterweise kann das kreisscheibenförmige Abstandselement dann in der ersten Ausnehmung rollen. Somit tritt in dieser Ausführungsform anstelle einer Gleitreibung nur eine gegenüber der Gleitreibung reduzierte Rollreibung auf.

Ebenfalls bevorzugt füllt das Abstandselement den Raum zwischen dem zweiten Abstandsbolzen des ersten Fliehkraftpendels und dem ersten Abstandsbolzen des zweiten Fliehkraftpendels nicht vollständig aus, wenn sich das erste Fliehkraftpendel und das zweite Fliehkraftpendel in einer Ruhelage befinden. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine gewisse Asynch- ronität zwischen den Auslenkungen der mehreren Fliehkraftpendel in Umfangsrichtung. Die Fliehkraftpendel können sich dann unabhängig voneinander bewegen und sind nicht gekoppelt, was die Dämpfungseigenschaften des Torsionsschwingungsdämpfers verbessert. Außerdem berühren sich die Abstandsbolzen und das Abstandselement in dieser Ausführungsform bei hohen Drehzahlen und geringen Torsionsschwingungen des Antriebsstrangs nicht, so dass keine Reibung zwischen den Abstandsbolzen und dem Abstandselement auftritt. Außerdem tritt dann in diesem Betriebszustand auch keine Reibung zwischen dem Abstandselement und dem Pendelflansch auf, da das Abstandselement in der Ausnehmung nicht bewegt wird. Der Torsionsschwingungsdämpfer kann als Zweimassenschwungrad ausgebildet sein oder als einstufiger oder mehrstufiger Torsionsschwingungsdämpfer. Auch ist der Torsionsschwingungsdämpfer in Verbindung mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer Kupplungseinrichtung anzuordnen. Die*Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen an sich bekannten Torsionsschwingungsdämpfer;

Fig. 2 bis 4 Schnitte durch diesen Torsionsschwingungsdämpfer;

Fig. 5 eine weitere Ansicht des bekannten Torsionsschwingungsdämpfers;

Fig. 6 einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 7 einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 8 einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einer dritten Ausführungsform;

Fig. 9 einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einer vierten Ausführungsform; und

Fig. 10 einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einer fünften Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf einen an sich bekannten Torsionsschwingungsdämpfer 100. Der Torsionsschwingungsdämpfer 100 umfasst einen im Wesentlichen kreisscheibenförmigen ersten Pendelflansch 200 mit einer zentral angeordneten Nabe 110. Über die Nabe 110 kann der Pendelflansch 200 durch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs in eine Drehbewegung versetzt werden. Die in Fig. 1 eingezeichnete Drehrichtung 120 entspricht dabei einer Blickrichtung von einem im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeordneten Getriebe zu einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs.

Der Torsionsschwingungsdämpfer 100 dient dazu, Torsionsschwingungen des Antriebsstrangs zu dämpfen. Zu diesem Zweck weist der Torsionsschwingungsdämpfer 100 eine Mehrzahl von Fliehkraftpendeln 300 auf. In der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung sind vier Fliehkraftpendel 300, nämlich ein erstes Fliehkraftpendel 301 , ein zweites Fliehkraftpendel 302, ein drittes Fliehkraftpendel 303 und ein viertes Fliehkraftpendel 304 vorhanden. Es kann jedoch auch eine andere Zahl von Fliehkraftpendeln 300 vorgesehen sein. Die Fliehkraftpendel 300 sind zueinander identisch ausgebildet. Figuren 2 bis 4 zeigen-üinterschiedliche Schnitte durch das erste Fliehkraftpendel 301 und den ersten Pendelflansch 200. Aus Figuren 2 bis 4 ist erkennbar, dass jedes der Fliehkraftpendel 300 eine erste Pendelmasse 320 und eine zweite Pendelmasse 330 umfasst. Die erste Pendelmasse 320 jedes Fliehkraftpendels 300 ist dabei oberhalb einer in Fig. 1 sichtbaren ersten Oberfläche 230 des Pendelflansches 200 angeordnet. Die zweite Pendelmasse 330 jedes Fliehkraftpendels 300 ist oberhalb einer in Fig. 1 nicht sichtbaren rückwärtigen zweiten Oberfläche 240 des Pendelflansches 200 angeordnet.

Der Pendelflansch 200 des Torsionsschwingungsdämpfers 100 weist eine Mehrzahl U- förmiger Ausnehmungen 210 auf, wobei die Anzahl der U-förmigen Ausnehmungen 210 der Anzahl der Fliehkraftpendel 300 entspricht. In der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung sind demnach vier U-förmige Ausnehmungen 210 vorhanden. Jede der U-förmigen Ausnehmungen 210 bildet einen Durchbruch durch den Pendelflansch 200 und ist so angeordnet, dass die offene Seite der U-förmigen Ausnehmung 200 in Richtung der Nabe 110 des Pendelflansches 200 weist, während die geschlossene Seite der U-förmigen Ausnehmung 210 radial nach außen orientiert ist.

Weiter weist der Pendelflansch 200 eine Mehrzahl mittlerer Ausnehmungen 220 auf, deren Anzahl der Zahl der Fliehkraftpendel 300 entspricht. Auch die mittleren Ausnehmungen 220 sind als vollständiger Durchbruch durch den Pendelflansch 200 ausgebildet. Jede mittlere Ausnehmung 220 ist in Umfangsrichtung des Pendelflansches 200 zwischen zwei U-förmigen Ausnehmungen 210 angeordnet.

Weiter weist der Pendelflansch 200 eine Mehrzahl erster Rollenausnehmungen 270 auf. Die Zahl der ersten Rollenausnehmungen 270 entspricht ebenfalls der Zahl der Fliehkraftpendel 300. Auch die ersten Rollenausnehmungen 270 stellen vollständige Durchbrüche durch den Pendelflansch 200 dar. Jede der ersten Rollenausnehmungen 270 ist in Umfangsrichtung des Pendelflansches 200 zwischen einer mittleren Ausnehmung 220 und einer U-förmigen Ausnehmung 210 angeordnet.

Weiter weist der erste Pendelflansch 200 zweite Rollenausnehmungen 280 auf, deren Anzahl der Anzahl der Fliehkraftpendel 300 entspricht. Die zweiten Rollenausnehmungen 280 sind spiegelsymmetrisch zu den ersten Rollenausnehmungen 270 ausgebildet. Jede zweite Rol- lenausnehmung 280 ist in Umfangsrichtung des Pendelflansches 200 zwischen einer mittleren Ausnehmung 220 und einer U-förmigen Ausnehmung 210 angeordnet. Somit folgen in Um- fangsrichtung des Pendelflansches 200 im Uhrzeigersinn aufeinander eine U-förmige Ausnehmung 210, eine erste Rollenausnehmung 270, eine mittlere Ausnehmung 220, eine zweite Rollenausnehmung 280 und wieder eine U-förmige Ausnehmung 210.

Die erste Pendelmasse 320 und die zweite Pendelmasse 330 jedes Fliehkraftpendels 300 sind zueinander identisch ausgebildet. Jede Pendelmasse 320, 330 ist in etwa Sichel- oder kreisnngsektorförmig ausgebildet. Der durch den Kreisringsektor überstrichene Winkelbereich ist dabei etwas geringer als 360° geteilt durch die Anzahl der Fliehkraftpendel 300. Im Beispiel der Fig. 1 ist der durch die kreisringsektorförmigen Pendelmassen 320, 330 überstrichene Winkelbereich beispielsweise etwas geringer als 90°. Dies ermöglicht es, die einzelnen Fliehkraftpendel 300 voneinander beabstandet am Umfang des Pendelflansches 200 anzuordnen.

Jede Pendelmasse 320, 330 weist eine dritte Rollenausnehmung 375 und eine vierte

Rollenausnehmung 385 auf. Die dritten und vierten Rollenausnehmungen 375, 385 sind als Durchbrüche durch die jeweilige Pendelmasse 320, 330 ausgebildet und symmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse der kreisringsektorförmigen Pendelmassen 320, 330 angeordnet.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Abschnitt des Torsionsschwingungsdämpfers 100 entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Geraden AA. Es ist erkennbar, dass die erste Pendelmasse 320 und die zweite Pendelmasse 330 des ersten Fliehkraftpendels 301 durch einen ersten Abstandsbolzen 340 starr und beabstandet miteinander verbunden sind. Der erste Abstandsbolzen 340 ist dabei durch eine der U-förmigen Ausnehmungen 210 des Pendelflansches 200 geführt. Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Abschnitt des Torsionsschwingungsdämpfers 100 entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Geraden CC. Aus Fig. 4 ist erkennbar, dass die erste Pendelmasse 320 und die zweite Pendelmasse 330 des ersten Fliehkraftpendels 100 außerdem durch einen zweiten Abstandsbolzen 350 starr miteinander verbunden sind, der durch eine der mittleren Ausnehmungen 220 des Pendelflansches 200 geführt ist. Aus Fig. 1 ist außerdem erkennbar, dass spiegelsymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse des ersten Fliehkraftpendels 301 ein dritter Abstandsbolzen 360 vorhanden ist, der die erste Pendelmasse 320 und die zweite Pendelmasse 330 des ersten Fliehkraftpendels 301 starr miteinander verbindet und durch eine weitere U-förmige Ausnehmung 210 des Pendelflansches 200 geführt ist. Aus Fig. 1 ist außerdem erkennbar, dass in jeder der U-förmigen Ausnehmungen 210 ein erster Abstandsbolzen 340 eines ersten Fliehkraftpendels 300 und ein dritter Abstandsbolzen 360 eines benachbarten zweiten Fliehkraftpendels 300 angeordnet ist. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Abschnitt des Torsionsschwingungsdämpfers 100 entlang der in Fig. 1 eingezeichneten Geraden BB. Aus Fig. 3 ist erkennbar, dass in der dritten Rollenausnehmung 375 des ersten Fliehkraftpendels 301 und einer der ersten Rollenaus- nehmungen 270 des Pendelflansches 200 eine erste Rolle 370 angeordnet ist. Durch die erste Rolle 370 wird die Bewegung des ersten Fliehkraftpendels 100 relativ zum ersten Pendelflansch 200 in radialer Richtung begrenzt. Aus Fig. 1 ist außerdem erkennbar, dass in der vierten Rollenausnehmung 385 des ersten Fliehkraftpendels 301 und einer zweiten Rollen- ausnehmung 280 des Pendelflansches 200 eine zweite Rolle 380 angeordnet ist, deren Ausgestaltung der der ersten Rolle 370 entspricht.

Wird der Torsionsschwingungsdämpfer 100 durch den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs in eine Rotation um die durch die Nabe 110 gebildete Drehachse versetzt, so wirken auf die Fliehkraftpendel 300 radial nach außen weisende Fliehkräfte, die die Fliehkraftpendel 300 in radialer Richtung so weit auslenken, bis die Pendelmassen 320, 330 jedes Fliehkraftpendels 300 entsprechend der Darstellung der Fig. 3 an den Rollen 370, 380 anliegen. Eine der Drehbewegung überlagerte Torsionsschwingung bewirkt Auslenkungen der Fliehkraftpendel 300 in Umfangsrichtung des Pendelflansches 200. Die Rollen 370, 380 werden dabei gedreht und wälzen sich an den Rändern der Ausnehmungen 375, 385 der Fliehkraftpendel 300 und den Rändern der Ausnehmungen 270, 280 des Pendelflansches 200 ab. Durch diese Auslenkbarkeit der Fliehkraftpendel 300 in Umfangsrichtung des Pendelflansches 200 werden der Drehbewegung überlagerte Torsionsschwingungen gedämpft. Die Fliehkraftpendel 300 schwingen dabei im Wesentlichen synchron, wobei eine gewisse Asynchronität möglich ist.

Unterschreitet die Drehzahl des Antriebsstrangs einen gewissen Mindestwert, der

beispielsweise in der Größenordnung von 300 U/min liegen kann, so reichen die auf die Fliehkraftpendel 300 wirkenden Fliehkräfte nicht mehr aus, um die Fliehkraftpendel 300 vollständig in radialer Richtung auszulenken. Unter dem Einfluss der Gravitationskraft kann es zur Kollision einzelner Fliehkraftpendel 300 kommen. Dies ist beispielhaft in Fig. 5 dargestellt, wo das zweite Fliehkraftpendel 302 und das dritte Fliehkraftpendel 303 sowie das dritte Fliehkraftpendel 303 und das vierte Fliehkraftpendel 304 in zwei Kollisionspunkten 400 aneinanderstoßen. Das Aneinanderstoßen der Fliehkraftpendel 300 führt zu einer Geräuschentwicklung, die als störend empfunden wird.

Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt eines ersten Torsionsschwingungsdämpfers 1100 gemäß einer ersten Ausführungsform. In Fig. 6 dargestellt sind ein Ausschnitt des ersten Pendelflansches 200 mit einer der U-förmigen Ausnehmungen 210, ein Ausschnitt der hinter dem Pendelflansch 200 liegenden zweiten Pendelmasse 330 des ersten Fliehkraftpendels 301 , ein Ausschnitt der hinter dem Pendelflansch 200 liegenden zweiten Pendelmasse 330 des zweiten Fliehkraftpendels 302, sowie der dritte Abstandsbolzen 360 des ersten Fliehkraftpendels 301 und der erste Abstandsbolzen 340 des zweiten Fliehkraftpendels 302. Außerdem ist in der U- förmigen Ausnehmung 210 ein erstes Abstandselement 1200 angeordnet. Das erste Abstandselement 1200 ist, wie die U-förmige Ausnehmung 210, etwa kreisringsektorförmig ausgebildet, überstreicht dabei jedoch einen geringeren Winkelbereich als die U-förmige Ausnehmung 210. In radialer Richtung, somit in Richtung zwischen dem inneren und dem äußeren das erste Abstandselement 1200 begrenzenden Kreisring, weist das erste Abstandselement 1200 eine etwas geringere Breite als die U-förmige Ausnehmung 210 auf. In Richtung senkrecht zur ersten Oberfläche 230 des Pendelflansches 200 weist das erste Abstandselement 1200 in etwa die gleiche Stärke wie der Pendelflansch 200 auf.

Das erste Abstandselement 1200 ist zwischen dem dritten Abstandsbolzen 360 des ersten Fliehkraftpendels 301 und dem ersten Abstandsbolzen 340 des zweiten Fliehkraftpendels 302 angeordnet. Der durch das erste Abstandselement 1200 überstrichene Winkel ist so bemessen, dass sich zwischen dem dritten Abstandsbolzen 360 des ersten Fliehkraftpendels 301 und dem ersten Abstandselement 1200, sowie zwischen dem ersten Abstandsbolzen 340 des zweiten Fliehkraftpendels 302 und dem ersten Abstandselement 1200 jeweils ein Innenabstand 1220 ausbildet, um den die Abstandsbolzen 340, 360 und das erste Abstandselement 1200 voneinander beabstandet sind, wenn sich die Fliehkraftpendel 301 , 302 in ihrer Ruhelage befinden. Werden das erste Fliehkraftpendel 301 und das zweite Fliehkraftpendel 302 durch eine asynchrone Auslenkung der Fliehkraftpendel 301 , 302 in Umfangsrichtung des Pendelflansches 200 einander angenähert, so ist diese Annäherung nur soweit möglich, bis die Abstandsbolzen 340, 360 mit dem ersten Abstandselement 1200 in Kontakt kommen. Folglich gewährleistet das erste Abstandselement 1200 stets einen minimalen Pendelabstand 1210 zwischen dem dritten Abstandsbolzen 360 des ersten Fliehkraftpendels 301 und dem ersten Abstandsbolzen 340 des zweiten Fliehkraftpendels 302.

Befindet sich der erste Torsionsschwingungsdämpfer 1100 in Drehung, so bewirkt eine auf das erste Abstandselement 1200 wirkende Fliehkraft 1240 eine Anlage des ersten Abstandselements 1200 am radial äußeren Rand der U-förmigen Ausnehmung 210. Werden das erste Fliehkraftpendel 301 und das zweite Fliehkraftpendel 302 in Umfangsrichtung des Pendelflansches 200 ausgelenkt, so bewirkt dies auch eine Verschiebung des ersten Abstandselements 1200 innerhalb der U-förmigen Ausnehmung 210 in Umfangsrichtung des Pendelflansches 200. Dadurch kommt es in einem Reibungsbereich 1230 am radial äußeren Rand der U- förmigen Ausnehmung 210 zum Auftreten einer Reibungskraft. Diese Reibungskraft wächst mit der Drehzahl des ersten Torsionsschwingungsdämpfers 1100. Untersuchungen haben jedoch ergeben, dass diese Reibung keinen negativen Einfluss auf die Funktion und Übertragungsfähigkeit des ersten Torsionsschwingungsdämpfers 1100 hat.

Der Innenabstand 1220 kann, je nach Anforderung, unterschiedlich gewählt werden. Wird der Innenabstand 1220 relativ groß gewählt, so ist eine Asynchronität der Auslenkungen der Fliehkraftpendel 300 in Umfangsrichtung des Pendelflansches 200 möglich. Die Fliehkraftpendel 300 bewegen sich dann unabhängig voneinander und sind nicht gekoppelt. Bei hohen Drehzahlen des ersten Torsionsschwingungsdämpfers 1100 und kleinen Torsionsschwingungen berühren die Abstandsbolzen 340, 360 und das erste Abstandselement 1200 einander nicht, so dass auch keine Reibung in diesem Bereich auftreten kann. Ebenso entsteht in diesem Betriebszustand keine Reibung zwischen dem Abstandselement 1200 und den Rändern der U-förmigen Ausnehmung 210, da das erste Abstandselement 1200 ortsfest in der U- förmigen Ausnehmung 210 verharrt. Der Innenabstand 1220 kann jedoch auch so gering gewählt werden, dass asynchrone seitliche Auslenkungen der Fliehkraftpendel 300 nicht möglich sind und die einzelnen Fliehkraftpendel 300 gekoppelt und synchron zueinander in Umfangsrichtung des Pendelflansches 200 ausgelenkt werden.

Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt eines zweiten Torsionsschwingungsdämpfers 2100 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Der gezeigte Ausschnitt entspricht dem des ersten Torsionsschwingungsdämpfers 1100 der Fig. 6. Allerdings ist beim zweiten Torsionsschwingungs- dämpfer 2100 anstelle des ersten Abstandselements 1200 ein zweites Abstandselement 2200 in der U-förmigen Ausnehmung 210 vorgesehen. Gegenüber dem ersten Abstandselement 1200 weist das zweite Abstandselement 2200 zusätzlich einen ersten Flügel 2210 und einen zweiten Flügel 2220 auf. Der erste Flügel 2210 erstreckt sich als Fortsetzung der radial inneren Außenkante des zweiten Abstandseiements 2200 in den zwischen dem dritten Abstandsbolzen 360 des ersten Fliehkraftpendels 301 und der radial inneren Kante der U-förmigen Ausnehmung 210. Der zweite Flügel 2220 erstreckt sich als Fortsetzung der radial inneren Außenkante des zweiten Abstandseiements 2200 in den Bereich zwischen dem ersten Abstandsbolzen 340 des zweiten Fliehkraftpendels 302 und der radial inneren Kante der U- förmigen Ausnehmung 210. Die Flügel 2210, 2220 sind somit senkrecht an die radialen Begrenzungsflächen des zweiten Abstandseiements 2200 angesetzt. Die Flügel 2210, 2220 des zweiten Abstandseiements 2200 bewirken, dass das zweite Abstandselement 2200 auch unter dem Einfluss einer auf das zweite Abstandselement 2200 wirkenden Fliehkraft nicht gegen die radial äußere Kante der U-förmigen Ausnehmung 210 abgelenkt werden kann. Stattdessen kommen die Flügel 2210, 2220 unter dem Einfluss einer radial nach außen wirkenden Fliehkraft an den Abstandsbolzen 340, 360 zur Anlage. Folglich kann auch keine Reibung zwischen dem zweiten Abstandselement 2200 und dem ersten Pendelflansch 200 auftreten. Eine geringe Reibung tritt lediglich in einem Reibungsbereich 2230 zwischen den Flügeln 2210, 2220 und den Abstandsbolzen 340, 360 auf. Bezüglich der Wahl des Innenabstands 2240 zwischen dem kreisringsektorförmigen Abschnitt des zweiten Abstandselements 2200 und den Abstandsbolzen 340, 360 gilt das zum ersten Abstandselement 1200 der Fig. 6 Gesagte.

Fig. 8 zeigt einen Ausschnitt eines dritten Torsionsschwingungsdämpfers 3100 gemäß einer dritten Ausführungsform. Anstelle des ersten Abstandselements 1200 des ersten Torsionsschwingungsdämpfers 1100 der Fig. 6 weist der dritte Torsionsschwingungsdämpfer 3100 ein drittes Abstandselement 3200 auf. Die äußere Kontur des dritten Abstandselements 3200 ist ebenfalls kreisringsektorförmig und entspricht der des ersten Abstandselements 1200. Allerdings sind beim dritten Abstandselement 3200 gegenüber dem ersten Abstandselement 1200 die radial innere Begrenzungskante und der größte Teil des flächigen Bereichs entfernt, so dass lediglich die radial äußere Begrenzungskante und die beiden radialen Begrenzungskanten verbleiben. Insgesamt weist das dritte Abstandselement 3200 somit die Form einer Klammer auf, deren offene Seite in Richtung des Zentrums des Pendelflansches 200 weist. Gegenüber dem ersten Abstandselement 1200 weist das dritte Abstandselement 3200 eine reduzierte Masse auf. Außerdem bewirkt die klammerartige Gestaltung des dritten Abstandselements 3200 eine Elastizität des dritten Abstandselements 3200. Diese-Elastizität kann das Auftreffen der Abstandsbolzen 340, 360 auf das dritte Abstandselement 3200 dämpfen und dadurch eine weitere Geräuschreduzierung bewirken. Wie beim ersten Abstandselement 1200 kann in einem radial äußeren Reibungsbereich 3230 zwischen dem dritten Abstandselement 3200 und der radial äußeren Kante der U-förmigen Ausnehmung 210 eine Reibkraft auftreten, die sich jedoch als nicht nachteilig erwiesen hat.

Fig. 9 zeigt einen Ausschnitt eines vierten Torsionsschwingungsdämpfers 4100 gemäß einer vierten Ausführungsform. Anstelle des ersten Abstandselements 1200 des ersten Torsionsschwingungsdämpfers weist der vierte Torsionsschwingungsdämpfer ein in der U-förmigen Ausnehmung 210 angeordnetes viertes Abstandselement 4200 auf. Das vierte Abstandselement 4200 gleicht dem dritten Abstandselement 3200 des dritten Torsionsschwingungsdämpfers 3100, weist gegenüber diesem jedoch wie das zweite Abstandselement 2200 des zweiten Torsionsschwingungsdämpfers 2100 einen dritten Flügel 4210 und einen vierten Flügel 4220 auf. Der dritte Flügel 4210 erstreckt sich von einer der radialen Seitenkanten des vierten Abstandselements 4200 in einen zwischen dem dritten Abstandsboizen 360 des ersten Fliehkraftpendels 301 und der radial inneren Kante der U-förmigen Ausnehmung 210 gelegenen Bereich der U-förmigen Ausnehmung 210. Der vierte Flügel 4220 erstreckt sich entsprechend von der gegenüberliegenden radialen Außenkante des vierten Abstandselements 4200 in einen Bereich der U-förmigen Ausnehmung 210, der zwischen der radial inneren Begrenzungskante der U-förmigen Ausnehmung 210 und dem ersten Abstandsboizen 340 des zweiten Fliehkraftpendels 302 liegt. Insgesamt weist das vierte Abstandselement 4200 damit eine Form auf, die an den griechischen Großbuchstaben Omega erinnert. Wie beim zweiten Abstandselement 2200 des zweiten Torsionsschwingungsdämpfers 2100 bewirken die Flügel 4210, 4220 des vierten Abstandselements 4200, dass das vierte Abstandselement 4200 auch unter dem Einfluss einer radial nach außen wirkenden Fliehkraft nicht am radial äußeren Rand der U-förmigen Ausnehmung 210 zur Anlage kommt und dort somit auch keine Reibung auftreten kann. Stattdessen tritt eine reduzierte Reibung nur in Reibungsbereichen 4230 zwischen den Flügeln 4210, 4220 und den Abstandsboizen 340, 360 auf.

Fig. 10 zeigt einen Ausschnitt eines fünften Torsionsschwingungsdämpfers gemäß einer fünften Ausführungsform. Der fünfte Torsionsschwingungsdämpfer 5100 weist anstelle des ersten Pendelflansches 200 einen zweiten Pendelflansch 5300 auf, der anstelle der U- förmigen Ausnehmung 210 eine geweitete U-förmige Ausnehmung 5310 aufweist. Die geweitete U-förmige Ausnehmung 5100 ist gegenüber der U-förmigen Ausnehmung 210 breiter ausgebildet, weist also eine höhere Differenz zwischen dem Außenradius und dem Innenradius der Ausnehmung auf. In der geweiteten U-förmigen Ausnehmung 5310 werden wiederum der dritte Abstandsboizen 360 des ersten Fliehkraftpendels 301 und der erste Abstandsboizen 340 des zweiten Fliehkraftpendels 302 geführt. Außerdem ist in der geweiteten Ausnehmung 5310 zwischen den Abstandsboizen 340, 360 ein fünftes Abstandselement 5200 angeordnet, das in dieser Ausführungsform als Kreisscheibe ausgebildet ist. Der Durchmesser der Kreisscheibe ist etwas geringer als die Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser der Ausnehmung 5310. Das fünfte Abstandselement 5200 verhindert ein Aneinanderschlagen des ersten Fliehkraftpendels 301 und des zweiten Fliehkraftpendels 302, da bereits vor einem Kontakt der Fliehkraftpendel 301 , 302 die Abstandsboizen 340, 360 mit dem fünften Abstandselement 5200 in Kontakt kommen. Befinden sich die Fliehkraftpendel 301 , 302 in Ruhelage, so stellt sich zwischen dem fünften Abstandselement 5200 und den Abstandsboizen 340, 360 jeweils ein Innenabstand 5220 ein, der so bemessen ist, dass ein Kontakt der Fliehkraftpendel 301 , 302 verhindert wird. Durch die Wahl des Durchmessers des kreisscheibenförmigen fünften Abstandselements 5200 und der Innenabstände 5220 kann al- so sichergestellt werden, dass der dritte Abstandsbolzen 360 des ersten Fliehkraftpendels 301 und der erste Abstandsbolzen 340 des zweiten Fliehkraftpendels 302 immer einen minimalen Pendelabstand 5210 einhalten. Die kreisscheibenförmige Ausgestaltung des fünften Abstandselements 5200 hat den Vorteil, dass das fünfte Abstandselement 5200 an den Kanten der geweiteten U-förmigen Ausnehmung 5110 abrollen kann. Somit tritt zwischen dem fünften Abstandselement 5200 und den die geweitete U-förmige Ausnehmung 5310 begrenzenden Kanten des zweiten Pendelflansches 5300 in einem Reibungsbereich 5230 anstelle einer Gleitreibung eine gegenüber dieser reduzierte Rollreibung auf.

Anstelle der in Figuren 6 bis 10 gezeigten Ausführungen der Abstandselemente 1200, 2200, 3200, 4200, 5200 kann auch ein Abstandselement mit anderer Formgebung verwendet werden.

Anstelle der Abstandselemente könnte auch eine Verkürzung der Pendelmassen 320, 330 der Fliehkraftpendel 300 ein Aneinanderschlagen der Fliehkraftpendel 300 verhindern. Dies ginge jedoch mit einer Massenreduzierung der Fliehkraftpendel 300 einher, wodurch sich die Dämpfungseigenschaften des Torsionsschwingungsdämpfers verschlechtern würden. Außerdem würden dann die Abstandsbolzen 340, 360 der Fliehkraftpendel 300 gegen den Pendelflansch 200, 5300 schlagen.

Die Erfindung kann bei allen Torsionsschwingungsdämpfern eingesetzt werden, bei denen die äußeren Abstandsbolzen zweier Fliehkraftpendel in einer gemeinsamen Ausnehmung geführt werden.

Bezugszeichenliste

100 bekannter Torsionsschwingungsdämpfer

110 Nabe

120 Drehrichtung

200 erster Pendelflansch

210 U-förmige Ausnehmung

220 mittlere Ausnehmung

230 erste Oberfläche

240 zweite Oberfläche

270 erste Rollenausnehmung

280 zweite Rollenausnehmung

300 Fliehkraftpendel

301 erstes Fliehkraftpendel

302 zweites Fliehkraftpendel

303 drittes Fliehkraftpendel

304 viertes Fliehkraftpendel

310 Pendelbewegungsrichtung

320 erste Pendelmasse

330 zweite Pendelmasse

340 erster Abstandsbolzen

350 zweiter Abstandsbolzen

360 dritter Abstandsbolzen

370 erste Rolle

375 dritte Rollenausnehmung

380 zweite Rolle

385 vierte Rollenausnehmung

400 Kollisionspunkt

1100 erster Torsionsschwingungsdämpfer

1200 erstes Abstandselement » Pendelabstand

Innenabstand

Reibungsbereich

Fliehkraft zweiter Torsionsschwingungsdämpfer zweites Abstandselement erster Flügel

zweiter Flügel

Reibungsbereich

Innenabstand dritter Torsionsschwingungsdämpfer drittes Abstandselement

Reibungsbereich vierter Torsionsschwingungsdämpfer viertes Abstandselement

dritter Flügel

vierter Flügel

Reibungsbereich fünfter Torsionsschwingungsdämpfer fünftes Abstandselement

Pendelabstand

Innenabstand

Reibungsbereich

zweiter Pendelflansch

geweitete U-förmige Ausnehmung

Claims

Patentansprüche

1. Torsionsschwingungsdämpfer (1100, 2100, 3100, 4100, 5100) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges,

mit einem im Wesentlichen kreisscheibenförmigen Pendelflansch (200, 5300) und einer Mehrzahl von Fliehkraftpendeln (300),

wobei jedes Fliehkraftpendel (300, 301 , 302, 303, 304) jeweils eine erste Pendelmasse (320) und eine zweite Pendelmasse (330) umfasst,

wobei die erste Pendelmasse (320) an einer ersten Oberfläche (230) des Pendelflansches (200, 5300) und die zweite Pendelmasse (330) an einer zweiten Oberfläche (240) des Pendelflansches (200, 5300) angeordnet ist,

wobei die erste Pendelmasse (320) und die zweite Pendelmasse (330) über jeweils mindestens zwei Abstandsbolzen (340, 360) starr miteinander verbunden sind, wobei der Pendelflansch (200, 5300) eine Mehrzahl von Ausnehmungen (210) aufweist, in denen die Abstandsbolzen (340, 360) geführt sind,

wobei in mindestens einer ersten Ausnehmung (210) ein zweiter Abstandsbolzen (360) eines ersten Fliehkraftpendels (300, 301 ) und ein erster Abstandsbolzen (340) eines zweiten Fliehkraftpendels (300, 302) geführt ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

in der ersten Ausnehmung (210) ein Abstandselement (1200, 2200, 3200, 4200, 5200) angeordnet ist,

wobei das Abstandselement (1200, 2200, 3200, 4200, 5200) so bemessen ist, dass das erste Fliehkraftpendel (300, 301 ) und das zweite Fliehkraftpendel (300, 302) einander nicht berühren können.

2. Torsionsschwingungsdämpfer (1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

das Abstandselement (1200, 2200, 3200, 4200, 5200) freischwimmend in der ersten Ausnehmung (210) angeordnet ist.

3. Torsionsschwingungsdämpfer (1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Abstandselement (1200, 2200, 3200, 4200, 5200) flach ausgebildet ist und im Wesentlichen dieselbe Stärke aufweist wie der Pendelflansch (200, 5300).

4. Torsionsschwingungsdämpfer (1100, 2100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

die erste Ausnehmung (210) im Wesentlichen die Form eines Kreisringsektors aufweist und das Abstandselement (1200, 2200) ebenfalls im Wesentlichen die Form eines Kreisringsektors aufweist.

5. Torsionsschwingungsdämpfer (3100, 4100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

das Abstandselement (3200, 4200) die Form einer Klammer aufweist.

6. Torsionsschwingungsdämpfer (3100, 4100) gemäß Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Abstandselement (3200, 4200) die Form einer in Richtung des Mittelpunkts des Pendelflansches (200, 5300) geöffneten Klammer aufweist.

7. Torsionsschwingungsdämpfer (2100, 4100) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass

das Abstandselement (2200, 4200) einen ersten Flügel (2210, 4210) aufweist, der zwischen dem zweiten Abstandsbolzen (360) des ersten Fliehkraftpendels (300, 301 ) und einem Rand der ersten Ausnehmung (210) angeordnet ist,

und das Abstandselement (2200, 4200) einen zweiten Flügel (2220, 4220) aufweist, der zwischen dem ersten Abstandsbolzen (340) des zweiten Fliehkraftpendels (300, 302) und einem Rand der ersten Ausnehmung (210) angeordnet ist.

8. Torsionsschwingungsdämpfer (5100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Abstandselement (5200) kreisscheibenförmig ausgebildet ist.

9. Torsionsschwingungsdämpfer (1100, 2100, 3100, 4100, 5100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Abstandselement (1200, 2200, 3200, 4200, 5200) den Raum zwischen dem zweiten Abstandsbolzen (360) des ersten Fliehkraftpendels (300, 301 ) und dem ersten Abstandsbolzen (340) des zweiten Fliehkraftpendels (300, 302) nicht vollständig ausfüllt, wenn sich das erste Fliehkraftpendel (300, 301 ) und das zweite Fliehkraftpendel (300, 302) in einer Ruhelage befinden.