WO2015149782A1 - Fliehkraftpendel mit flexibles band - Google Patents

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WO2015149782A1
WO2015149782A1 PCT/DE2015/200166 DE2015200166W WO2015149782A1 WO 2015149782 A1 WO2015149782 A1 WO 2015149782A1 DE 2015200166 W DE2015200166 W DE 2015200166W WO 2015149782 A1 WO2015149782 A1 WO 2015149782A1
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pendulum
band
rotation
centrifugal
mass
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PCT/DE2015/200166
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English (en)
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Christian HÜGEL
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • 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
    • F16F15/1414—Masses driven by elastic elements
    • F16F15/1421—Metallic springs, e.g. coil or spiral springs
    • 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.
  • the invention relates to a centrifugal pendulum for the eradication of rotational irregularity in a drive train of a motor vehicle.
  • a centrifugal pendulum is provided to eliminate nonuniformity in rotational motion transmitted along the drive train.
  • a pendulum is attached to which one or more pendulum masses are slidably mounted in the plane of rotation. If the rotational movement of the pendulum is accelerated, the pendulum masses are deflected in the circumferential direction, with effective radii of the centers of gravity of the pendulum masses are changed. As a result, rotational energy can be temporarily stored. A release of the stored rotational energy takes place with a corresponding delay of the rotational movement of the pendulum flange.
  • the pendulum mass is by means of a slotted guide on the pendulum flange
  • the pendulum mass may comprise two pendulum elements, which lie on different axial sides of the pendulum flange and connected to each other by means of a bolt passing through a recess of the pendulum. In the area of the recess, the bolt can also run through a roller.
  • the shape of the recess can be used to define a trajectory of the pendulum mass.
  • the pendulum mass can be exposed to a strong centrifugal acceleration, so that between the pendulum mass and the pendulum flange forces can act in the range of 10 kN and more. Bearings in the gate guide can be heavily used.
  • a surface hardness, a hardness profile, a smooth cut portion, a shape, a position, a roughness, a support component and possibly other parameters of the elements of the slotted guide must be matched exactly. In the manufacture of centrifugal pendulum tight tolerances must be complied with to withstand the stresses caused by pressure and stress.
  • a centrifugal pendulum according to the invention comprises a pendulum flange for attachment to a rotatable about a rotation axis means for transmitting torque and a pendulum mass, which is slidably mounted in the plane of rotation of the pendulum.
  • the attachment of the pendulum mass comprises a flexible in the plane of rotation, which extends in the radial direction between the pendulum and the pendulum mass.
  • the band can be stressed only on train, whereby a relatively weak dimensioning of the band may be sufficient.
  • the centrifugal pendulum can be constructed so easily and material-saving.
  • An attachment point is provided on the pendulum flange and on the pendulum mass, wherein one of the attachment points comprises a cam disc which has a curved surface in the plane of rotation, against which the band bears laterally.
  • the band When deflecting the pendulum mass in the plane of rotation, the band can be wound up or unwound on the curved surface, so that an effective length of the band can change as a function of the deflection.
  • a force transmission with respect to the curved surface can be improved
  • the curved surface can be used to define the trajectory of the pendulum mass improved.
  • the surface deviates in its curvature from a circular arc.
  • the band is unwound or unwound in a region from the surface, which is not completely representable as a section of the lateral surface of a right circular cylinder.
  • the curvature of the surface may follow an ellipse, an involute or a cycloid. It is also possible a sectionally variable curvature, so that, for example, adjoining sections have curvatures of an ellipse and a cycloid.
  • the surface can be chosen so that at a deflection of the pendulum mass relative to the pendulum at elongated belts in addition to the displacement in the plane of rotation about the axis of rotation results in a further rotational movement, which performs the pendulum mass about its own axis, which is parallel to the axis of rotation of the pendulum.
  • a Trapezpendel be formed with the proposed attachment by means of a band.
  • a further cam plate is provided, one in the
  • the band extends from the pendulum to the pendulum mass and, offset in the circumferential direction, continue in the reverse direction. As a result, two sections of the same band can be used to realize the described attachment.
  • the band extends from the pendulum mass to the pendulum flange and, offset in the circumferential direction, further in the reverse direction. This is, so to speak, an embodiment that is complementary to the latter embodiment.
  • the band forms a closed loop.
  • An anchoring of the tape with respect to the pendulum or the pendulum mass can be simplified.
  • An assembly of the tape can also be simplified. The majority of the tensile forces acting on the band can be kept within the band, so that the band no longer has to be secured, or only weakly, against forces running in the band direction.
  • the fuse may include, for example, a clamp, a cotter pin or a tie rod. This can ensure that the winding and unwinding of the tape with respect to the curved surfaces is free of play.
  • the pendulum track of the pendulum can be defined thereby improved and a backlash of the movement of the pendulum can be ensured.
  • the band is sufficiently rigid to exhibit a spring action. It is preferred that the band is arranged so that it endeavors to urge the pendulum mass in an initial position in which the pendulum mass is at a maximum away from the pendulum flange.
  • the band is sufficiently rigid to keep the pendulum mass radially spaced from the pendulum flange when the pendulum flange is stopped about the axis of rotation.
  • the band is preferably a steel band with a cross section, which may be rectangular, rectangular with rounded edges or transverse-oval in particular. Decisive is the tensile strength of the tape.
  • a ratio between an axial width and a thickness extending perpendicular thereto may be within a predetermined range. Preferably, this range is between about 1/20 and 1/5. This allows the belt to be sufficiently thin to have enough flexibility to roll up and down on the curved surfaces while providing some spring action.
  • Fig. 1 shows a centrifugal pendulum with fastening strap
  • FIGS. 2-6 different embodiments of the centrifugal pendulum of Figure 1;
  • Fig. 8 illustrates an embodiment of the centrifugal pendulum of the preceding figures with several pendulum masses.
  • FIG. 1 shows a centrifugal pendulum 100.
  • the centrifugal pendulum 100 is adapted to be mounted on an element, not shown, which transmits torque, for example in a drive train of a motor vehicle.
  • the element and the centrifugal pendulum 100 then have a common axis of rotation 105.
  • the centrifugal pendulum 100 comprises a pendulum flange 1 10 which is rotatably mounted about the axis of rotation 105, and one or more pendulum masses 1 15, which are mounted outside of the axis of rotation 105 slidable in the plane of rotation on the pendulum flange 1 10.
  • the attachment of the pendulum mass 1 15 on the pendulum flange 1 10 comprises a band 120 which is flexible in the plane of rotation about the axis of rotation 105 and extends in the radial direction between the pendulum 1 10 and the pendulum mass 15 1.
  • a first attachment point 125 on the pendulum flange 1 10 and a second attachment point 130 on the pendulum mass 1 15 fasten the band 120 such that the band 120 is subjected to tension when the pendulum mass 1 15 is accelerated radially outward.
  • the band 120 forms a closed loop, two portions of which extend between the pendulum flange and the pendulum mass 15, respectively.
  • the two sections are offset in the circumferential direction and each section is associated with a respective first attachment point 125 and a second attachment point 130.
  • all attachment points 125, 130 are constructed according to the same scheme. Without restricting the generality, therefore, only the first fastening point 125 on the pendulum flange 1 10 shown in FIG. 1 will be described in more detail below.
  • a first cam 135 is provided, which has a curved in the plane of rotation about the axis of rotation 105 surface 140 at which the band 120 bears laterally.
  • the band 120 has a width b, which is parallel to the axis of rotation 105, and a thickness d, which extends perpendicular to the width b.
  • On the surface 140 of the first cam 135 is located on a surface of the belt 120, which is also curved in the plane of rotation about the axis of rotation 105. In this case, the curvature of the surface 140 in the representation of FIG. 1 is constant, so that the first cam 135 has the shape of a straight circular cylinder.
  • the curvature of the surface 140 need not be constant but may follow any curve. For example, the curvature of an ellipse, an involute or a cycloid sections follow.
  • the first cam 135 is rotatably mounted on the pendulum flange 1 10 and it is preferably a fuse 145 is provided to secure the tape 120 against movement along its own direction of extent.
  • the fuse 145 may comprise, for example, a lateral clamping device or a positive fastening such as a splint or an engagement element. It can also be provided a plurality of fuses 145 at different locations of the belt 120, in particular for securing the belt 120 at the different attachment points 125, 130. As long as the belt 120 is stretched in the radial direction, determines a possible movement curve of the pendulum mass 1 15 on the Base of roll-up and roll-off effects at attachment points 125, 130.
  • an optional second cam 155 with a surface 160 curved in the plane of rotation around the axis of rotation 105 for lateral contact of the band 120 is also provided on the described first attachment point 125.
  • the band 120 extends between the surfaces 140 and 160, wherein there is always a position of the pendulum mass 1 15, in which the band 120 is stretched and abuts both surfaces 140 and 160.
  • a rest position in which a center of gravity of the pendulum mass 15 is at a maximum distance from the axis of rotation 105 preferably fulfills this condition.
  • the tape 120 is wound onto the surface 140 of the first curve. disc 135 or on the surface 160 of the second cam 155.
  • the pendulum mass 1 15 is bifilar suspended in the manner of a trapezoidal pendulum, so that it also rotates at stretched band 120 at deflection in the plane of rotation about its own axis 165 which is parallel to the axis of rotation 105 of the pendulum 1.
  • the own axis 165 passes through a center of gravity of the pendulum mass 15.
  • FIG. 2 shows the centrifugal pendulum 100 in a further embodiment.
  • the band 120 again forms a closed loop.
  • the belt 120 rotates the cams 135 on an outer side, so that all cams 135 lie on the inside of the belt 120. Outside, second cams 155 are not provided here.
  • FIG. 3 shows yet another embodiment of centrifugal pendulum 100.
  • first and second camming discs 135, 155 are respectively provided at the first and second attachment points 125, 130.
  • the second cams 155 lie on the outer side of the loop-shaped band 120.
  • FIG 4 shows yet another embodiment of the centrifugal pendulum 100.
  • the band 120 is mounted as in the embodiment of Figure 2, optionally with the second cam 155 of the embodiment of Figure 3.
  • the Pendulum mass 1 15 again the first cam 135 and optionally still the second cam 155 is provided;
  • one end of the band 120 is fixed by means of a lock 145 against a radially outer side of the surface 140 of the first cam 135.
  • the fuse 145 is arranged so that the band 120 does not lift from the surface 140 of the first cam 135 in the mobility of the pendulum mass 1 15 with respect to the pendulum flange 1 10 at always stretched belt 120.
  • the band 120 thus extends from the pendulum mass 1 15 to the pendulum flange 1 10 and, offset in the circumferential direction, further in the reverse direction from the pendulum flange 1 10 to pendulum mass 1 15.
  • a fuse 145 may be provided between the attachment points 125 on the pendulum flange 1 10.
  • FIG. 5 shows yet another embodiment of the centrifugal force pendulum 100.
  • the anchoring of the strip 120 with respect to the embodiment shown in FIG. 4 is reversed.
  • the band 120 extends from the pendulum flange 1 10 to the pendulum mass 1 15 and, offset in the circumferential direction, further in the opposite direction from the pendulum mass 1 15 to pendulum flange 10.
  • a fuse 145 may be provided between the attachment points 125 on the pendulum mass 15.
  • FIG. 6 shows yet another embodiment of the centrifugal pendulum 100.
  • the pendulum mass 1 15 by means of two bands 120 attached to the pendulum flange 1 10, wherein the two bands 120 each having separate ends.
  • one end is located on the pendulum mass 1 15 and the other on the pendulum flange 1 10.
  • the ends are each anchored by means of fuses 145 to the corresponding element.
  • Figure 7 shows axial arrangement variants of the centrifugal pendulum 100.
  • Figure 7A shows an axial view similar to the views of Figures 2 to 6 with a section line A-A.
  • the exact configuration of the band 120 and the attachment points 125 and 130 according to the above-mentioned embodiments is not critical here.
  • Figures 7B, 7C and 7D show different embodiments of the centrifugal pendulum 100, respectively in the sectional plane A-A.
  • the pendulum flange 1 10 and the pendulum mass 1 15 and the band 120 are aligned in the radial direction.
  • the cams 135 and 155 may be machined from the material of the pendulum flange 1 10 and the pendulum mass 1 15.
  • Figure 7C shows an embodiment in which the pendulum mass 1 15 comprises two pendulum elements 705 which lie on different axial sides of the pendulum flange 110.
  • the pendulum elements 705 may be connected to each other, for example, by means of the first or second cam 135, 155 in the axial direction.
  • the band 120 is aligned radially with the pendulum 1.
  • Figure 7D shows an embodiment with two pendulum flanges 1 10, which along the
  • Rotary axis 105 are axially offset and lie on different axial sides of the pendulum mass 1 15.
  • the pendulum flanges 1 10, for example, again be axially connected to each other by means of the first or second cam 135 or 155.
  • Figure 8 shows an embodiment of the centrifugal pendulum 100 of the preceding figures with several pendulum masses 1 15.
  • At least two and preferably at most six pendulum masses 1 15 are used on a pendulum flange 1 10 or an arrangement of two axially offset pendulum flanges 1 10 according to the embodiment of Figure 7D , All pendulum masses 1 15 are mounted in a corresponding manner by means of a band 120 and a plurality of bands 120 according to the embodiment of Figure 6 on the pendulum flange 1 10.
  • the tapes 120 used are sufficiently rigid to accommodate the

Abstract

Ein Fliehkraftpendel umfasst einen Pendelflansch zur Anbringung an einer um eine Drehachse drehbaren Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment und eine Pendelmasse, die in der Drehebene verschiebbar am Pendelflansch befestigt ist. Dabei umfasst die Befestigung der Pendelmasse ein in der Drehebene flexibles Band, das sich in radialer Richtung zwischen dem Pendelflansch und der Pendelmasse erstreckt.

Description

FLIEHKRAFTPENDEL MIT FLEXIBLES BAND
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Fliehkraftpendel zur Tilgung einer Drehungleichformigkeit in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
In einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ist ein Fliehkraftpendel vorgesehen, um eine Ungleichförmigkeit in einer Drehbewegung, die entlang des Antriebsstrangs übermittelt wird, zu tilgen. An einem drehbaren Element des Antriebsstrangs, beispielsweise einer Welle oder einem Element einer Kupplung, ist ein Pendelflansch befestigt, an dem eine oder mehrere Pendelmassen in der Drehebene verschiebbar befestigt sind. Wird die Drehbewegung des Pendelflanschs beschleunigt, so werden die Pendelmassen in Umfangsrichtung ausgelenkt, wobei wirksame Radien der Schwerpunkte der Pendelmassen verändert werden. Dadurch kann Drehenergie zwischengespeichert werden. Eine Abgabe der gespeicherten Drehenergie erfolgt bei einer entsprechenden Verzögerung der Drehbewegung des Pendelflanschs.
Üblicherweise ist die Pendelmasse mittels einer Kulissenführung am Pendelflansch
verschiebbar angebracht. Beispielsweise kann die Pendelmasse zwei Pendelelemente umfassen, die auf unterschiedlichen axialen Seiten des Pendelflanschs liegen und mittels eines Bolzens, der durch eine Aussparung des Pendelflanschs verläuft, miteinander verbunden sein. Im Bereich der Aussparung kann der Bolzen zusätzlich durch eine Rolle laufen. Die Form der Aussparung kann zur Definition einer Bahnkurve der Pendelmasse verwendet werden.
Bei zu erwartenden Drehzahlen des Pendelflanschs kann die Pendelmasse einer starken Zentrifugalbeschleunigung ausgesetzt sein, sodass zwischen der Pendelmasse und dem Pendelflansch Kräfte im Bereich von 10 kN und mehr wirken können. Lagerstellen im Bereich der Kulissenführung können dabei stark beansprucht werden. Um einen vorzeitigen Verschleiß oder einen Ausfall eines Bauteils des Fliehkraftpendels zu vermeiden, müssen eine Oberflächenhärte, ein Härteverlauf, ein Glattschnittanteil, eine Form, eine Lage, eine Rauheit, ein Traganteil und gegebenenfalls noch weitere Parameter der Elemente der Kulissenführung genau aufeinander abgestimmt werden. In der Herstellung des Fliehkraftpendels müssen enge Toleranzen eingehalten werden, um die entstehenden Beanspruchungen durch Pressung und Spannung auszuhalten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fliehkraftpendel mit einer verbesserten Lagerung der Pendelmasse bezüglich des Pendelflanschs bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels eines Fliehkraftpendels mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. Ein erfindungsgemäßes Fliehkraftpendel umfasst einen Pendelflansch zur Anbringung an einer um eine Drehachse drehbaren Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment und eine Pendelmasse, die in der Drehebene verschiebbar am Pendelflansch befestigt ist. Dabei umfasst die Befestigung der Pendelmasse ein in der Drehebene flexibles Band, das sich in radialer Richtung zwischen dem Pendelflansch und der Pendelmasse erstreckt.
Das Band kann ausschließlich auf Zug beansprucht werden, wodurch eine relativ schwache Dimensionierung des Bandes ausreichend sein kann. Das Fliehkraftpendel kann so einfach und Material sparend aufgebaut sein.
Am Pendelflansch und an der Pendelmasse ist jeweils ein Befestigungspunkt vorgesehen, wobei einer der Befestigungspunkte eine Kurvenscheibe umfasst, die eine in der Drehebene gekrümmte Oberfläche aufweist, an der das Band lateral anliegt.
Beim Auslenken der Pendelmasse in der Drehebene kann das Band auf der gekrümmten Oberfläche auf- bzw. abgewickelt werden, sodass sich eine effektive Länge des Bandes in Funktion der Auslenkung verändern kann. Einerseits kann eine Kraftübertragung bezüglich der gekrümmten Fläche verbessert erfolgen, andererseits kann die gekrümmte Oberfläche dazu verwendet werden, die Bahnkurve der Pendelmasse verbessert zu definieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform weicht die Oberfläche in ihrer Krümmung von einem Kreisbogen ab. Anders ausgedrückt wird das Band in einem Bereich von der Oberfläche auf- bzw. abgewickelt, der nicht vollständig als Abschnitt der Mantelfläche eines geraden Kreiszylinders darstellbar ist. Beispielsweise kann die Krümmung der Oberfläche einer Ellipse, einer Evolvente oder einer Zykloide folgen. Es ist auch eine abschnittsweise veränderliche Krümmung möglich, sodass beispielsweise aneinander angrenzende Abschnitte Krümmungen einer Ellipse und einer Zykloide aufweisen. Insbesondere bei einer bifilaren Aufhängung, bei der zwei Bänder oder Bandabschnitte vorgesehen sind, die zueinander in Umfangsrichtung versetzt sind und jeweils radial zwischen dem Pendelflansch und der Pendelmasse verlaufen, kann die Oberfläche so gewählt werden, dass sich bei einer Auslenkung der Pendelmasse gegenüber dem Pendelflansch bei gestreckten Bändern zusätzlich zur Verschiebung in der Drehebene um die Drehachse eine weitere Drehbewegung ergibt, die die Pendelmasse um eine eigene Achse vollführt, die zur Drehachse des Pendelflanschs parallel ist. So kann ein Trapezpendel mit der vorgeschlagenen Befestigung mittels eines Bandes gebildet sein.
In einer Ausführungsform ist eine weitere Kurvenscheibe vorgesehen, die eine in der
Drehebene gekrümmte Oberfläche aufweist, und die Oberflächen der Kurvenscheiben an einander gegenüberliegenden Seiten des Bandes anliegen. Ausgehend von einer Ruhelage, in der das Band von beiden gekrümmten Oberflächen maximal abgewickelt ist, kann durch ent- sprechende Wahl der Krümmungen der Oberflächen ein unterschiedliches Aufwickelverhalten bei Verschiebung der Pendelmasse bezüglich des Pendelflanschs in der Drehebene bei gespanntem Band erzielt werden. Dadurch kann beispielsweise der oben beschriebene Eindreheffekt um eine Drehachse der Pendelmasse unterstützt werden.
In einer ersten Variante erstreckt sich das Band vom Pendelflansch zur Pendelmasse und, in Umfangsrichtung versetzt, weiter in umgekehrter Richtung. Dadurch können zwei Abschnitte desselben Bands dazu verwendet werden, die beschriebene Befestigung zu realisieren.
In einer anderen Variante erstreckt sich das Band von der Pendelmasse zum Pendelflansch und, in Umfangsrichtung versetzt, weiter in umgekehrter Richtung. Dies ist gewissermaßen eine Ausführungsform, die zu der letztgenannten Ausführungsform komplementär ist.
In einer Ausführungsform bildet das Band eine geschlossene Schleife. Eine Verankerung des Bandes bezüglich des Pendelflanschs oder der Pendelmasse kann dadurch vereinfacht sein. Eine Montage des Bands kann ebenfalls vereinfacht sein. Der größte Teil der Zugkräfte, die auf das Band wirken, können innerhalb des Bandes gehalten werden, sodass das Band nicht mehr oder nur noch schwach gegenüber in Bandrichtung verlaufende Kräfte gesichert werden muss.
In einer Ausführungsform ist eine Sicherung des Bandes gegen eine Bewegung entlang der Erstreckungsrichtung des Bandes vorgesehen. Die Sicherung kann beispielsweise eine Klemmung, einen Splint oder einen Zuganker umfassen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Auf- und Abrollen des Bandes bezüglich der gekrümmten Flächen spielfrei erfolgt. Die Pendelbahn des Pendelflanschs kann dadurch verbessert definiert sein und eine Spielfreiheit der Bewegung des Pendelflanschs kann sichergestellt werden.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist das Band ausreichend biegesteif, um eine Federwirkung zu zeigen. Dabei ist bevorzugt, dass das Band so angeordnet ist, dass es bestrebt ist, die Pendelmasse in eine Ausgangsstellung zu drängen, in der die Pendelmasse maximal vom Pendelflansch entfernt ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Band ausreichend biegesteif, um die Pendelmasse von Pendelflansch radial beabstandet zu halten, wenn der Pendelflansch um die Drehachse stillsteht. Dadurch kann beispielsweise ein Anschlagen der Pendelmasse am Pendelflansch beim Abstellen eines Antriebsmotors vermieden werden, dessen Abtriebswelle mit der drehbaren Einrichtung mit dem Pendelflansch gekoppelt ist. Klappergeräusche und ein erhöhter Verschleiß können so vermieden werden. Das Band ist bevorzugterweise ein Stahlband mit einem Querschnitt, der insbesondere rechteckig, rechteckig mit abgerundeten Kanten oder quer-oval sein kann. Entscheidend ist die Zugfestigkeit des Bandes. Um eine ausreichende Zugfestigkeit bei akzeptabler Federwirkung zu erzielen, kann ein Verhältnis zwischen einer axialen Breite und einer sich senkrecht dazu erstreckenden Dicke in einem vorbestimmten Bereich liegen. Bevorzugterweise liegt dieser Bereich zwischen ca. 1/20 und 1/5. Dadurch kann das Band ausreichend dünn sein, um genügend Flexibilität zum Auf- und Abrollen auf den gekrümmten Oberflächen zu haben und gleichzeitig eine gewisse Federwirkung zu zeigen.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen: Fig. 1 ein Fliehkraftpendel mit Befestigungsband;
Fign. 2-6 verschiedene Ausführungsformen des Fliehkraftpendels von Figur 1 ;
Fig. 7 axiale Anordnungsvarianten des Fliehkraftpendels der vorangehenden Figuren und
Fig. 8 eine Ausführungsform des Fliehkraftpendels der vorangehenden Figuren mit mehreren Pendelmassen darstellt.
Figur 1 zeigt ein Fliehkraftpendel 100. Das Fliehkraftpendel 100 ist dazu eingerichtet, an einem nicht dargestellten Element angebracht zu werden, das Drehmoment, beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, überträgt. Das Element und das Fliehkraftpendel 100 weisen dann eine gemeinsame Drehachse 105 auf. Das Fliehkraftpendel 100 umfasst einen Pendelflansch 1 10, der um die Drehachse 105 drehbar gelagert ist, und eine oder mehrere Pendelmassen 1 15, die außerhalb der Drehachse 105 jeweils in der Drehebene verschiebbar am Pendelflansch 1 10 angebracht sind.
Dabei umfasst die Befestigung der Pendelmasse 1 15 am Pendelflansch 1 10 ein Band 120, das in der Drehebene um die Drehachse 105 flexibel ist und sich in radialer Richtung zwischen dem Pendelflansch 1 10 und der Pendelmasse 1 15 erstreckt. Ein erster Befestigungspunkt 125 am Pendelflansch 1 10 und ein zweiter Befestigungspunkt 130 an der Pendelmasse 1 15 befestigen das Band 120 derart, dass das Band 120 auf Zug beansprucht wird, wenn die Pendelmasse 1 15 radial nach außen beschleunigt wird. In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform bildet das Band 120 eine geschlossene Schleife, von der sich zwei Abschnitte jeweils zwischen dem Pendelflansch und der Pendelmasse 1 15 erstrecken. Die beiden Abschnitte sind in Umfangsrichtung versetzt und jedem Abschnitt ist jeweils ein erster Befestigungspunkt 125 und ein zweiter Befestigungspunkt 130 zugeordnet. ln der dargestellten Ausführungsform sind alle Befestigungspunkte 125, 130 nach dem gleichen Schema aufgebaut. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird daher im Folgenden nur der in Figur 1 rechte erste Befestigungspunkt 125 am Pendelflansch 1 10 genauer beschrieben.
Am ersten Befestigungspunkt 125 ist eine erste Kurvenscheibe 135 vorgesehen, die eine in der Drehebene um die Drehachse 105 gekrümmte Oberfläche 140 aufweist, an der das Band 120 lateral anliegt. Das Band 120 weist eine Breite b auf, die parallel zur Drehachse 105 verläuft, sowie eine Dicke d, die sich senkrecht zur Breite b erstreckt. An der Oberfläche 140 der ersten Kurvenscheibe 135 liegt eine Oberfläche des Bandes 120 an, die in der Drehebene um die Drehachse 105 ebenfalls gekrümmt ist. Dabei ist die Krümmung der Oberfläche 140 in der Darstellung von Figur 1 konstant, sodass die erste Kurvenscheibe 135 die Form eines geraden Kreiszylinders aufweist. Von dieser Form muss nur ein Abschnitt tatsächlich vorhanden sein, der denjenigen Abschnitt der Oberfläche 140 umfasst, auf dem das Band 120 anliegen kann, wenn die Pendelmasse 1 15 in der Drehebene um die Drehachse 105 bei gestrecktem Band 120 bewegt wird. Außerdem muss die Biegung der Oberfläche 140 nicht konstant sein sondern kann einer beliebigen Kurven folgen. Beispielsweise kann die Krümmung einer Ellipse, einer Evolvente oder einer Zykloide abschnittsweise folgen.
Die erste Kurvenscheibe 135 ist drehstabil am Pendelflansch 1 10 angebracht und es ist bevorzugterweise eine Sicherung 145 vorgesehen, um das Band 120 gegen eine Bewegung entlang seiner eigenen Erstreckungsrichtung zu sichern. Die Sicherung 145 kann beispielsweise eine laterale Klemmvorrichtung oder eine formschlüssige Befestigung wie einen Splint oder ein Eingriffselement umfassen. Es können auch mehrere Sicherungen 145 an verschiedenen Stellen des Bands 120 vorgesehen sein, insbesondere zur Sicherung des Bandes 120 an den unterschiedlichen Befestigungspunkten 125, 130. Solange das Band 120 in radialer Richtung gestreckt ist, bestimmt sich eine mögliche Bewegungskurve der Pendelmasse 1 15 auf der Basis von Auf- und Abrolleffekten an den Befestigungspunkten 125, 130.
In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist am beschriebenen ersten Befestigungspunkt 125 ferner eine optionale zweite Kurvenscheibe 155 mit einer in der Drehebene um die Drehachse 105 gekrümmten Oberfläche 160 zu lateralen Anlage des Bandes 120 vorgesehen. Das Band 120 verläuft zwischen den Oberflächen 140 und 160, wobei es stets eine Stellung der Pendelmasse 1 15 gibt, in der das Band 120 gestreckt ist und an beiden Oberflächen 140 und 160 anliegt. Eine Ruhestellung, in der ein Schwerpunkt der Pendelmasse 1 15 maximal weit von der Drehachse 105 entfernt ist, erfüllt bevorzugterweise diese Bedingung. Je nach Bewegungsrichtung der Pendelmasse 1 15 in der Drehebene aus dieser Ruhelage heraus erfolgt ein Aufwickeln des Bandes 120 auf die Oberfläche 140 der ersten Kurven- scheibe 135 oder auf die Oberfläche 160 der zweiten Kurvenscheibe 155. Sind die Krümmungen der Oberflächen 140 und 160 unterschiedlich gewählt, so sind damit unterschiedliche radiale Bewegungen des zweiten Befestigungspunkts 130 verbunden. Insgesamt ist bevorzugt, dass die Pendelmasse 1 15 bifilar nach Art eines Trapezpendels aufgehängt ist, sodass sie sich bei gestrecktem Band 120 bei Auslenkung in der Drehebene zusätzlich um eine eigene Achse 165 dreht, die parallel zur Drehachse 105 des Pendelflanschs 1 10 verläuft.
Bevorzugterweise verläuft die eigene Achse 165 durch einen Schwerpunkt der Pendelmasse 1 15.
Am gegenüberliegenden zweiten Befestigungspunkt 130 sind alle beschriebenen Variationsmöglichkeiten der Befestigung des Bandes 120 möglich. Insbesondere können Krümmungen der Oberflächen 140 und 160 an den Befestigungspunkten 125 und 130 unabhängig voneinander gewählt werden.
Figur 2 zeigt das Fliehkraftpendel 100 in einer weiteren Ausführungsform. Das Band 120 bildet wieder eine geschlossene Schleife. An den ersten und zweiten Befestigungspunkten 125, 130 ist jeweils nur eine erste Kurvenscheibe 135 vorgesehen. Das Band 120 umläuft die Kurvenscheiben 135 auf einer Außenseite, sodass alle Kurvenscheiben 135 auf der Innenseite des Bandes 120 liegen. Außen liegende, zweite Kurvenscheiben 155 sind hier nicht vorgesehen.
Figur 3 zeigt noch eine weitere Ausführungsform des Fliehkraftpendels 100. Im Gegensatz zu der Ausführungsform von Figur 2 und ähnlich der Ausführungsform von Figur 1 sind an den ersten und zweiten Befestigungspunkten 125, 130 jeweils erste und zweite Kurvenscheiben 135, 155 vorgesehen. Dabei liegen die zweiten Kurvenscheiben 155 auf der äußeren Seite des schleifenförmigen Bands 120.
Figur 4 zeigt noch eine weitere Ausführungsform des Fliehkraftpendels 100. An der Seite des Pendelflanschs 1 10 ist das Band 120 gelagert wie in der Ausführungsform von Figur 2, optional mit der zweiten Kurvenscheibe 155 der Ausführungsform von Figur 3. Am zweiten Befestigungspunkt 130, an der Pendelmasse 1 15, ist wieder die erste Kurvenscheibe 135 und optional noch die zweite Kurvenscheibe 155 vorgesehen; zusätzlich ist ein Ende des Bandes 120 mittels einer Sicherung 145 gegenüber einer radial äußeren Seite der Oberfläche 140 der ersten Kurvenscheibe 135 befestigt. Dabei ist die Sicherung 145 so angeordnet, dass das Band 120 im Rahmen der Beweglichkeit der Pendelmasse 1 15 bezüglich des Pendelflanschs 1 10 bei stets gestrecktem Band 120 nicht von der Oberfläche 140 der ersten Kurvenscheibe 135 abhebt. Das Band 120 verläuft also von der Pendelmasse 1 15 zum Pendelflansch 1 10 und, in Umfangsrichtung versetzt, weiter in umgekehrter Richtung vom Pendelflansch 1 10 zur Pendelmasse 1 15. Zur zusätzlichen Sicherung gegen Verschiebung des Bands 120 entlang sei- ner Erstreckungsrichtung kann eine Sicherung 145 zwischen den Befestigungspunkten 125 am Pendelflansch 1 10 vorgesehen sein.
Figur 5 zeigt noch eine weitere Ausführungsform des Fliehkraftpendels 100. Hier ist die Verankerung des Bandes 120 gegenüber der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform umgekehrt. Das Band 120 verläuft vom Pendelflansch 1 10 zur Pendelmasse 1 15 und, in Umfangs- richtung versetzt, weiter in umgekehrter Richtung von der Pendelmasse 1 15 zum Pendel- flanschl 10. Ansonsten gelten die oben bezüglich der anderen Ausführungsform möglichen Variationen. Zur zusätzlichen Sicherung gegen Verschiebung des Bands 120 entlang seiner Erstreckungsrichtung kann eine Sicherung 145 zwischen den Befestigungspunkten 125 an der Pendelmasse 1 15 vorgesehen sein.
Figur 6 zeigt noch eine weitere Ausführungsform des Fliehkraftpendels 100. Hier ist die Pendelmasse 1 15 mittels zweier Bänder 120 am Pendelflansch 1 10 befestigt, wobei die beiden Bänder 120 jeweils voneinander getrennte Enden aufweisen. Jeweils ein Ende liegt an der Pendelmasse 1 15 und das andere am Pendelflansch 1 10. Die Enden sind jeweils mittels Sicherungen 145 an dem entsprechenden Element verankert.
Figur 7 zeigt axiale Anordnungsvarianten des Fliehkraftpendels 100. Figur 7A zeigt eine Axialansicht ähnlich den Ansichten der Figuren 2 bis 6 mit einer Schnittlinie A-A. Die genaue Ausgestaltung des Bands 120 und der Befestigungspunkte 125 und 130 entsprechend den oben genannten Ausführungsbeispielen ist hier nicht entscheidend. Figuren 7B, 7C und 7D zeigen unterschiedliche Ausführungsformen des Fliehkraftpendels 100, jeweils in der Schnittebene A-A.
In der in Figur 7B dargestellten Ausführungsform fluchten der Pendelflansch 1 10 und die Pendelmasse 1 15 und das Band 120 in radialer Richtung. In dieser Ausführungsform können die Kurvenscheiben 135 und 155 aus dem Material des Pendelflanschs 1 10 bzw. der Pendelmasse 1 15 herausgearbeitet sein.
Figur 7C zeigt eine Ausführungsform, bei der die Pendelmasse 1 15 zwei Pendelelemente 705 umfasst, die auf unterschiedlichen axialen Seiten des Pendelflanschs 1 10 liegen. Die Pendelelemente 705 können beispielsweise mittels der ersten oder zweiten Kurvenscheibe 135, 155 in axialer Richtung miteinander verbunden sein. Das Band 120 fluchtet radial mit dem Pendelflansch 1 10.
Figur 7D zeigt eine Ausführungsform mit zwei Pendelflanschen 1 10, die entlang der
Drehachse 105 axial versetzt sind und auf unterschiedlichen axialen Seiten der Pendelmasse 1 15 liegen. Die Pendelflansche 1 10 können beispielsweise wieder mittels der ersten oder zweiten Kurvenscheibe 135 oder 155 axial miteinander verbunden sein. Figur 8 zeigt eine Ausführungsform des Fliehkraftpendels 100 der vorangehenden Figuren mit mehreren Pendelmassen 1 15. Es werden mindestens zwei und bevorzugterweise höchstens sechs Pendelmassen 1 15 an einem Pendelflansch 1 10 bzw. einer Anordnung zweier axial versetzter Pendelflansche 1 10 nach der Ausführungsform von Figur 7D verwendet. Alle Pendelmassen 1 15 sind in einander entsprechender Weise mittels eines Bandes 120 bzw. mehrerer Bänder 120 nach der Ausführungsform von Figur 6 am Pendelflansch 1 10 befestigt.
Bevorzugterweise sind die verwendeten Bänder 120 ausreichend biegesteif, um die
Pendelmassen 1 15 vom Pendelflansch 1 10 radial beabstandet zu halten, auch wenn der Pendelflansch um die Drehachse 105 still steht und die Drehachse 105 senkrecht zur
Schwerkraft verläuft.
Die mit Bezug auf die vorangehenden Figuren erläuterten Variationen, Ausführungsformen und Optionen sind grundsätzlich miteinander kombinierbar. Insbesondere sind die unterschiedlichen Führungen des Bandes 120 nach den Figuren 1 bis 6 mit den unterschiedlichen axialen Aufbauten des Fliehkraftpendels 100 nach den Figuren 7B bis 7D und unterschiedlichen Anzahlen von Pendelmassen 1 15 nach der Figur 8 kombinierbar.
Bezugszeichenliste
100 Fliehkraftpendel
105 Drehachse
1 10 Pendelflansch
1 15 Pendelmasse
120 Band
125 erster Befestigungspunkt (am Pendelflansch)
130 zweiter Befestigungspunkt (an der Pendelmasse)
135 erste Kurvenscheibe
140 Oberfläche
145 Sicherung
155 zweite Kurvenscheibe
160 Oberfläche
165 eigene Achse der Pendelmasse

Claims

Patentansprüche
1 . Fliehkraftpendel (100), umfassend:
einen Pendelflansch (1 10) zur Anbringung an einer um eine Drehachse (105) drehbaren Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment;
eine Pendelmasse (1 15), die in der Drehebene verschiebbar am Pendelflansch (1 10) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigung der Pendelmasse (1 15) ein in der Drehebene flexibles Band (120) umfasst, das sich in radialer Richtung zwischen dem Pendelflansch (1 10) und der Pendelmasse (1 15) erstreckt.
2. Fliehkraftpendel (100) nach Anspruch 1 , wobei am Pendelflansch (1 10) und an der Pendelmasse (1 15) jeweils ein Befestigungspunkt vorgesehen ist, einer der Befestigungspunkte eine Kurvenscheibe (135) umfasst, die eine in der Drehebene gekrümmte Oberfläche (140) aufweist, an der das Band (120) lateral anliegt.
3. Fliehkraftpendel (100) nach Anspruch 2, wobei die Oberfläche (140) in ihrer Krümmung von einem Kreisbogen abweicht.
4. Fliehkraftpendel (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine weitere Kurvenscheibe (155) vorgesehen ist, die eine in der Drehebene gekrümmte Oberfläche (160) aufweist, und die Oberflächen (140,160) der Kurvenscheiben (135, 155) an einander gegenüber liegenden Seiten des Bandes (120) anliegen.
5. Fliehkraftpendel (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich das Band (120) vom Pendelflansch (1 10) zur Pendelmasse (1 15) und, in Umfangsrichtung versetzt, weiter in umgekehrter Richtung erstreckt.
6. Fliehkraftpendel (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich das Band (120) von der Pendelmasse (1 15) zum Pendelflansch (1 10) und, in Umfangsrichtung versetzt, weiter in umgekehrter Richtung erstreckt.
7. Fliehkraftpendel (100) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Band (120) eine geschlossene Schleife bildet.
8. Fliehkraftpendel (100) nach Anspruch 5 bis 7, ferner umfassend eine Sicherung (145) des Bandes (120) gegen eine Bewegung entlang der Erstreckungsrichtung des Bandes (120).
9. Fliehkraftpendel (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Band
(120) ausreichend biegesteif ist, um die Pendelmasse (1 15) vom Pendelflansch (1 10) radial beabstandet zu halten, wenn der Pendelflansch (1 10) um die Drehachse (105) still steht.
10. Fliehkraftpendel (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Band
(120) eine axiale Breite b und eine sich senkrecht dazu erstreckende Dicke d aufweist und es gilt: 1/20 < b/d < 1/5.
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