WO2015154768A1 - Fliehkraftpendel mit axialer wälzlagerung - Google Patents

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WO2015154768A1
WO2015154768A1 PCT/DE2015/200184 DE2015200184W WO2015154768A1 WO 2015154768 A1 WO2015154768 A1 WO 2015154768A1 DE 2015200184 W DE2015200184 W DE 2015200184W WO 2015154768 A1 WO2015154768 A1 WO 2015154768A1
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pendulum
masses
centrifugal pendulum
centrifugal
ball
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PCT/DE2015/200184
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French (fr)
Inventor
Uli Junker
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
    • F16F15/145—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 drive train of a motor vehicle, with at least two pendulum masses which are arranged on a carrier disk and along a predetermined pendulum track can perform a relative movement to the carrier disk to take a variable distance from the axis of rotation of the carrier disk, wherein the pendulum masses each comprise two pendulum sub-masses, which are arranged on both sides of the carrier disc.
  • Torsionsschwingungssystems additional moving masses mounted as so-called pendulum masses.
  • these masses oscillate on given orbits when excited by rotational nonuniformities. Due to these vibrations, the exciter vibration is deprived of energy at appropriate times and fed back in, so that there is an attenuation of the excitation oscillation, so the pendulum mass acts as a vibration absorber. Since both the natural frequency of the centrifugal pendulum oscillation and the exciter frequency are proportional to the rotational speed, a damping effect of a centrifugal pendulum can be achieved over the entire frequency range of the oscillations excited by rotational equalities.
  • a centrifugal pendulum device of the type in question serves to reduce vibrations and noise in the drive train of a motor vehicle.
  • 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 disk and along predetermined pendulum paths can perform a relative movement to the carrier disk, in order to occupy a variable distance from the axis of rotation of the carrier disk.
  • the structure and function of such a centrifugal pendulum device is described for example in DE 10 2006 028 552 A1.
  • the pendulum masses are mounted on the carrier disc by means of rollers.
  • the rollers run in oblong holes of the carrier disc and slots of the pendulum masses.
  • Roller center rims on the rollers hold the pendulum masses at a defined distance from the carrier disc.
  • DE 10 2006 028 556 A1 discloses rolls with roll centering rims.
  • Figures 1 to 3 show an embodiment of a centrifugal pendulum device according to the prior art as a comparative example.
  • the roll center rims require a minimum thickness in the axial direction.
  • the pendulum masses must be arranged far enough away from the flange. Since the available space around the pendulum masses is limited around, the pendulum masses can not be easily pushed apart. This in turn means that thinner pendulum masses must be used, resulting in a lower absorber effect of the centrifugal pendulum.
  • An object of the invention is therefore to provide a centrifugal pendulum in which the gap between pendulum mass or pendulum part mass and carrier disk can be reduced.
  • a centrifugal pendulum device for arrangement in the drive train of a motor vehicle, with at least two pendulum masses which are arranged on a carrier disk and can perform a relative movement to the carrier disk along a predetermined pendulum track, in order to achieve a variable distance from the axis of rotation of the carrier disk occupy, wherein the pendulum masses each comprise two pendulum masses, which are arranged on both sides of the carrier disc, wherein at least one of the pendulum part mass is mounted with at least one rolling against the carrier disc.
  • the rolling element rolls on the carrier disk and / or the pendulum part mass.
  • the rolling means are preferably arranged between the carrier disk and the pendulum part masses.
  • the rolling means rolls on surfaces which extend in the radial direction from.
  • the rolling means preferably rolls on a track lying in a radial plane.
  • the rolling element can contact the carrier disk or the pendulum component mass at two points and roll on two parallel lines of contact.
  • the rolling means causes a rolling mounting of the pendulum masses or pendulum masses in their pendulum motion. Instead of a sliding movement, therefore, an at least substantially rolling movement takes place with the aid of the rolling means.
  • the rolling means is arranged in an embodiment of the invention radially closer to the axis of rotation than rollers, with which the pendulum masses are guided relative to the carrier disk.
  • the rollers are arranged in oblong holes of the carrier disc and in slots of the pendulum sub-masses and cause a slotted guide of the pendulum masses on a definite n faced web opposite the carrier disc.
  • two rolling elements are arranged radially on both sides of the rollers, with which the pendulum masses are guided relative to the carrier disk.
  • both on both sides of the carrier disc arranged pendulum sub-masses are mounted by means of rolling means with respect to their pendulum movement relative to the carrier plate.
  • the rollers have in their contact area with the pendulum part masses a smaller diameter than in their contact area with the carrier disk.
  • the transition of the diameter is provided in each case with a chamfer.
  • the chamfers each form a stop on the pendulum part masses in the axial direction. Due to the larger diameter in the middle part, the rollers are therefore positively centered in the axial direction relative to the carrier disk.
  • the at least one rolling element is a ball in one embodiment of the invention.
  • the balls are hardened on their surface and / or provided with a small roughness, for example by dese are polished.
  • balls can be used as in ball bearings.
  • the rolling means may also have a barrel shape or the like.
  • the at least one ball is mounted in one embodiment of the invention in a recess of the carrier disk.
  • the recess receives the ball, so that it is rotatably mounted but is fixed in both the axial, in the radial direction and inmonsnchtung.
  • the ball is then slidably mounted relative to the carrier disc and rolls only on the pendulum part mass.
  • the at least one ball is mounted in an embodiment of the invention in a raceway of the carrier disk.
  • the track is preferably formed as a groove and is curved about the pendulum center of the respective pendulum mass, so it is curved, as corresponds to the path of the rolling on the pendulum part mass and the carrier disc ball.
  • the at least one ball is mounted in one embodiment of the invention in a recess of the pendulum part mass.
  • the recess receives the ball, so that it is rotatably mounted but is fixed in both the axial, in the radial direction and inmonsnchtung.
  • the ball is then slidably mounted relative to the pendulum part mass and only rolls on the carrier disc.
  • the at least one ball is mounted in an embodiment of the invention in a raceway of the pendulum part mass.
  • the track is preferably formed as a groove and is curved about the pendulum center of the respective pendulum mass, so is so curved, as corresponds to the path of the rolling on the pendulum part mass and the carrier disc ball.
  • the guidance or storage of the at least one ball in a recess and / or a raceway can be combined as desired on the pendulum part mass or the carrier disk. It can therefore be arranged, for example, on the pendulum part mass and the carrier disc a career, as well as on one of the components can be arranged a recess and on the other a career. Likewise, in one of the components can be dispensed with the depression or career.
  • the support disk may be provided with a recess or track and the pendulum part masses may be made without a depression or career. This simplifies the production because parts known from the prior art can be used unchanged for these components.
  • the raceway is a groove in one embodiment of the invention.
  • the groove has a cross section of an ellipse cutout or a half ellipse.
  • the ellipse section can also be a circular section.
  • the radius of the associated circle or the larger semi-axis of the associated ellipse are larger than the diameter of the balls, so that the balls roll on the groove bottom. Due to this geometry, the grooves have an easily produced defined geometry.
  • Fig. 1 is a first centrifugal pendulum device according to the prior art in spatial
  • FIG. 3 shows a section through a centrifugal pendulum device according to the prior art in
  • Fig. 4 is a section through a first embodiment of an inventive
  • FIG. 5 shows a section through a second embodiment of a centrifugal pendulum device according to the invention in the region of a roller.
  • FIG. 1 shows a centrifugal pendulum device 1 according to the prior art with spacers in a three-dimensional representation.
  • the centrifugal pendulum device 1 is essentially rotationally symmetrical with respect to a rotation axis R.
  • the circumferential direction is in the following a rotation about the rotation axis R.
  • the centrifugal pendulum device 1 is in installation position between a drive unit, in particular an internal combustion engine with a crankshaft as the drive shaft, and a vehicle clutch, which is actuated by a disengaging device and coupled to a transmission disposed.
  • the centrifugal pendulum device 1 comprises a support plate 2 with an opening 3.
  • the support plate 2 is screwed or riveted in the installed position by means of bores 12 with a secondary flange or primary flange of a dual mass flywheel, a clutch housing or a clutch back plate or the like, not shown.
  • Such arrangements of a centrifugal pendulum in the drive train of a motor vehicle are described for example in DE 10 2006 028 556 A1.
  • each two pendulum masses 4 are arranged on the outer circumference of the support plate 2 .
  • 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 slidably mounted or movable relative to the support plate 2.
  • each centrifugal pendulum 4 The two pendulum masses 5a and 5b of each centrifugal pendulum 4 are connected to each other with a plurality of connecting pins 6 which are arranged distributed over the circumference of each pendulum mass 5. Since the pendulum masses 4 are arranged so as to be displaceable relative to the carrier disk 2 both in the circumferential direction and in the radial direction along a slide guide, cutouts 7 are respectively provided in the carrier disk 2, in which Some of the connecting bolts 6 are provided with sleeves 1 1, which are made of rubber or the like, for example, in order to prevent the connecting pins 6 from being hit in the cut-outs 7 in the attachment. or to dampen outlet or at low speeds.
  • rollers 10 are arranged in slots 8 in the pendulum part masses 5a, 5b and in slots 9 in the support plate 2 .
  • the rollers 10 are rotationally symmetrical body with a central axis M.
  • the rollers 10 in conjunction with the slots 8 in the pendulum sub-masses 5a, 5b and the slots 9 in the support plate 2 a slotted guide for the respective pendulum mass 4, the movement of the pendulum mass 4 along allow predetermined paths relative to the support plate 2.
  • the raceways of the rollers 10 relative to the support plate 2 and the pendulum masses 4 are designed so that the center of gravity of the pendulum mass 4 moves on a circular path with a radius I, wherein the radius I of the circular path has a distance e to the axis of rotation R.
  • This movement generates a variable distance of the center of gravity to the rotation axis R.
  • the square root of the ratio e e to radius I is a measure of the natural circular frequency of the centrifugal pendulum relative to the angular frequency of rotation about the axis of rotation R.
  • the natural angular frequency or absorber frequency of the centrifugal pendulum is therefore proportional to the speed of the centrifugal pendulum device.
  • Fig. 3 shows a schematic diagram of a section X-X in Fig. 2. Shown is a part of the
  • the roller 10 is not cut itself and therefore shown in a plan view.
  • the geometric extension of the pendulum part masses 5a, 5b and the support plate 2 in the radial direction is not to scale for the representation of Figures 2 and 3, both the pendulum part masses 5a, 5b and the support plate 2 are cut in the radial direction, this is by a corresponding positioning of the View arrow to the section line XX in Fig. 2 illustrates.
  • Fig. 3 a cut portion of the carrier plate 2 is shown with a slot 9.
  • each a pendulum part mass 5a and a pendulum part mass 5b is arranged on both sides of the support plate 2 .
  • the section shown in Fig. 3 passes through the slots 8 of the pendulum masses 5a and 5b.
  • the roller 10 comprises a central roller body 13, to which connect outer roller bodies 14a and 14b on both sides.
  • the outer diameter di of the middle roller body 13 is larger than the diameters d 2 of the outer roller bodies 14a and 14b.
  • a Rollenenzentrierbord 15a is arranged, according to a Rollenenzentrierbord 15b is arranged in the transition of the middle roller body 13 on the outer roller body 14b.
  • the Rollenenzentrierborde 15 a, 15 b are essentially plates with an outer diameter which is greater than the outer diameter di of the middle roller body 13.
  • the Rollenenzentrierborde 15a, 15b represent on the one hand a stop for the pendulum masses 5a, 5b, which limits the sliding of the pendulum masses 5a, 5b on the rollers 10, on the other hand, the Rollenenzentrierborde 15a, 15b arranged on both sides of the support plate 2, so that they Location of the rollers 10 with respect to the support plate 2 define.
  • the elongated holes 8 have an inner diameter D 2 , which is greater than the outer diameter d 2 of the outer roller body 14a, 14b, so that the latter are associated with play in the oblong holes 8 of the pendulum body parts.
  • the slot 9 in the support plate 2 has a cross-section D- ⁇ which is larger than the diameter di of the middle roller body 13, so that the roller 10 is arranged in the slot 9 with play.
  • the Zentrierborde 14a and 14b cause a centering of the centrifugal pendulum 4 relative to the support plate. 2
  • FIG. 4 shows a first embodiment of a centrifugal pendulum device 1 according to the invention in a sectional view corresponding to the representation of FIG. 3.
  • the roller 10 has no roller centering rims 15a, 15b.
  • the transition from the middle reel body 13 to the outer reel body 14a, 14b is provided with chamfers 16a, 16b, respectively.
  • the rollers 10 are centered relative to the pendulum part masses 5a, 5b, since they form an axial stop on the pendulum part masses 5a, 5b and limit an axial displacement of the roller 10.
  • the pendulum part masses 5a, 5b themselves are firmly connected to each other by means of the connecting pins 6, as explained with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the axial centering of the centrifugal pendulum 4 relative to the support plate 2 is carried out according to the invention by balls 17 as rolling elements.
  • the balls 17 are provided analogously to the pendulum part masses with the reference numerals 17a and 17b.
  • the balls 17 are each in grooves 18 arranged in the support disk 2 and grooves 19 in the respective pendulum part mass.
  • FIG. 4 only the carrier-disk-side groove 18a and the groove 19a arranged on the pendulum-component mass 5a are designated.
  • the ball 17a is arranged.
  • the grooves 18a and 19a have a cross section in the form of a semi-ellipse, the groove depth T 18 of the grooves 18a, 18b and the groove depth T 19 of the grooves 19a, 19b is less than the radius k of the balls 17a, 17b.
  • the grooves 18a and 19a are each geometrically designed such that upon movement of the pendulum masses 4 and thus of the pendulum part masses 5a and 5b along the support disk 2, a rolling movement of the pendulum part masses 5a, 5b on the balls 17, which in turn roll on the support disk 2, can take place.
  • the balls are thus rolling elements with an effect similar to that of a rolling bearing.
  • FIG. 4 shows an alternative exemplary embodiment, in which balls 17 in each case comprise both radially closer to the axis of rotation R than the central axis M of the rollers 10 and radially further outwardly arranged balls 17. Overall, each pendulum part mass 5 then rolls on 4 balls 17.

Abstract

Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens zwei Pendelmassen, die an einer Trägerscheibe angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen können, um hierbei einen variablen Abstand zur Rotationsachse der Trägerscheibe einzunehmen, wobei die Pendelmassen jeweils zwei Pendelteilmassen umfassen, die beiderseits der Trägerscheibe angeordnet sind, wobei zumindest eine der Pendelteilmasse mit mindestens einem Wälzmittel gegenüber der Trägerscheibe gelagert ist.

Description

FLIEHKRAFTPENDEL MIT AXIALER WÄLZLAGERUNG
Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens zwei Pendelmassen, die an einer Trägerscheibe angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen können, um hierbei einen variablen Abstand zur Rotationsachse der Trägerscheibe einzunehmen, wobei die Pendelmassen jeweils zwei Pendelteilmassen umfassen, die beiderseits der Trägerscheibe angeordnet sind.
Zur Reduktion von Torsionsschwingungen werden auf einem rotierenden Teil des
Torsionsschwingungssystems zusätzliche bewegliche Massen als so genannte 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 Dämpfung der Erregerschwingung kommt, die Pendelmasse also als Schwingungstilger 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, um hierbei einen variablen Abstand zur Rotationsachse der Trägerscheibe einzunehmen. Der Aufbau und die Funktion einer solchen Fliehkraftpendeleinrichtung ist beispielsweise in der DE 10 2006 028 552 A1 beschrieben.
Die Pendelmassen sind mittels Rollen an der Trägerscheibe gelagert. Die Rollen laufen in Langlöchern der Trägerscheibe sowie Langlöchern der Pendelteilmassen. Rollenzentrierborde an den Rollen halten die Pendelteilmassen auf einem definierten Abstand zur Trägerscheibe. Die DE 10 2006 028 556 A1 offenbart Rollen mit Rollenzentrierborden. Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung nach Stand der Technik als Vergleichsbeispiel. Die Rollenzentrierborde benötigen eine Mindestdicke in axialer Richtung. Um Platz für die Rollenzentrierborde zu schaffen, müssen die Pendelmassen entsprechend weit vom Flansch weggerückt angeordnet werden. Da der zur Verfügung stehende Bauraum um die Pendelmassen herum begrenzt ist, können die Pendelmassen nicht einfach auseinandergeschoben werden. Das wiederum bedeutet, dass dünnere Pendelmassen eingesetzt werden müssen, was eine geringere Tilgerwirkung des Fliehkraftpendels zur Folge hat.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fliehkraftpendel anzugeben, bei dem der Spalt zwischen Pendelmasse bzw. Pendelteilmasse und Trägerscheibe verringert werden kann.
Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen bzw. 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 wenigstens zwei Pendelmassen, die an einer Trägerscheibe angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen können, um hierbei einen variablen Abstand zur Rotationsachse der Trägerscheibe einzunehmen, wobei die Pendelmassen jeweils zwei Pendelteilmassen umfassen, die beiderseits der Trägerscheibe angeordnet sind, wobei zumindest eine der Pendelteilmasse mit mindestens einem Wälzmittel gegenüber der Trägerscheibe gelagert ist. Das Wälzmittel rollt auf der Trägerscheibe und/oder der Pendelteilmasse ab. Die Wälzmittel sind dazu vorzugsweise zwischen der Trägerscheibe und den Pendelteilmassen angeordnet. Vorzugsweise rollt das Wälzmittel auf Flächen, die in radialer Richtung verlaufen, ab. Bei einer gekrümmten Fläche, beispielsweise einer Nut, rollt das Wälzmittel vorzugsweise auf einer Bahn, die in einer radialen Ebene liegt. Alternativ kann das Wälzmittel die Trägerscheibe bzw. die Pendelteilmasse an zwei Punkten berühren und auf zwei parallelen Berührungslinien abrollen. Das Wälzmittel bewirkt eine rollende Lagerung der Pendelmassen bzw. Pendelteilmassen bei deren Pendelbewegung. Statt einer Gleitbewegung findet also eine zumindest im Wesentlichen rollende Bewegung mit Hilfe der Wälzmittel statt.
Das Wälzmittel ist in einer Ausführungsform der Erfindung radial näher an der Rotationsachse als Laufrollen, mit denen die Pendelmassen gegenüber der Trägerscheibe geführt sind, angeordnet. Die Laufrollen sind in Langlöchern der Trägerscheibe und in Langlöchern der Pendelteilmassen angeordnet und bewirken eine Kulissenführung der Pendelmassen auf einer defi- nierten Bahn gegenüber der Trägerscheibe. Alternativ sind in einer Ausführungsform der Erfindung zwei Wälzmittel radial beiderseits von den Laufrollen, mit denen die Pendelmassen gegenüber der Trägerscheibe geführt sind, angeordnet. Vorzugsweise sind beide beiderseits der Trägerscheibe angeordnete Pendelteilmassen mittels Wälzmitteln bezüglich ihrer Pendelbewegung gegenüber der Trägerscheibe gelagert.
Die Laufrollen weisen in deren Kontaktbereich mit den Pendelteilmassen einen geringeren Durchmesser auf als in deren Kontaktbereich mit der Trägerscheibe. Der Übergang der Durchmesser ist jeweils mit einer Fase versehen. Die Fasen bilden jeweils einen Anschlag an den Pendelteilmassen in axialer Richtung. Durch den im Mittelteil größeren Durchmesser sind die Laufrollen daher formschlüssig in axialer Richtung gegenüber der Trägerscheibe zentriert.
Das mindestens eine Wälzmittel ist in einer Ausführungsform der Erfindung eine Kugel.
Vorzugsweise sind die Kugeln an deren Oberfläche gehärtet und/oder mit einer geringen Rautiefe versehen, beispielsweise indem dese poliert sind. Es können beispielsweise Kugeln wie in Kugellagern verwendet werden. Alternativ können die Wälzmittel auch eine Tonnenform oder dergleichen aufweisen.
Die mindestens eine Kugel ist in einer Ausführungsform der Erfindung in einer Vertiefung der Trägerscheibe gelagert. Die Vertiefung nimmt die Kugel auf, sodass diese drehbar gelagert ist aber sowohl in axialer, in radialer Richtung und in Umfangsnchtung festgelegt ist. Die Kugel ist dann gleitend gegenüber der Trägerscheibe gelagert und rollt nur noch auf der Pendelteilmasse. Alternativ ist die mindestens eine Kugel in einer Ausführungsform der Erfindung in einer Laufbahn der Trägerscheibe gelagert. Die Laufbahn ist vorzugsweise als Nut ausgebildet und ist um den Pendelmittelpunkt der jeweiligen Pendelmasse gekrümmt, ist also so gekrümmt, wie dies der Bahn der auf der Pendelteilmasse und der Trägerscheibe abrollenden Kugel entspricht.
Die mindestens eine Kugel ist in einer Ausführungsform der Erfindung in einer Vertiefung der Pendelteilmasse gelagert. Die Vertiefung nimmt die Kugel auf, sodass diese drehbar gelagert ist aber sowohl in axialer, in radialer Richtung und in Umfangsnchtung festgelegt ist. Die Kugel ist dann gleitend gegenüber der Pendelteilmasse gelagert und rollt nur noch auf der Trägerscheibe. Alternativ ist die mindestens eine Kugel ist in einer Ausführungsform der Erfindung in einer Laufbahn der Pendelteilmasse gelagert. Die Laufbahn ist vorzugsweise als Nut ausgebildet und ist um den Pendelmittelpunkt der jeweiligen Pendelmasse gekrümmt, ist also so gekrümmt, wie dies der Bahn der auf der Pendelteilmasse und der Trägerscheibe abrollenden Kugel entspricht.
Die Führung bzw. Lagerung der mindestens einen Kugel in einer Vertiefung und/oder einer Laufbahn kann an der Pendelteilmasse bzw. der Trägerscheibe beliebig kombinierte werden. Es kann also beispielsweise an der Pendelteilmasse sowie der Trägerscheibe eine Laufbahn angeordnet sein, ebenso kann an einem der Bauteile eine Vertiefung und an dem anderen eine Laufbahn angeordnet sein. Ebenso kann bei einem der Bauteile auf die Vertiefung bzw. Laufbahn verzichtet werden. Beispielsweise kann die Trägerscheibe mit einer Vertiefung bzw. Laufbahn versehen sein und die Pendelteilmassen können ohne eine Vertiefung bzw. Laufbahn gefertigt sein. Dies vereinfacht die Herstellung, da für diese Bauteile Teile wie im Stand der Technik bekannt unverändert verwendet werden können.
Die Laufbahn ist in einer Ausführungsform der Erfindung eine Nut. Die Nut weist in einer Ausführungsform der Erfindung einen Querschnitt eines Ellipsenausschnitts oder einer Halbellipse auf. Der Ellipsenausschnitt kann auch ein Kreisausschnitt sein. Der Radius des zugehörigen Kreises bzw. die größere Halbachse der zugehörigen Ellipse sind größer als der Durchmesser der Kugeln, sodass die Kugeln auf dem Nutgrund wälzen. Durch diese Geometrie weisen die Nute eine leicht herstellbare definierte Geometrie auf.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine erste Fliehkraftpendeleinrichtung nach Stand der Technik in räumlicher
Darstellung;
Fig. 2 die Fliehkraftpendeleinrichtung der Fig. 1 im Teilschnitt;
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Stand der Technik im
Bereich einer Laufrolle;
Fig. 4 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich einer Laufrolle; Fig. 5 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich einer Laufrolle.
Zunächst wird auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen. Diese zeigen eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Stand der Technik als Vergleichsbeispiel. Anhand dieser Fliehkraftpendeleinrichtungen wird der grundsätzliche Aufbau und die Wirkungsweise der Fliehkraftpendeleinrichtung, die auch für das Verständnis der Erfindung von Bedeutung sind, erläutert. Fig. 1 zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 nach Stand der Technik mit Abstandsbolzen in einer räumlichen Darstellung. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse R. Die Umfangsrichtung ist im Folgenden eine Drehung um die Rotationsachse R. Unter der axialen Richtung wird die Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung 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 Fahrzeugkupplung, die durch eine Ausrückeinrichtung betätigbar und mit einem Getriebe gekoppelt ist, angeordnet.
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst eine Trägerscheibe 2 mit einer Öffnung 3. Die Trägerscheibe 2 ist in Einbaulage mittels Bohrungen 12 mit einem nicht dargestellten Sekundärflansch oder Primärflansch eines Zweimassenschwungrades, einem Kupplungsgehäuse oder einer Kupplungsgegendruckplatte oder dergleichen verschraubt oder vernietet. Derartige Anordnungen eines Fliehkraftpendels im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges sind beispielsweise in der DE 10 2006 028 556 A1 beschrieben.
Am Außenumfang der Trägerscheibe 2 sind jeweils 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. beweglich gegenüber der Trägerscheibe 2 gelagert.
Die zwei Pendelteilmassen 5a und 5b eines jeden Fliehkraftpendels 4 sind mit mehreren Verbindungsbolzen 6, die über den Umfang jeder Pendelmasse 5 verteilt angeordnet sind, miteinander verbunden. Da die Pendelmassen 4 relativ zu der Trägerscheibe 2 sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung entlang einer Kulissenführung verschiebbar angeordnet sind, sind in der Trägerscheibe 2 jeweils Ausschnitte 7 eingebracht, in denen die Ver- bindungsbolzen 6 spielbehaftet gegenüber der Trägerscheibe 2 angeordnet sind, siehe dazu Fig. 2. Einige der Verbindungsbolzen 6 sind mit Manschetten 1 1 , die beispielsweise aus Gummi oder dergleichen gefertigt sind, versehen, um ein Anschlagen der Verbindungsbolzen 6 in den Ausschnitten 7 im An- bzw. Auslauf oder bei geringen Drehzahlen zu dämpfen.
In Langlöchern 8 in den Pendelteilmassen 5a, 5b sowie in Langlöchern 9 in der Trägerscheibe 2 sind Laufrollen 10 angeordnet. Die Laufrollen 10 sind rotationssymmetrische Körper mit einer Mittelachse M. Die Laufrollen 10 bilden in Verbindung mit den Langlöchern 8 in den Pendelteilmassen 5a, 5b und den Langlöchern 9 in der Trägerscheibe 2 eine Kulissenführung für die jeweilige Pendelmasse 4, die eine Bewegung der Pendelmasse 4 entlang vorgegebener Bahnen relativ zur Trägerscheibe 2 ermöglichen. Die Laufbahnen der Laufrollen 10 gegenüber der Trägerscheibe 2 bzw. den Pendelmassen 4 sind so ausgelegt, dass sich der Schwerpunkt der Pendelmasse 4 auf einer Kreisbahn mit einem Radius I bewegt, wobei der Radius I der Kreisbahn einen Abstand e zur Rotationsachse R aufweist. Diese Bewegung erzeugt einen variablen Abstand des Schwerpunkts zur Rotationsachse R. Die Quadratwurzel aus dem Verhältnis Abstand e zu Radius I ist ein Maß für die Eigenkreisfrequenz des Fliehkraftpendels relativ zur Kreisfrequenz der Rotation um die Rotationsachse R. Die Eigenkreisfrequenz bzw. Tilgerfrequenz des Fliehkraftpendels ist daher proportional zur Drehzahl der Fliehkraftpendeleinrichtung. Bei Abstimmung nahe oder direkt auf die Haupterregeranordnung des Antriebsstrangs erfolgt eine Reduzierung der Schwingungsamplitude über dem gesamten Drehzahlbereich.
Fig. 3 zeigt eine Prinzipskizze eines Schnittes X-X in Fig. 2. Dargestellt ist ein Teil des
Schnittes durch Langlöcher 8 in zwei Pendelteilmassen 5a, 5b und das zugehörige Langloch 9 in der Trägerscheibe 2. Die Laufrolle 10 ist selbst nicht geschnitten und daher in einer Draufsicht dargestellt. Die geometrische Ausdehnung der Pendelteilmassen 5a, 5b sowie der Trägerscheibe 2 in radialer Richtung ist nicht maßstabsgerecht zur Darstellung der Figuren 2 und 3, sowohl die Pendelteilmassen 5a, 5b als auch die Trägerscheibe 2 sind in radialer Richtung abgeschnitten, dies ist durch eine entsprechende Positionierung der Ansichtspfeil zur Schnittlinie X-X in Fig. 2 verdeutlicht.
In Fig. 3 ist ein geschnittener Teil der Trägerscheibe 2 mit einem Langloch 9 dargestellt.
Beiderseits der Trägerscheibe 2 ist jeweils eine Pendelteilmasse 5a sowie eine Pendelteilmasse 5b angeordnet. Der in Fig. 3 gezeigte Schnitt geht durch die Langlöcher 8 der Pendelteilmassen 5a und 5b. Die Laufrolle 10 umfasst einen mittleren Rollenkörper 13, an den sich beiderseits äußere Rollenkörper 14a und 14b anschließen. Der Außendurchmesser di des mittleren Rollenkörpers 13 ist größer als die Durchmesser d2 der äußeren Rollenkörper 14a und 14b. Im Übergang des mittleren Rollenkörpers 13 auf den äußeren Rollenkörper 14a ist ein Rollenzentrierbord 15a angeordnet, entsprechend ist im Übergang des mittleren Rollenkörpers 13 auf den äußeren Rollenkörper 14b ein Rollenzentrierbord 15b angeordnet. Die Rollenzentrierborde 15a, 15b sind im Wesentlichen Teller mit einem Außendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser di des mittleren Rollenkörpers 13 ist. Die Rollenzentrierborde 15a, 15b stellen zum einen einen Anschlag für die Pendelteilmassen 5a, 5b dar, der das Aufschieben der Pendelteilmassen 5a, 5b auf die Laufrollen 10 begrenzt, zum anderen sind die Rollenzentrierborde 15a, 15b beiderseits der Trägerscheibe 2 angeordnet, so dass diese die Lage der Laufrollen 10 gegenüber der Trägerscheibe 2 definieren.
Die Langlöcher 8 weisen einen Innendurchmesser D2 auf, der größer ist als der Außendurchmesser d2 der äußeren Rollenkörper 14a, 14b, so dass Letztere spielbehaftet in den Langlöchern 8 der Pendelteilmassen angeordnet sind. Das Langloch 9 in der Trägerscheibe 2 weist einen Querschnitt D-ι auf, der größer ist als der Durchmesser di des mittleren Rollenkörpers 13, so dass die Laufrolle 10 spielbehaftet in dem Langloch 9 angeordnet ist. Im Betrieb, das heißt, bei einer Rotation der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 , werden die Fliehkraftpendel 4 und damit die Pendelteilmassen 5a, 5b und die Laufrolle 10 radial nach außen, das ist in der Darstellung der Fig. 3 in Richtung des Pfeils 16, gedrückt. Die Zentrierborde 14a und 14b bewirken dabei eine Zentrierung des Fliehkraftpendels 4 gegenüber der Trägerscheibe 2.
Fig. 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in einer Schnittdarstellung entsprechend der Darstellung der Fig. 3. Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der Fig. 4 weist die Laufrolle 10 keine Rollenzentrierborde 15a, 15b auf. Der Übergang vom mittleren Rollenkörper 13 auf die äußeren Rollenkörper 14a, 14b ist jeweils mit Fasen 16a, 16b versehen. Mithilfe der Fasen 16a, 16b werden die Laufrollen 10 gegenüber den Pendelteilmassen 5a, 5b zentriert, da diese einen axialen Anschlag an die Pendelteilmassen 5a, 5b bilden und eine axiale Verschiebung der Laufrolle 10 begrenzen. Die Pendelteilmassen 5a, 5b selbst sind mittels der Verbindungsbolzen 6, wie anhand der Fig. 1 und 2 erläutert, fest miteinander verbunden.
Die axiale Zentrierung der Fliehkraftpendel 4 gegenüber der Trägerscheibe 2 erfolgt erfindungsgemäß durch Kugeln 17 als Wälzkörper. Die Kugeln 17 sind analog der Pendelteilmassen mit den Bezugszeichen 17a und 17b versehen. Die Kugeln 17 sind jeweils in Nuten 18 in der Trägerscheibe 2 sowie Nuten 19 in der jeweiligen Pendelteilmasse angeordnet. In Fig. 4 ist nur die trägerscheibenseitige Nut 18a und die an der Pendelteilmasse 5a angeordnete Nut 19a bezeichnet. In den Nuten 18a und 19a ist die Kugel 17a angeordnet. Die Nuten 18a und 19a weisen einen Querschnitt in Form einer Halbellipse auf, die Nuttiefe T18 der Nuten 18a, 18b sowie die Nuttiefe T19 der Nuten 19a, 19b ist geringer als der Radius k der Kugeln 17a, 17b. Die Breite der Nuten 18 und 19, diese ist in Fig. 3 mit big nurfür die Nut 19b der Pendelteilmasse 5b eingezeichnet, ist größer als der Kugeldurchmesser der Kugeln 17a, 17b. Dadurch, dass die Nuttiefen T19 und T18 zusammen addiert geringer sind als die Kugeldurchmesser k entsteht ein Spalt 20a bzw. 20b jeweils mit einer Spaltbreite S.
Die Nuten 18a und 19a sind jeweils geometrisch so gestaltet, dass bei einer Bewegung der Pendelmassen 4 und damit der Pendelteilmassen 5a und 5b entlang der Trägerscheibe 2 eine Abrollbewegung der Pendelteilmassen 5a, 5b auf den Kugeln 17, die selber wiederum auf der Trägerscheibe 2 abrollen, stattfinden kann. Die Kugeln sind folglich Wälzkörper mit einer Wirkungsweise ähnlich der bei einem Wälzlager.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind jeweils Kugeln 17 radial näher an der Rotationsachse R, diese ist in Fig. 4 nicht maßstabsgerecht relativ zu den geometrischen Abmessungen der Pendelteilmassen 5a, 5b dargestellt, angeordnet. Fig. 5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem jeweils Kugeln 17 sowohl radial näher an der Rotationsachse R als die Mittelachse M der Rollen 10 als auch radial weiter außen angeordnete Kugeln 17 umfasst. Insgesamt rollt jede Pendelteilmasse 5 dann auf 4 Kugeln 17 ab.
Bezuqszeichenliste Fliehkraftpendeleinrichtung Trägerscheibe
Bohrung
Fliehkraftpendel
a, 5b Pendelteilmassen
Verbindungsbolzen
Ausschnitte
Langloch in der Pendelteilmasse
Langloch in der Trägerscheibe0 Laufrolle
1 Manschette
2 Befestigungsbohrung
3 mittlerer Rollenkörper
4a, 14b äußere Rollenkörper
5a, 15b Rollenzentrierborde
6a, 16b Fasen
7 Kugeln
8a, 18b Nute
9a, 19b Nute
0a, 20b Spalte

Claims

Patentansprüche
Fliehkraftpendeleinnchtung (1 ) zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens zwei Pendelmassen (4), die an einer Trägerscheibe (2) angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe (2) ausführen können, um hierbei einen variablen Abstand zur Rotationsachse der Trägerscheibe (2) einzunehmen, wobei die Pendelmassen (4) jeweils zwei Pendelteilmassen (5a, 5b) umfassen, die beiderseits der Trägerscheibe (2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Pendelteilmasse (5a, 5b) mit mindestens einem Wälzmittel (17) gegenüber der Trägerscheibe (2) gelagert ist.
Fliehkraftpendeleinnchtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzmittel (17) radial näher an der Rotationsachse als Laufrollen (10), mit denen die Pendelmassen (4) gegenüber der Trägerscheibe (2) geführt sind, angeordnet ist.
Fliehkraftpendeleinnchtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Wälzmittel (17) radial beiderseits von Laufrollen (10), mit denen die Pendelmassen (4) gegenüber der Trägerscheibe (2) geführt sind, angeordnet sind.
Fliehkraftpendeleinrichtung einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Wälzmittel eine Kugel (17) ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (17) in einer Vertiefung der Trägerscheibe (2) gelagert ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (17) in einer Laufbahn (18a, 18b) der Trägerscheibe geführt ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (17) in einer Vertiefung der Pendelteilmasse (5a, 5b) geführt ist. Fliehkraftpendeleinnchtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (17) in einer Laufbahn (19a, 19b) der Pendelteilmasse (5a, 5b) geführt ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahn eine Nut (18a, 18b, 19a, 19b) ist.
Fliehkraftpendeleinnchtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (18a, 18b, 19a, 19b) einen Querschnitt einer Halbellipse aufweist.
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