WO2015161851A1 - Fliehkraftpendel - Google Patents

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WO2015161851A1
WO2015161851A1 PCT/DE2015/200270 DE2015200270W WO2015161851A1 WO 2015161851 A1 WO2015161851 A1 WO 2015161851A1 DE 2015200270 W DE2015200270 W DE 2015200270W WO 2015161851 A1 WO2015161851 A1 WO 2015161851A1
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WO
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pendulum
housing
insert body
pendulum mass
mass
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Application number
PCT/DE2015/200270
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hartmut Mende
Pascal Strasser
Jean-Philippe Brua
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Filing date
Publication date
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Publication of WO2015161851A1 publication Critical patent/WO2015161851A1/de

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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, with the aid of which pendulum masses can be displaced under the influence of centrifugal force to another radius in order to generate a rotational speed opposing directed restoring torque, whereby the extent of the speed fluctuation can be damped.
  • the object is achieved by a centrifugal pendulum with the
  • a centrifugal pendulum for damping and / or eradicating torsional vibrations of a drive motor motor vehicle is provided with a centrifugally displaceable between a radially inner position and a radially outer position pendulum mass, wherein the pendulum mass has a density p of p> 7.87 g / cm 3 , especially
  • p> 8.00 g / cm 3 preferably p> 12.00 g / cm 3 , more preferably p> 15.00 g / cm 3 and particularly preferably p> 19.00 g / cm 3 .
  • the pendulum mass of the centrifugal pendulum thus has a density greater than the density of steel, with steel having a density of from 7.85 g / cm 3 to 7.87 g / cm 3 (7850 kg / m 3 to 7870 kg / m 3 ).
  • steel we mean according to DIN EN 10020: 2000-07 a material whose mass fraction of iron is greater than that of any other element whose carbon is generally less than 2% by weight and the other contains elements.
  • a limited number of chromium steels can contain more than 2% by weight of carbon, with 2% by weight being the usual boundary between steel and cast iron.
  • the pendulum mass can provide a greater moment of inertia due to the higher density compared to a manufactured only from steel pendulum mass with an equal dimensioning and provided at the same location arrangement as the steel made pendulum mass.
  • pendulum masses are usually made of steel and in the case that the centrifugal pendulum connected to the drive shaft of an automotive engine and not, for example, in a radially outer region of a connected to the drive shaft dual mass flywheel, the pendulum mass on a comparatively low Radius is arranged.
  • the pendulum mass of the centrifugal pendulum Due to the small radius, the pendulum mass of the centrifugal pendulum on only a small distance from the axis of rotation, so that attack correspondingly low centrifugal forces on the pendulum mass. If the centrifugal pendulum in a particular frequency range, which corresponds in particular to an engine order of the motor vehicle engine to dampen torsional vibrations, a correspondingly larger swing angle for the pendulum mass is required for a positioning of the pendulum mass on a small radius for a suitable damping, thereby increasing the required space.
  • the density of the pendulum mass can usually p ⁇ 23.00 g / cm 3 , in particular
  • the pendulum mass for example, lead, which has a density of 1 1, 34 g / cm 3 , and / or tungsten, which has a density of 19.3 g / cm 3 , have, or consist of this material or a corresponding alloy.
  • the pendulum mass may consist of a homogeneous material continuum or be a heterogeneous mixture of different materials.
  • the pendulum mass may be made in part of steel, wherein the density of the entire pendulum mass may be greater than steel due to the different materials used in the pendulum mass of steel.
  • the at least one pendulum mass of the centrifugal pendulum under the influence of centrifugal force, endeavors to assume a position as far away as possible from the center of rotation.
  • the "zero position” is thus the position furthest radially from the center of rotation, which the pendulum mass can assume in the radially outward position. With a constant input speed and constant drive torque, the pendulum mass will assume this radially outward position The centrifugal force on the pendulum mass is thereby divided into one component tangential and another component normal to the pendulum track
  • the tangential force component provides the restoring force which returns the pendulum mass to its center Wants to bring "zero position", while the normal force component acts on a speed fluctuations introducing force application element, in particular the drive shaft of the motor vehicle engine, and there generates a counter-torque, which counteracts the speed fluctuation and the damped introduced speed fluctuations.
  • the pendulum mass can thus be maximally swung and assume the radially innermost position.
  • a pendulum track in the pendulum mass and / or a track in the component acting as a support element to be damped have suitable curvatures for this purpose.
  • more than one pendulum track is provided in the pendulum mass and / or more than one track in the support member.
  • the course of preferably at least two pendulum tracks of the pendulum mass and / or the course of preferably at least two tracks of the support member is coordinated such that at a deflection of the pendulum mass from the zero position, the pendulum mass not only shifted in the radial and tangential direction but in addition also gets twisted.
  • the curvature of the pendulum track of the pendulum mass and / or the curvature of the track of the carrier element to a running in the zero position by the roller imaginary radial line asymmetrically, for example, twisted run.
  • the movement of the pendulum mass of the centrifugal pendulum may correspond to a movement of a bifilar suspended and / or guided pendulum.
  • the self-rotation of the pendulum mass allows an additional polar mass moment of inertia to be achieved
  • two pendulum masses connected to one another via studs or rivets designed in particular as standoffs are provided, between which the carrier element is positioned in the axial direction of the torsional vibration damper, in particular the pendulum mass is mounted on the drive shaft so that in particular the drive shaft is a carrier element
  • at least one raceway may be provided in the drive shaft.
  • the pendulum mass has a housing made in particular of steel and at least one insert body inserted into the housing, wherein the insert body has a density p of p> 7.87 g / cm 3 , in particular p> 8.00 g / cm 3 , preferably
  • the density of the insert body can generally p ⁇ 23.00 g / cm 3 , in particular p ⁇ 18.00 g / cm 3 , preferably p ⁇ 16.00 g / cm 3 , more preferably p ⁇ 13.00 g / cm 3 and more preferably p ⁇ 10.00 g / cm 3 .
  • the insert body may, for example, comprise lead, which has a density of 1 1, 34 g / cm 3 , and / or tungsten, which has a density of 19.3 g / cm 3 , or consist of this material or a corresponding alloy.
  • the density of the entire pendulum mass can be higher than the density of steel.
  • the housing may provide steel as a material at suitable locations where the material properties of steel are advantageous or superior to the material of the insert body.
  • steel can be provided as a material, for example, at bearing points or connection points through the housing, while the insert body can be provided at locations where it does not depend on the material properties of steel.
  • the material thickness of the pendulum mass is usually significantly oversized compared to the expected loads, so that replaced part of the otherwise made of steel pendulum mass through the insert body with a higher density without compromising the functionality of the pendulum mass ensured by the steel material.
  • the housing extends at least partially radially outside of the insert body, so that the housing can serve as burst protection for the insert body under the influence of centrifugal force.
  • the housing preferably has a first housing shell, in particular open toward a first axial side, the insertion body being at least partially in the first housing shell
  • the insert body can thereby be inserted, in particular clamped, by a movement in the axial direction, that is to say essentially parallel to the axis of rotation of the component to be damped by the centrifugal force pendulum in the installed state.
  • the installation of the centrifugal pendulum can be kept simple. Furthermore, it is possible the housing of a punched and without cutting vice formed steel sheet, whereby the production of the pendulum mass is kept simple.
  • the housing has a second housing shell, in particular open toward a second axial side opposite the first axial side, wherein the first housing shell is connected to the second housing, wherein the at least one insert body is enclosed between the first housing shell and the second housing shell ,
  • the insert body is characterized in particular captive received in the housing, so that the insert body can not escape from the housing in the radial and / or axial direction even under the influence of centrifugal force and without fixed position fixation in the housing.
  • the insert body can be completely enclosed in the housing, preferably waterproof and / or airtight, so that the insert body is protected against environmental influences. As a result, depending on the material used for the insert body, for example, corrosion effects on the insert body can be avoided.
  • the pendulum mass has at least one pendulum track for receiving a spherical roller for displacing the pendulum mass relative to the drive shaft, wherein the pendulum track is formed by the housing.
  • a contact-related relative movement in the pendulum track of the pendulum mass takes place by on the steel material of the housing, which can easily withstand the expected in the pendulum track loads.
  • the insert body need not be designed to support the loads to be expected in the pendulum track, so that, for example, a particularly brittle material and / or a material having a low strength can be used for the insert body without impairing the functionality of the pendulum mass.
  • the housing has at least one receiving opening, wherein the at least one insert body, in particular via a press fit, is inserted in the receiving opening, wherein in particular the receiving opening extends substantially in the axial direction.
  • the receiving openings may be provided depending on the expected loads of the pendulum mass at particularly low stress points.
  • the receiving opening can be shaped essentially as desired and, for example, have a cross-sectional area deviating from a circular shape. If the
  • Inserted body inserted in the axial direction in the respective associated receiving opening is, the radially remaining outside of the insert body material of the housing can act as burst protection.
  • the insert body can thereby have a particularly simple and inexpensive to produce geometry.
  • Insert body can be easily passed to other functional areas of the pendulum mass, such as pendulum tracks and / or openings for standoffs.
  • the housing has a first pendulum disc and a second pendulum disc spaced apart from the first pendulum disc, the first pendulum disc and the second pendulum disc each having a first pendulum track for receiving a first pendulum roller for displacing the pendulum mass relative to the drive shaft and a second pendulum track for receiving a second pendulum roller for displacing the pendulum mass relative to the drive shaft, wherein in the axial direction between the first pendulum disc and the second pendulum disc and in the circumferential direction between the first pendulum track and the second pendulum track of the insert body is provided.
  • the pendulum mass can thereby be designed essentially sandwiched with different layers arranged one behind the other in the axial direction.
  • the first pendulum disk is formed by the first housing part and the second pendulum disk by the second housing part, in which case the first housing part and the second housing part are in particular not directly, but indirectly, for example via spacer bolts and / or riveted joints, interconnected.
  • at least one fastening means connecting the first pendulum disk to the second pendulum disk for example a spacing bolt and / or a riveted connection, is provided which preferably penetrates the insert body in the axial direction and thereby simultaneously acts as a captive protection and / or burst protection for the insert body.
  • the at least one insert body is fixed to the housing, in particular by riveting.
  • the insert body is thereby fixed in particular positionally fixed to the housing, so that, for example, rattling by a relative movement of
  • Insert body are avoided relative to the housing.
  • this can be a
  • the invention further relates to a drive shaft, in particular crankshaft, for a
  • Motor vehicle engine of a motor vehicle with a shaft body and at least one mounted on the shaft body centrifugal pendulum which may be as described above and further developed. Due to the increased compared to steel density of the pendulum mass of the centrifugal pendulum can be achieved even with an arrangement of the pendulum mass on a small radius on the drive shaft by the increased density with the aid of the increased mass moment of inertia at a low swing angle of the pendulum mass a good damping effect of torsional vibrations of the drive shaft , so that with low space requirements a good damping of torsional vibrations in a drive train of a motor vehicle is possible.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a first embodiment of a
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of the pendulum mass of Fig. 1,
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a second embodiment of a
  • FIG. 4 is a schematic sectional view of the pendulum mass of Fig. 3,
  • FIG. 5 shows a schematic perspective view of a third embodiment of a
  • FIG. 6 is a schematic sectional view of the pendulum mass of Fig. 5,
  • FIG. 7 shows a schematic perspective front view of a fourth embodiment of a pendulum mass
  • 8 is a schematic perspective rear view of the pendulum mass of Fig. 7,
  • FIG. 9 is a schematic detail view of the pendulum mass of Fig. 7,
  • FIG. 10 is a schematic perspective view of a fifth embodiment of a pendulum mass
  • Fig. 1 1 is a schematic front view of a sixth embodiment of a
  • FIG. 12 is a schematic perspective view of the pendulum mass of FIG. 11.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view of the pendulum mass of FIG. 11.
  • the pendulum mass 10 shown in FIG. 1 and FIG. 2 of a centrifugal pendulum connected directly to a crankshaft of an internal combustion engine of a motor vehicle has a housing 12, which in the illustrated embodiment consists of a first housing shell 14 made of a steel sheet and open in the axial direction.
  • the first housing shell 14 is adapted to the inner contour of the first housing shell 14 insert body 16, in particular by clamping.
  • the insert body 16 has a higher density than that of steel.
  • the housing 12 may have indentations 18, for example, at the end faces pointing in the circumferential direction, in order to clamp the insert body 16 in substantially fixed position after insertion of the insert body 16 into the housing 12 via the impressions 18 subsequently introduced.
  • the first housing 12 may have indentations 18, for example, at the end faces pointing in the circumferential direction, in order to clamp the insert body 16 in substantially fixed position after insertion of the insert body 16 into the housing 12 via the impressions 18 subsequently introduced.
  • Housing shell 14 of the housing 12 forms pendulum tracks 20, in each of which a spherical roller 22 can be performed.
  • the first housing shell 14 covers the entire axial extent of the insert body 18 radially outward and radially inward.
  • the housing 12 can be made of the first housing shell 14 and one with the first housing shell 14, for example by welding or soldering, be directly connected made of a steel sheet second housing shell 24 composed.
  • the insert body 16 may thereby be enclosed between the first housing shell 14 and the second housing shell 24 substantially airtight.
  • the pendulum webs 20 may be formed by the first housing shell 14 and / or by the second housing shell 24.
  • Housing 12 configured as a massive steel disc, in which in the axial direction extending, in particular substantially circular, receiving openings 26 are formed. In the respective receiving opening 26 each insert body 16 is inserted.
  • the insert body 16 is not between the first housing shell 14 and the second one
  • Housing shell 24 of the housing included.
  • the first housing shell 14 is connected to the second housing shell 24 via protruding in the axial direction fastening tabs 28, for example by Verklipsen, flanging, caulking or crimping, with each other.
  • the pendulum tracks 20 are formed only by the first housing shell 14 and the mounting tabs 28 only through the second housing shell 24.
  • the fastening tabs 28 are replaced by rivet connections 30 arranged substantially centrally in the radial direction.
  • the rivet connection 30 can at the same time fix the insert body 16 with the housing 12 in a substantially fixed position.
  • the housing 12 is formed by a first pendulum disc 32 forming pendulum tracks 20 and a second pendulum disc 34 forming pendulum tracks 20, wherein the pendulum discs 32, 34 are spaced apart from each other, for example by spacer bolts are connected.
  • the spherical rollers 22, for example, between the pendulum discs 32, 34 have an increase in diameter.
  • the insert body 16 is provided only in a partial region of the extension of the pendulum mass 10 in the circumferential direction between the pendulum tracks 20.
  • the first pendulum disk 32 and the second pendulum disk 34 can be riveted together in particular in the region of the insert body 16, so that the
  • Insertion body 16 may additionally perform the function of a spacer bolt. Additional spacers can be saved. Reference list pendulum mass

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Abstract

Es ist ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung und/oder Tilgung von Drehschwingungen eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors vorgesehen mit einer zwischen einer radial inneren Stellung und einer radial äußeren Stellung fliehkraftbedingt verlagerbaren Pendelmasse (10), wobei die Pendelmasse eine Dichte ρ von ρ > 7,87 g/cm3, insbesondere ρ ≥ 8,00 g/cm3, vorzugsweise ρ > 12,00 g/cm3, weiter bevorzugt ρ ≥ 15,00 g/cm3 und besonders bevorzugt ρ ≥ 19,00 g/cm3 aufweist. Durch die im Vergleich zu Stahl erhöhte Dichte der Pendelmasse kann auch bei einer Anordnung der Pendelmasse auf einem geringen Radius an der Antriebswelle durch das mit Hilfe der erhöhten Dichte erhöhte Massenträgheitsmoment bei einem geringen Schwingwinkel der Pendelmasse eine gute Dämpfungswirkung von Drehschwingungen der Antriebswelle erreicht werden, so dass bei geringen Bauraumanforderungen eine gute Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ermöglicht ist.

Description

Fliehkraftpendel
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel, mit dessen Hilfe Pendelmassen bei Drehzahlschwankungen unter Fliehkrafteinfluss auf einen anderen Radius verlagert werden können, um eine der Drehzahlschwankung entgegen gerichtetes Rückstellmoment zu erzeugen, wodurch das Ausmaß der Drehzahlschwankung gedämpft werden kann.
Aus DE 10 2008 051 607 A1 ist es bekannt eine Pendelmasse eines Fliehkraftpendels mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs relativ bewegbar zu befestigen, um Drehschwingungen der Kurbelwelle zu dämpfen.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis bei geringen Bauraumanforderungen Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu dämpfen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die bei geringen Bauraumanforderungen eine gute Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Fliehkraftpendel mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Erfindungsgemäß ist ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung und/oder Tilgung von Drehschwingungen eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors vorgesehen mit einer zwischen einer radial inneren Stellung und einer radial äußeren Stellung fliehkraftbedingt verlagerbaren Pendelmasse, wobei die Pendelmasse eine Dichte p von p > 7,87 g/cm3, insbesondere
p > 8,00 g/cm3, vorzugsweise p > 12,00 g/cm3, weiter bevorzugt p > 15,00 g/cm3 und besonders bevorzugt p > 19,00 g/cm3 aufweist.
Die Pendelmasse des Fliehkraftpendels weist dadurch eine Dichte auf, die größer als die Dichte von Stahl ist, wobei Stahl eine Dichte von 7,85 g/cm3 bis 7,87 g/cm3 (7850 kg/m3 bis 7870 kg/m3) aufweist. Unter Stahl wir gemäß DIN EN 10020:2000-07 ein Werkstoff verstanden, dessen Massenanteil an Eisen größer ist als der jedes anderen Elementes, dessen Koh- lenstoffgehalt im Allgemeinen kleiner als 2 Gewichts-% ist und der andere Elemente enthält. Eine begrenzte Anzahl von Chromstählen kann mehr als 2 Gewichts-% Kohlenstoff enthalten, wobei 2 Gewichts-% die übliche Grenze zwischen Stahl und Gusseisen darstellt. Die Pendelmasse kann durch die im Vergleich zu einer nur aus Stahl herstellten Pendelmasse höhere Dichte bei einer gleichgroßen Dimensionierung und einer an gleicher Stelle vorgesehenen Anordnung wie die aus Stahl herstellte Pendelmasse ein größeres Massenträgheitsmoment bereitstellen. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass Pendelmassen üblicherweise aus Stahl hergestellt sind und in dem Fall, dass das Fliehkraftpendel mit der Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors verbunden und nicht beispielsweise in einem radial äußeren Bereich eines mit der Antriebswelle verbundenen Zweimassenschwungrads angeordnet ist, die Pendelmasse auf einem vergleichsweise geringem Radius angeordnet ist. Durch den geringen Radius weist die Pendelmasse des Fliehkraftpendels nur einen geringen Abstand zur Drehachse auf, so dass entsprechend geringe Fliehkräfte an der Pendelmasse angreifen. Wenn das Fliehkraftpendel in einem bestimmten Frequenzbereich, der insbesondere einer Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors entspricht, Drehschwingungen dämpfen soll, ist bei einer Positionierung der Pendelmasse auf einem geringen Radius für eine geeignete Dämpfung ein entsprechend größerer Schwingwinkel für die Pendelmasse erforderlich, wodurch sich der benötigte Bauraum vergrößert. Durch die im Vergleich zu Stahl erhöhte Dichte der Pendelmasse kann auch bei einer Anordnung der Pendelmasse auf einem geringen Radius an der Antriebswelle durch das mit Hilfe der erhöhten Dichte erhöhte Massenträgheitsmoment bei einem geringen Schwingwinkel der Pendelmasse eine gute Dämpfungswirkung von Drehschwingungen der Antriebswelle erreicht werden, so dass bei geringen Bauraumanforderungen eine gute Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ermöglicht ist.
Die Dichte der Pendelmasse kann in der Regel p < 23,00 g/cm3, insbesondere
p < 18,00 g/cm3, vorzugsweise p < 16,00 g/cm3, weiter bevorzugt p < 13,00 g/cm3 und besonders bevorzugt p < 10,00 g/cm3 betragen. Die Pendelmasse kann beispielsweise Blei, das eine Dichte von 1 1 ,34 g/cm3 aufweist, und/oder Wolfram, das eine Dichte von 19,3 g/cm3 aufweist, aufweisen oder aus diesem Material oder einer entsprechenden Legierung bestehen. Die Pendelmasse kann aus einem homogenen Materialkontinuum bestehen oder eine heterogene Mischung verschiedener Materialen sein. Insbesondere kann die Pendelmasse zu einem Teil aus Stahl hergestellt sein, wobei durch die in der Pendelmasse verwendeten von Stahl verschiedenen Materialien die Dichte der gesamten Pendelmasse größer als Stahl sein kann. Die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels hat unter Fliehkrafteinfluss das Bestreben eine möglichst weit vom Drehzentrum entfernte Stellung anzunehmen. Die„Nulllage" ist also die radial am weitesten vom Drehzentrum entfernte Stellung, welche die Pendelmasse in der radial äußeren Stellung einnehmen kann. Bei einer konstanten Antriebsdrehzahl und konstantem Antriebsmoment wird die Pendelmasse diese radial äußere Stellung einnehmen. Bei Drehzahlschwankungen lenkt die Pendelmasse aufgrund ihrer Massenträgheit entlang ihrer Pendelbahn aus. Die Pendelmasse kann dadurch in Richtung des Drehzentrums verschoben werden. Die Fliehkraft auf die Pendelmasse wird dadurch aufgeteilt in eine Komponente tangential und eine weitere Komponente normal zur Pendelbahn. Die tangentiale Kraftkomponente stellt die Rückstellkraft bereit, welche die Pendelmasse wieder in seine „Nulllage" bringen will, während die Normalkraftkomponente auf ein die Drehzahlschwankungen einleitendes Krafteinleitungselement, insbesondere die Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors, einwirkt und dort ein Gegenmoment erzeugt, das der Drehzahlschwankung entgegenwirkt und die eingeleiteten Drehzahlschwankungen dämpft. Bei besonders starken Drehzahlschwankungen kann die Pendelmasse also maximal ausgeschwungen sein und die radial am weitesten innen liegende Stellung annehmen. Eine Pendelbahn in der Pendelmasse und/oder eine Laufbahn im als Trägerelement wirkenden zu dämpfenden Bauteil weisen hierzu geeignete Krümmungen auf. Vorzugsweise ist mehr als eine Pendelbahn in der Pendelmasse und/oder mehr als eine Laufbahn in dem Trägerelement vorgesehen. Besonders bevorzugt ist der Verlauf der vorzugsweise mindestens zwei Pendelbahnen der Pendelmasse und/oder der Verlauf der vorzugsweise mindestens zwei Laufbahnen des Trägerelements derart aufeinander abgestimmt, dass bei einer Auslenkung der Pendelmasse aus der Nulllage heraus die Pendelmasse nicht nur in radialer und tangentialer Richtung verschoben sondern zusätzlich auch verdreht wird. Hierzu kann beispielsweise die Krümmung der Pendelbahn der Pendelmasse und/oder die Krümmung der Laufbahn des Trägerelements zu einer in der Nulllage durch die Laufrolle verlaufende gedachte Radiallinie asymmetrisch, beispielsweise verdreht, verlaufen. Die Bewegung der Pendelmasse des in diesem Fall auch als„Trapezpendel" bezeichneten Fliehkraftpendels kann einer Bewegung eines bifilar aufgehängten und/oder geführten Pendels entsprechen. Durch die Eigenrotation der Pendelmasse kann ein zusätzliches polares Massenträgheitsmoment erreicht werden. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse und/oder mehr als ein Trägerelement vorgesehen. Beispielsweise sind zwei über insbesondere als Abstandsbolzen ausgestaltete Bolzen oder Niete miteinander verbundene Pendelmassen vorgesehen, zwischen denen in axialer Richtung des Drehschwingungsdämpfers das Trägerelement positioniert ist. Insbesondere ist die Pendelmasse an der Antriebswelle gelagert, so dass insbesondere die Antriebswelle ein Trägerelement des Fliehkraftpendels ausbilden kann. Hierzu kann beispielsweise in der Antriebswelle mindestens eine Laufbahn vor- gesehen sein, in der die Pendelmasse beispielsweise über eine in einer Pendelbahn der Pendelmasse vorgesehene Laufrolle relativ bewegbar geführt ist.
Insbesondere weist die Pendelmasse ein insbesondere aus Stahl hergestelltes Gehäuse und mindestens einen in das Gehäuse eingesetzten Einlagekörper auf, wobei der Einlagekörper eine Dichte p von p > 7,87 g/cm3, insbesondere p > 8,00 g/cm3, vorzugsweise
p > 12,00 g/cm3, weiter bevorzugt p > 15,00 g/cm3 und besonders bevorzugt p > 19,00 g/cm3 aufweist. Die Dichte des Einlagekörper kann in der Regel p < 23,00 g/cm3, insbesondere p < 18,00 g/cm3, vorzugsweise p < 16,00 g/cm3, weiter bevorzugt p < 13,00 g/cm3 und besonders bevorzugt p < 10,00 g/cm3 betragen. Der Einlagekörper kann beispielsweise Blei, das eine Dichte von 1 1 ,34 g/cm3 aufweist, und/oder Wolfram, das eine Dichte von 19,3 g/cm3 aufweist, aufweisen oder aus diesem Material oder einer entsprechenden Legierung bestehen. Mit Hilfe des Einlagekörpers kann die Dichte der gesamten Pendelmasse höher als die Dichte von Stahl sein. Gleichzeitig kann das Gehäuse an geeigneten Stellen, an denen die Materialeigenschaften von Stahl vorteilhaft oder im Vergleich zu dem Material des Einlagekörpers überlegen sind, Stahl als Werkstoff vorsehen. Dadurch können beispielsweise an Lagerstellen oder Verbindungsstellen durch das Gehäuse Stahl als Werkstoff vorgesehen sein, während der Einlagekörper an Stellen vorgesehen sein kann, an denen es nicht auf die Materialeigenschaften von Stahl ankommt. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass zur Erreichung einer vergleichsweise hohen trägen Masse der Pendelmasse die Materialstärke der Pendelmasse im Vergleich zu den zu erwartenden Belastungen üblicherweise deutlich überdimensioniert ist, so dass ein Teil der anderenfalls aus Stahl hergestellten Pendelmasse durch den Einlagekörper mit einer höheren Dichte ausgetauscht werden kann ohne die durch den Stahl- Werkstoff sichergestellte Funktionalität der Pendelmasse zu beeinträchtigen. Vorzugsweise erstreckt sich das Gehäuse zumindest teilweise radial außerhalb des Einlagekörpers, so dass das Gehäuse als Berstschutz für den Einlagekörper unter Fliehkrafteinfluss dienen kann.
Vorzugsweise weist das Gehäuse eine, insbesondere zu einer ersten Axialseite hin, geöffnete erste Gehäuseschale auf, wobei der Einlagekörper zumindest teilweise in die erste
Gehäuseschale eingesetzt ist. Der Einlagekörper kann dadurch durch eine Bewegung in axialer Richtung, das heißt im Wesentlichen parallel zur Drehachse des von dem Fliehkraftpendel in eingebauten Zustand zu dämpfenden Bauteils, in die erste Gehäuseschale eingesetzt, insbesondere verklemmt werden. Die Montage des Fliehkraftpendels kann dadurch einfach gehalten sein. Ferner ist es möglich das Gehäuse aus einem ausgestanzten und spanlos umge- formten Stahlblech herzustellen, wodurch die Herstellung der Pendelmasse einfach gehalten ist.
Besonders bevorzugt weist das Gehäuse eine, insbesondere zu einer der ersten Axialseite entgegen gesetzte zweiten Axialseite hin, geöffnete zweite Gehäuseschale auf, wobei die erste Gehäuseschale mit der zweiten Gehäuse verbunden ist, wobei der mindestens eine Einlagekörper zwischen der ersten Gehäuseschale und der zweiten Gehäuseschale eingeschlossen ist. Der Einlagekörper ist dadurch insbesondere verliersicher in dem Gehäuse aufgenommen, so dass der Einlagekörper auch unter Fliehkrafteinfluss und ohne lagefeste Fixierung in dem Gehäuse nicht aus dem Gehäuse in radialer und/oder axialer Richtung herausgelangen kann. Insbesondere kann der Einlagekörper in dem Gehäuse vollständig, vorzugsweise wasserdicht und/oder luftdicht, eingeschlossen sein, so dass der Einlagekörper vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Dadurch können je nach dem für den Einlagekörper verwendeten Material beispielsweise Korrosionseffekte an dem Einlagekörper vermieden werden.
Insbesondere weist die Pendelmasse mindestens eine Pendelbahn zur Aufnahme einer Pendelrolle zum Verlagern der Pendelmasse relativ zur Antriebswelle auf, wobei die Pendelbahn durch das Gehäuse ausgebildet ist. Eine kontaktbehaftete Relativbewegung in der Pendelbahn der Pendelmasse findet dadurch durch an dem Stahl-Material des Gehäuses statt, das den in der Pendelbahn zu erwartenden Belastungen leicht stand halten kann. Der Einlagekörper braucht dadurch nicht für die Abstützung der in der Pendelbahn zu erwartenden Belastungen ausgelegt sein, so dass beispielsweise für den Einlagekörper ein besonders sprödes Material und/oder ein Material mit einer geringen Festigkeit verwendet werden kann ohne die Funktionalität der Pendelmasse zu beeinträchtigen.
Vorzugsweise weist das Gehäuse mindestens eine Aufnahmeöffnung auf, wobei der mindestens eine Einlagekörper, insbesondere über eine Presspassung, in der Aufnahmeöffnung eingesetzt ist, wobei insbesondere die Aufnahmeöffnung im Wesentlichen in axialer Richtung verläuft. Die Aufnahmeöffnungen können in Abhängigkeit von den zu erwartenden Belastungen der Pendelmasse an besonders gering beanspruchten Stellen vorgesehen sein. Ferner können die Aufnahmeöffnung im Wesentlichen beliebig geformt sein und beispielsweise eine von einer Kreisform abweichende Querschnittsfläche aufweisen. Wenn der
Einlagekörper in axialer Richtung in die jeweilige zugeordnete Aufnahmeöffnung eingesteckt ist, kann das radial außerhalb des Einlagekörpers verbliebene Material des Gehäuses als Berstschutz wirken.
Besonders bevorzugt ist ein teilringförmig in Umfangsrichtung verlaufender erster
Einlagekörper und ein radial innerhalb des ersten Einlagerkörpers teilringförmig in Umfangsrichtung verlaufender zweiter Einlagekörper vorgesehen. Der Einlagekörper kann dadurch eine besonders einfache und kostengünstig herzustellende Geometrie aufweisen. Der
Einlagekörper kann dadurch leicht an weiteren Funktionsbereichen der Pendelmasse, beispielsweise Pendelbahnen und/oder Öffnungen für Abstandsbolzen, vorbeigeführt sein.
Insbesondere weist das Gehäuse eine erste Pendelscheibe und eine zur ersten Pendelscheibe beabstandete zweite Pendelscheibe auf, wobei die erste Pendelscheibe und die zweite Pendelscheibe jeweils eine erste Pendelbahn zur Aufnahme einer ersten Pendelrolle zum Verlagern der Pendelmasse relativ zur Antriebswelle und eine zweite Pendelbahn zur Aufnahme einer zweiten Pendelrolle zum Verlagern der Pendelmasse relativ zur Antriebswelle aufweisen, wobei in axialer Richtung zwischen der erste Pendelscheibe und der zweiten Pendelscheibe und in Umfangsrichtung zwischen der ersten Pendelbahn und der zweiten Pendelbahn der Einlagekörper vorgesehen ist. Die Pendelmasse kann dadurch im Wesentlichen sandwichartig mit unterschiedlichen in axialer Richtung hintereinander angeordneten Lagen ausgestaltet sein. Insbesondere ist die erste Pendelscheibe durch das erste Gehäuseteil und die zweite Pendelscheibe durch das zweite Gehäuseteil ausgebildet, wobei in diesem Fall das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil insbesondere nicht direkt, sondern indirekt, beispielsweise über Abstandsbolzen und/oder Nietverbindungen, miteinander verbunden sind. Insbesondere ist mindestens ein die erste Pendelscheibe mit der zweiten Pendelscheibe verbindendes Befestigungsmittel, beispielsweise ein Abstandsbolzen und/oder eine Nietverbindung, vorgesehen, das vorzugsweise den Einlagekörper in axialer Richtung durchdringt und dadurch gleichzeitig als Verliersicherung und/oder Berstschutz für den Einlagekörper wirken kann.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Einlagekörper mit dem Gehäuse, insbesondere durch Vernieten, fixiert. Der Einlagekörper ist dadurch insbesondere lagefest zum Gehäuse befestigt, so dass beispielsweise Klappergeräusche durch eine Relativbewegung des
Einlagekörpers relativ zum Gehäuse vermieden sind. Zudem kann dadurch eine
Verliersicherung und/oder ein Berstschutz für den Einlagekörper ausgebildet werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, für einen
Kraftfahrzeugmotor eines Kraftfahrzeugs mit einem Wellenkörper und mindestens einem an dem Wellenkörper gelagerten Fliehkraftpendel, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Durch die im Vergleich zu Stahl erhöhte Dichte der Pendelmasse des Fliehkraftpendels kann auch bei einer Anordnung der Pendelmasse auf einem geringen Radius an der Antriebswelle durch das mit Hilfe der erhöhten Dichte erhöhte Massenträgheitsmoment bei einem geringen Schwingwinkel der Pendelmasse eine gute Dämpfungswirkung von Drehschwingungen der Antriebswelle erreicht werden, so dass bei geringen Bauraumanforderungen eine gute Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ermöglicht ist.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer
Pendelmasse,
Fig. 2: eine schematische Schnittansicht der Pendelmasse aus Fig. 1 ,
Fig. 3: eine schematische perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer
Pendelmasse,
Fig. 4: eine schematische Schnittansicht der Pendelmasse aus Fig. 3,
Fig. 5: eine schematische perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer
Pendelmasse,
Fig. 6: eine schematische Schnittansicht der Pendelmasse aus Fig. 5,
Fig. 7: eine schematische perspektivische Vorderansicht einer vierten Ausführungsform einer Pendelmasse, Fig. 8: eine schematische perspektivische Rückansicht der Pendelmasse aus Fig. 7,
Fig. 9: eine schematische Detailansicht der Pendelmasse aus Fig. 7,
Fig. 10: eine schematische perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform einer Pendelmasse,
Fig. 1 1 : eine schematische Vorderansicht einer sechsten Ausführungsform einer
Pendelmasse und
Fig. 12: eine schematische perspektivische Ansicht der Pendelmasse aus Fig. 1 1 .
Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Pendelmasse 10 eines direkt an einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeug angebundenen Fliehkraftpendels weist ein Gehäuse 12 auf, das im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer in axiale Richtung geöffneten aus einem Stahlblech hergestellten ersten Gehäuseschale 14 besteht. In die erste Gehäuseschale 14 ist ein an die Innenkontur der ersten Gehäuseschale 14 angepasster Einlagekörper 16, insbesondere klemmend, eingesetzt. Der Einlagekörper 16 weist eine höhere Dichte als die von Stahl auf. Hierzu kann das Gehäuse 12 beispielsweise an den in Umfangsrichtung weisenden Stirnseiten Einprägungen 18 aufweisen, um nach dem Einsetzen des Einlagekörpers 16 in das Gehäuse 12 den Einlagekörper 16 über die nachfolgend eingebrachten Einprägungen 18 mit dem Gehäuse 12 im Wesentlichen lagefest zu verklemmen. Die erste
Gehäuseschale 14 des Gehäuses 12 bildet Pendelbahnen 20 aus, in denen jeweils eine Pendelrolle 22 geführt sein kann. Die von der ersten Gehäuseschale 14 ausgebildeten Pendelbahnen 20 durchdringen den Einlagekörper 16. Im dargestellten Ausführungsbeispiel überdeckt die erste Gehäuseschale 14 die gesamte axiale Erstreckung des Einlagekörpers 18 radial außen und radial innen.
Wie in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt kann im Vergleich zu der in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Pendelmasse 10 das Gehäuse 12 aus der ersten Gehäuseschale 14 und einer mit der ersten Gehäuseschale 14, beispielsweise durch Schweißen oder Löten, direkt verbundenen aus einem Stahlblech hergestellten zweiten Gehäuseschale 24 zusammengesetzt sein. Der Einlagekörper 16 kann dadurch zwischen der ersten Gehäuseschale 14 und der zweiten Gehäuseschale 24 im Wesentlichen luftdicht eingeschlossen sein. Die Pendel- bahnen 20 können von der ersten Gehäuseschale 14 und/oder von der zweiten Gehäuseschale 24 ausgebildet sein.
In der in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Pendelmasse 10 ist das
Gehäuse 12 als eine massive Stahlscheibe ausgestaltet, in der in axialer Richtung verlaufende, insbesondere im Wesentlichen kreisförmige, Aufnahmeöffnungen 26 ausgebildet sind. In der jeweiligen Aufnahmeöffnung 26 ist jeweils ein Einlegekörper 16 eingesetzt.
In der in Fig. 7, Fig. 8 und Fig. 8 dargestellten Ausführungsform der Pendelmasse 10 ist im Vergleich zu der in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Pendelmasse 10 der Einlagekörper 16 nicht zwischen der ersten Gehäuseschale 14 und der zweiten
Gehäuseschale 24 des Gehäuses eingeschlossen. Die erste Gehäuseschale 14 ist mit der zweiten Gehäuseschale 24 über in axialer Richtung abstehende Befestigungslaschen 28, beispielsweise durch Verklipsen, Bördeln, Verstemmen oder Vercrimpen, miteinander verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Pendelbahnen 20 nur durch die erste Gehäuseschale 14 und die Befestigungslaschen 28 nur durch die zweite Gehäuseschale 24 ausgebildet.
Bei der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform der Pendelmasse 10 sind im Vergleich zu der in Fig. 7 bis Fig. 9 dargestellten Ausführungsform der Pendelmasse 10 die Befestigungslaschen 28 durch in radialer Richtung im Wesentlichen mittig angeordnete Nietverbindungen 30 ersetzt. Die Nietverbindung 30 kann hierbei gleichzeitig den Einlagekörper 16 mit dem Gehäuse 12 im Wesentlichen lagefest fixieren.
Bei der in Fig. 1 1 und Fig. 12 dargestellten Ausführungsform der Pendelmasse 10 ist das Gehäuse 12 durch eine Pendelbahnen 20 ausbildende erste Pendelscheibe 32 und eine Pendelbahnen 20 ausbildenden zweite Pendelscheibe 34 ausgebildet, wobei die Pendelscheiben 32, 34 beispielsweise über Abstandsbolzen zueinander beabstandet miteinander verbunden sind. Die Pendelrollen 22 können beispielsweise zwischen den Pendelscheiben 32, 34 eine Durchmesservergrößerung aufweisen. Ferner ist der Einlagekörper 16 nur in einem Teilbereich der Erstreckung der Pendelmasse 10 in Umfangsrichtung zwischen den Pendelbahnen 20 vorgesehen. Die erste Pendelscheibe 32 und die zweite Pendelscheibe 34 können insbesondere im Bereich des Einlagekörpers 16 miteinander vernietet sein, so dass der
Einlagekörper 16 zusätzlich die Funktion eines Abstandsbolzen ausüben kann. Zusätzliche Abstandsbolzen können dadurch eingespart werden. Bezuqszeichenliste Pendelmasse
Gehäuse
erste Gehäuseschale
Einlagekörper
Einprägung
Pendelbahn
Pendelrolle
zweite Gehäuseschale
Aufnahmeöffnung
Befestigungslasche
Nietverbindung
erste Pendelscheibe
zweite Pendelscheibe

Claims

Patentansprüche
1 . Fliehkraftpendel zur Dämpfung und/oder Tilgung von Drehschwingungen eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit
einer zwischen einer radial inneren Stellung und einer radial äußeren Stellung fliehkraftbedingt verlagerbaren Pendelmasse (10),
wobei die Pendelmasse (10) eine Dichte p von p > 7,87 g/cm3, insbesondere
p > 8,00 g/cm3, vorzugsweise p > 12,00 g/cm3, weiter bevorzugt p > 15,00 g/cm3 und besonders bevorzugt p > 19,00 g/cm3 aufweist.
2. Fliehkraftpendel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmasse (10) ein insbesondere aus Stahl hergestelltes Gehäuse (12) und mindestens einen in das Gehäuse (12) eingesetzten Einlagekörper (16) aufweist, wobei der Einlagekörper (16) eine Dichte p von p > 7,87 g/cm3, insbesondere p > 8,00 g/cm3, vorzugsweise p > 12,00 g/cm3, weiter bevorzugt p > 15,00 g/cm3 und besonders bevorzugt
p > 19,00 g/cm3 aufweist.
3. Fliehkraftpendel nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) eine, insbesondere zu einer ersten Axialseite hin, geöffnete erste Gehäuseschale (14) aufweist, wobei der Einlagekörper (16) zumindest teilweise in die erste Gehäuseschale (14) eingesetzt ist.
4. Fliehkraftpendel nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) eine, insbesondere zu einer der ersten Axialseite entgegen gesetzte zweiten Axialseite hin, geöffnete zweite Gehäuseschale (24) aufweist, wobei die erste Gehäuseschale (14) mit der zweiten Gehäuse (24) verbunden ist, wobei der mindestens eine
Einlagekörper (16) zwischen der ersten Gehäuseschale (14) und der zweiten
Gehäuseschale (24) eingeschlossen ist.
5. Fliehkraftpendel nach einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmasse (10) mindestens eine Pendelbahn (20) zur Aufnahme einer Pendelrolle (22) zum Verlagern der Pendelmasse (10) relativ zur Antriebswelle aufweist, wobei die Pendelbahn (20) durch das Gehäuse (12) ausgebildet ist.
6. Fliehkraftpendel nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) mindestens eine Aufnahmeöffnung (26) aufweist, wobei der mindestens eine Einlagekörper (16), insbesondere über eine Presspassung, in der Aufnahmeöffnung (26) eingesetzt ist, wobei insbesondere die Aufnahmeöffnung (26) im Wesentlichen in axialer Richtung verläuft.
7. Fliehkraftpendel nach einem der Ansprüche 2 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass ein teilringförmig in Umfangsrichtung verlaufender erster Einlagekörper und ein radial innerhalb des ersten Einlagerkörpers teilringförmig in Umfangsrichtung verlaufender zweiter Einlagekörper vorgesehen ist.
8. Fliehkraftpendel nach einem der Ansprüche 2 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) eine erste Pendelscheibe (32) und eine zur ersten Pendelscheibe (32) beabstandete zweite Pendelscheibe (34) aufweist, wobei die erste Pendelscheibe (32) und die zweite Pendelscheibe (34) jeweils eine erste Pendelbahn zur Aufnahme einer ersten Pendelrolle zum Verlagern der Pendelmasse (10) relativ zur Antriebswelle und eine zweite Pendelbahn zur Aufnahme einer zweiten Pendelrolle zum Verlagern der Pendelmasse (10) relativ zur Antriebswelle aufweisen, wobei in axialer Richtung zwischen der erste Pendelscheibe (32) und der zweiten Pendelscheibe (34) und in Umfangsrichtung zwischen der ersten Pendelbahn und der zweiten Pendelbahn der Einlagekörper (16) vorgesehen ist.
9. Fliehkraftpendel nach einem der Ansprüche 2 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Einlagekörper (16) mit dem Gehäuse (12), insbesondere durch Vernieten, fixiert ist.
10. Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, für einen Kraftfahrzeugmotor eines Kraftfahrzeugs mit einem Wellenkörper und mindestens einem an dem Wellenkörper gelagerten Fliehkraftpendel nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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