WO2021228307A1

WO2021228307A1 - Fliehkraftpendel

Info

Publication number: WO2021228307A1
Application number: PCT/DE2021/100344
Authority: WO
Inventors: Jean-Philippe Brua
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2021-11-18
Also published as: EP4150230A1; CN115552146A; DE102021109421A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel (1) mit einem um eine Drehachse (d) verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger (2), an welchem beidseitig über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmassen (3) im Fliehkraftfeld des um die Drehachse (d) drehenden Pendelmassenträgers (2) mittels Pendellagern (7) zwischen Endlagen pendelfähig aufgenommen sind, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassen (3) mittels den Pendelmassenträger (2) durchgreifender Verbindungsmittel (5) zu jeweils einer Pendelmasseneinheit (6) verbunden sind und die Pendelmasseneinheiten (6) nach radial innen abgestützt sind. Um die Pendelmassen (3) beispielsweise bei Drehmomentspitzen, nicht ausreichender Fliehkraft und dergleichen mit wenigen Bauteilen nach radial innen abzustützen, ist an dem Pendelmassenträger (2) zumindest ein Kunststoffringteil (12) befestigt, an dem axiale Abstützungen (10) für die Pendelmassen (3) vorgesehen sind.

Description

Fliehkraftpendel

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger, an welchem beidseitig über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmassen im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pen delmassenträgers mittels Pendellagern zwischen Endlagen pendelfähig aufgenom men sind, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassen mittels den Pendelmassen träger durchgreifender Verbindungsmittel zu jeweils einer Pendelmasseneinheit ver bunden sind und die Pendelmasseneinheiten nach radial innen abgestützt sind. Gattungsgemäße Fliehkraftpendel werden einzeln oder in Kombination mit Dreh schwingungsdämpfern zur Drehschwingungsisolation in Antriebssträngen mit dreh schwingungsbehafteter Brennkraftmaschine eingesetzt. Flierzu sind an einem Pendel massenträger mittels Pendellagern Pendelmassen pendelfähig aufgenommen, wobei die Pendellager aus an den Pendelmassen und an dem Pendelflansch vorgesehenen Laufbahnen und einer auf diesen abwälzenden Pendelrolle gebildet sind. Diese er möglichen eine radiale Abstützung der Pendelmassen im Fliehkraftfeld. Eine radiale Festlegung der Pendellager erfolgt nicht, so dass die Pendelrollen bei einem Eintrag von Drehmomentspitzen beispielsweise bei Start-Stopp-Vorgängen der Brennkraftma schine oder nicht ausreichender Fliehkraft von den Laufbahnen abheben können und bei einem erneuten Kontakt Kontaktgeräusche entstehen.

Aus den Druckschriften DE 10 2018 108 533 A1 , DE 10 2017 123 897 A1 , DE 10 2017 114 521 A1 , DE 102017 105 902 A1 , DE10 2016 125 380A1 , DE 102015216 161A1 und DE10 2015 204 329 A1 sind unterschiedliche Ansätze zur Abstützung der Pendelmassen und Verringerung von Anschlaggeräuschen bekannt. Beispielsweise sind aus den Druckschriften DE 10 2015 216 161 A1 und DE 10 2015 204 329 A1 Ringteile für ein Fliehkraftpendel bekannt, welche in Dauerkontakt zu den Pendelmas sen stehen und diese synchronisieren sollen.

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Fliehkraftpen dels. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, ein Fliehkraftpendel vorzuschlagen, bei dem ein kontaktloser regulärer Betrieb und eine Abstützung bei abhebender Pendel rolle mit einfachen Mitteln möglich ist.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem An spruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegen stands des Anspruchs 1 wieder.

Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel enthält einen um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger. Der Pendelmassenträger kann als scheibenförmi ger Pendelflansch ausgebildet sein und direkt von einer Kurbelwelle einer Brennkraft maschine angetrieben oder in einen Drehschwingungsdämpfer bevorzugt ausgangs seitig integriert sein. Das Fliehkraftpendel kann Teil eines Schwungrads wie Ein- oder Zweimassenschwungrads, eines Drehschwingungsdämpfers, einer Kupplungsscheibe oder eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers sein. Der Pendelmassenträger kann für zusätzliche Funktionen, beispielsweise als Flanschteil zur ausgangsseitigen Beaufschlagung einer Federeinrichtung, als Ausgangsnabe oder dergleichen eines Drehschwingungsdämpfers vorgesehen sein.

An dem Pendelmassenträger sind beidseitig über den Umfang beispielsweise in Zweier-, Dreier, Vierer- oder Sechserteilung verteilt Pendelmassen verteilt angeordnet und im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers mittels Pendellagern zwischen Endlagen pendelfähig an diesem aufgenommen. Axial gegen überliegende Pendelmassen sind mittels den Pendelmassenträger durchgreifender Verbindungsmittel zu jeweils einer Pendelmasseneinheit verbunden. Die Pendelmas sen und der Pendelmassenträger enthalten zueinander komplementäre, eine Pendel bahn der Pendelmasseneinheiten vorgebende, an Ausnehmungen angearbeitete Laufbahnen, wobei eine Pendelrolle die axial gegenüberliegenden Ausnehmungen übergreift, so dass die Pendelmasseneinheiten mittels dieser an dem Pendelmassen träger entgegen der Fliehkraft abgestützt sind und abhängig von der Form der Lauf bahnen die vorgegebene Pendelbahn zwischen in Umfangsrichtung begrenzenden Endlagen ausführen können. Beispielsweise sind pro Pendelmasseneinheiten zwei in Umfangsrichtung beabstandete, den Schwerpunkt der Pendelmasseneinheit einschlie ßende Pendellager vorgesehen. Je nach Ausbildung der Laufbahnen können freie Pendelbahnen oder Pendelbahnen eines an Pendelfäden aufgehängten Fadenpen dels entsprechende Pendelbahnen mit als Parallelpendel bezeichneter paralleler oder als Trapezpendel bezeichneter trapezförmiger Anordnung der Pendelfäden vorgese hen sein.

Da die Pendelrollen technisch bedingt nicht auf den Laufbahnen festgelegt sind son dern innerhalb der Ausnehmung zur Vermeidung von Reibung Spiel aufweisen müs sen, sind die Pendelmassen beziehungsweise Pendelmasseneinheiten nach radial in nen abgestützt, um das Spiel der Pendelrollen innerhalb der Ausnehmungen bei spielsweise bei zu geringer Fliehkraft, bei in das Fliehkraftpendel eingetragenen Dreh momentspitzen und dergleichen zu verringern und dadurch bei einer Kontaktierung der Pendelrollen mit den Laufbahnen, den Endlagenbegrenzungen der Laufbahnen oder den Pendelmassen Kontaktgeräusche zu vermeiden oder zumindest zu minimie ren. Um eine derartige Abstützung im regulären, das heißt mit vollständigem Kontakt der Pendelrollen zu den Laufbahnen erfolgenden Betrieb kontaktlos und damit unge störten Pendelbetrieb mit einfachen Mitteln durchführen zu können, wird vorgeschla- gen, an dem Pendelmassenträger zumindest ein Kunststoffringteil zu befestigen, an dem axial erweiterte Abstützungen für die Pendelmassen vorgesehen sind. Der zu mindest eine Kunststoffring kann beispielsweise mittels eines Spritzgießverfahrens, 3D-Druck-Verfahrens oder dergleichen hergestellt sein. Beispielsweise zur Abstützung von Trapezpendeln mit um ihren Schwerpunkt drehen den Pendelmassen beziehungsweise Pendelmasseneinheiten kann jeweils eine Ab stützung in einem Bereich einer Endlage einer Pendelmasse angeordnet sein. Bei spielsweise kann das zumindest eine Kunststoffringteil an einer Seite des Pendelmas senträgers mit axial auf einer Seite axial erweiterten Abstütznocken und auf der ande- ren Seite Befestigungsnocken zur Befestigung des Kunststoffringteils an dem Pendel massenträger vorgesehen sein. Je nach Anforderung kann ein einziges Kunststoff ringteil ausreichend sein, welches nur eine Seite der Pendelmassen abstützt, wodurch infolge der Verbindung mit der axial gegenüberliegenden Pendelmasse jeweils die ge samte Pendelmasseneinheit abgestützt ist. Bei besonderen Anforderungen kann an beiden Seiten jeweils ein Kunststoffringteil vorgesehen sein, so dass die Pendelmas sen beider Seiten des Pendelmassenträgers nach radial innen abgestützt und eine vollständige Abstützgeometrie vorgesehen werden kann. Die Befestigungsnocken können dabei in getrennte Öffnungen des Pendelmassenträgers eingreifen. Alternativ können die Befestigungsnocken der Kunststoffringteile jeweils komplementär inner- halb einer Öffnung ineinandergreifen und einen gemeinsamen Abstützring bilden. Bei der Verwendung von zwei Kunststoffringteilen kann neben der vollständig redundan ten Abstützung aller Pendelmassen jeweils nur eine Pendelmasse einer Pendelmas seneinheit abgestützt sein, indem die Abstütznocken der beiden Kunststoffringteile beispielsweise über den Umfang abwechseln. lm Falle einer zentralen, um die Drehachse des Pendelmassenträgers vorgesehenen Öffnung kann ein einziges Kunststoffringteil an einem Innenumfang der zentralen Öff nung des Pendelmassenträgers aufgenommen sein kann, wobei axial zumindest auf einer Seite, beispielsweise vollständig auf jeder Seite umlaufend oder über den Um- fang auf beiden Seiten abwechselnd erweiterte Abstütznocken zur Bildung der Abstüt zungen und radial außen Befestigungsnocken zur Befestigung des Kunststoffringteils an dem Pendelmassenträger vorgesehen sind.

Im einfachsten Fall können die aus Kunststoff gebildeten Abstütznocken direkt als An schläge für die Pendelmassen dienen. Es hat sich jedoch als vorteilhaft gezeigt, wenn an den Abstütznocken Ringe aus elastischem Material, beispielsweise Gummiringe verliersicher aufgenommen sind.

Zur verliersicheren Aufnahme der Ringe an den Abstütznocken und/oder der Auf nahme des Kunststoffringteils an dem Pendelmassenträger können die Nocken - Ab stütznocken und/oder die Befestigungsnocken - bezüglich ihres Durchmessers elas- tisch ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass diese zusammengedrückt werden können und sich unter Spannung nach der Montage der Ringe beziehungsweise des Kunst stoffringteils wieder ausdehnen. Beispielsweise können die Nocken geschlitzt ausge bildet sein. Dabei kann ein Durchmesser der geschlitzten Abstütznocken größer als ein Durchmesser der Ringe sein, so dass die Ringe beim Zusammendrücken der Ab- stütznocken aufgefädelt und danach unter Vorspannung der sich erweiternden Ab stütznocken an diesen verliersicher gehalten sind.

Die Nocken können an ihrem freien Ende gegenüber ihrem übrigen Durchmesser Er weiterungen aufweisen. Hierbei können die Ringe nach dem Zusammendrücken über die Erweiterungen geschoben werden, wobei die Erweiterungen wie beispielsweise Teller nach dem Entlasten einen Hinterschnitt bilden, so dass die Ringe formschlüssig an den Abstütznocken aufgenommen sind.

Das Kunststoffringteil kann mittels der Befestigungsnocken mit dem Pendelmassen träger verrastet sein. Beispielsweise können die Befestigungsnocken an ihrem freien Ende Erweiterungen in Form eines elastischen Tellers aufweisen, welcher nach dem Zusammendrücken der Befestigungsnocken eine Öffnung des Pendelmassenträgers durchgreift und in seiner Endstellung die Öffnung übergreift. Alternativ können die Be festigungen gegebenenfalls unter elastischer Verformung eines endseitig angebrach ten Tellers in die Öffnung eingepresst sein.

Die Erfindung wird anhand des in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbei spiels näher erläutert. Diese zeigen:

Figur 1 ein Fliehkraftpendel mit einem Abstützungen enthaltenden Kunststoff ringteil in Ansicht,

Figur 2 einen Schnitt durch das Fliehkraftpendel der Figur 1 entlang der Schnitt linie A-A und

Figur 3 einen Schnitt durch das Fliehkraftpendel der Figur 1 entlang der Schnitt linie B-B.

Die Figur 1 zeigt das Fliehkraftpendel 1 mit dem um die Drehachse d verdrehbar an geordneten, ringscheibenförmigen Pendelmassenträger 2 in Ansicht. An dem Pendel massenträger 2 sind beidseitig die Pendelmassen 3 angeordnet, wobei eine vordere der Pendelmassen 3 der Übersicht halber abgenommen ist. Die axial gegenüberlie genden Pendelmassen 3 sind jeweils mittels der die Ausnehmungen 4 des Pendel massenträgers 2 durchgreifenden Verbindungsmittel 5 miteinander zu Pendelmassen einheiten 6 verbunden, beispielsweise vernietet. Die Pendelmasseneinheiten 6 sind mittels jeweils zweier um den Schwerpunkt S der Pendelmasseneinheiten 6 in Umfangsrichtung beabstandet angeordneter Pendellager 7 pendelfähig aufgehängt, so dass sie entlang einer vorgegebenen Pendelbahn im Fliehkraftfeld des um die Drehachse d drehenden Pendelmassenträgers 2 zwischen zwei Endlagen pendeln können. Bei vorhandenen Drehschwingungen ändern sich die Schwingwinkel und damit der Radius der Pendelmasseneinheiten 6 zu der Drehachse d, so dass diese potenzielle Energie aufnehmen und abgeben und damit die Dreh schwingungen fliehkraftabhängig und damit drehzahladaptiv tilgen.

Die Pendellager 7 enthalten in den Pendelmassen 3 und in dem Pendelmassenträger 2 Ausnehmungen 8 mit Laufbahnen, wobei jeweils eine Pendelrolle 9 die Ausnehmun gen 8 durchgreift und auf den Laufbahnen abwälzt. Hierdurch sind die Pendelmassen einheiten 6 bei ausreichender Fliehkraft mittels der Pendelrollen 9 nach radial außen am Pendelmassenträger 2 abgestützt.

Um ein unerwünschtes Abheben der Pendelrollen 9 und damit der Pendelmassenein heiten 6 mit einer Geräuschbildung beim erneuten Kontaktieren der Pendelrollen 9 mit dem Pendelmassenträger 2 und den Pendelmassen 3 insbesondere bei in den Pen delmassenträger 2 eingetragenen Drehmomentspitzen beispielsweise während Start- Stoppvorgängen einer Brennkraftmaschine oder dergleichen zu verhindern, sind an den Endlagen der Pendelmasseneinheiten 6 die an dem Pendelmassenträger 2 ange ordneten Abstützungen 10 vorgesehen. Für die Anzahl der Pendelmasseneinheiten hier vier und die beiden Endlagen pro Pendelmasseneinheit 6 sind daher acht Ab stützungen 10 vorgesehen.

Zur Vereinfachung der Montage und Minimierung der Anzahl der verwendeten Bau teile sind die Abstützungen 10 einteilig als axial erweiterte Abstütznocken 11 an dem Kunststoffringteil 12 vorgesehen, welches mittels axial den Abstütznocken 11 gegen- überliegenden hier drei Befestigungsnocken 13 an dem Pendelmassenträger 2 be festigt ist. Die Abstütznocken 11 enthalten jeweils einen beispielsweise aus Gummi, Kautschuk, elastischen Kunststoffen oder ähnlichem Material hergestellten Ring 14, der verliersicher auf den Abstütznocken 11 in einem minimalen Abstand zu den Pen delmassen 3 in der entsprechenden Endlage und auf der entsprechenden Seite des Pendelmassenträgers 2 aufgezogen ist. Der minimale Abstand ist dabei derart einge stellt, dass bei einem regulären Schwingungsverhalten der Pendelmasseneinheiten 6 mit nicht von den Laufbahnen abhebenden Pendelrollen 9 ein Kontakt mit den Pendel massen 3 vermieden und die Pendelmasseneinheiten 6 bei abhebenden Pendelrollen 9 mittels eines Kontakts der Pendelmassen 3 an den Ringen 14 elastisch und ge räuscharm abgestützt werden.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist lediglich auf einer Seite des Pendelmassen trägers 2 ein einziges Kunststoffringteil 12 aufgenommen. Zusätzlich kann ein weite res, beispielsweise als Gleichteil mit dem Kunststoffringteil 12 ausgebildetes Kunst stoffringteil auf der anderen Seite des Pendelmassenträgers 2 angebracht sein, um beispielsweise ein vollständig symmetrisches Anschlägen der Pendelmasseneinheiten 6 zu gewährleisten.

Die Figur 2 zeigt in schematischer, nicht maßstabsgetreuer Schnittdarstellung das um die Drehachse d angeordnete Fliehkraftpendel 1 der Figur 1 entlang der Schnittline A- A. Auf dem Pendelmassenträger 2 ist das Kunststoffringteil 12 befestigt, welches die axial erweiterten Abstütznocken 11 enthält. Die Abstütznocken 11 sind bezüglich ihres Durchmessers elastisch ausgebildet, indem diese wie hier gezeigt - geschlitzt aus geführt sind, so dass sie sich zusammendrücken lassen und den Ring 14 elastisch vorgespannt aufnehmen können. Der elastische Ring 14 ist mittels des Anschlags 15 und den einen Hinterschnitt für diesen bildenden Teller 16 verliersicher und axial auf die Position der abzustützenden Pendelmasse 3 (Figur 1 ) eingestellt auf der jeweili gen Abstütznocke 11 aufgezogen.

Die Figur 3 zeigt in schematischer, nicht maßstabsgetreuer Schnittdarstellung das Fliehkraftpendel 1 der Figur 1 entlang der Schnittlinie B-B. Auf dem Pendelmassenträ- ger 2 ist das Kunststoffringteil 12 mittels der hier drei Befestigungsnocken 13, von denen in der Schnittdarstellung nur ein einziger einsehbar ist, verrastet aufgenommen. Flierzu werden die bezüglich ihres Durchmessers elastisch beispielsweise hier ge schlitzt ausgebildeten Befestigungsnocken 13 in die Öffnungen 17 des Pendelmas senträgers 2 eingepresst und bilden mittels des endseitig angeordneten Tellers 18 mit diesen einen Hinterschnitt zur axialen Sicherung des Kunststoffringteils 12 an dem Pendelmassenträger 2.

Bezuqszeichenliste

1 Fliehkraftpendel

2 Pendelmassenträger

3 Pendelmasse

4 Ausnehmung

5 Verbindungsmittel

6 Pendelmasseneinheit

7 Pendellager

8 Ausnehmung

9 Pendelrolle

10 Abstützung

11 Abstütznocke

12 Kunststoffringteil

13 Befestigungsnocke

14 Ring

15 Anschlag

16 Teller

17 Öffnung

18 Teller

A-A Schnittlinie

B-B Schnittlinie d Drehachse

S Schwerpunkt

Claims

Patentansprüche

1. Fliehkraftpendel (1) mit einem um eine Drehachse (d) verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger (2), an welchem beidseitig über den Umfang verteilt ange ordnete Pendelmassen (3) im Fliehkraftfeld des um die Drehachse (d) drehen den Pendelmassenträgers (2) mittels Pendellagern (7) zwischen Endlagen pen delfähig aufgenommen sind, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassen (3) mittels den Pendelmassenträger (2) durchgreifender Verbindungsmittel (5) zu jeweils einer Pendelmasseneinheit (6) verbunden sind und die Pendelmassen einheiten (6) nach radial innen abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Pendelmassenträger (2) zumindest ein Kunststoffringteil (12) befestigt ist, an dem axial erweitere Abstützungen (10) für die Pendelmassen (3) vorge sehen sind.

2. Fliehkraftpendel (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Abstützung (10) in einem Bereich einer Endlage einer Pendelmasse (3) angeordnet ist.

3. Fliehkraftpendel (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Kunststoffringteil (12) an einer Seite des Pendelmassenträ gers (2) mit auf einer Seite axial erweiterten Abstütznocken (11) und auf der ge genüberliegenden Seite Befestigungsnocken (13) zur Befestigung des zumin dest einen Kunststoffringteils (12) an dem Pendelmassenträger (2) vorgesehen ist.

4. Fliehkraftpendel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Kunststoffringteil an einem Innenumfang des Pendelmassenträ gers aufgenommen ist und axial zumindest auf einer Seite erweiterte Abstütz nocken zur Bildung der Abstützungen und radial außen Befestigungsnocken zur Befestigung des Kunststoffringteils an dem Pendelmassenträger aufweist.

5. Fliehkraftpendel (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Abstütznocken (11) Ringe (14) aus elastischem Material verliersicher auf genommen sind.

6. Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeich net, dass die Abstütznocken (11) und/oder Befestigungsnocken (13) bezüglich ihres Durchmessers elastisch ausgebildet sind.

7. Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass die Abstütznocken (11 ) und/oder die Befestigungsnocken (13) ge schlitzt ausgebildet sind.

8. Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeich net, dass die Abstütznocknocken (11) und/oder die Befestigungsnocken (13) an ihrem freien Ende gegenüber ihrem übrigen Durchmesser Erweiterungen auf- weisen.

9. Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeich net, dass das zumindest eine Kunststoffringteil (12) mittels der Befestigungs nocken (13) mit dem Pendelmassenträger (2) verrastet ist.

10. Fliehkraftpendel (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befes- tigungsnocken (13) an ihrem freien Ende einen eine Öffnung (17) des Pendel massenträger (2) übergreifenden elastischen Teller (18) aufweisen.