WO2021254557A1 - Kurbelwellenanordnung mit an kurbelwelle angebrachtem fliehkraftpendel - Google Patents

Kurbelwellenanordnung mit an kurbelwelle angebrachtem fliehkraftpendel Download PDF

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WO2021254557A1
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crankshaft
pendulum
centrifugal pendulum
mass
section
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PCT/DE2021/100438
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Mathias Girnus
Pascal Strasser
Roman Weisenborn
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • 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
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • F16C3/10—Crankshafts assembled of several parts, e.g. by welding by crimping
    • 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
    • F16F15/28—Counterweights, i.e. additional weights counterbalancing inertia forces induced by the reciprocating movement of masses in the system, e.g. of pistons attached to an engine crankshaft; Attaching or mounting same
    • F16F15/283—Counterweights, i.e. additional weights counterbalancing inertia forces induced by the reciprocating movement of masses in the system, e.g. of pistons attached to an engine crankshaft; Attaching or mounting same for engine crankshafts

Definitions

  • the invention relates to a crankshaft assembly for a motor vehicle drive train.
  • the crankshaft assembly has a crankshaft segment and a centrifugal pendulum attached to it.
  • the centrifugal pendulum has a crankshaft segment fixed carrier and at least one pendulum mass movable relative to the carrier along a réelle certain career.
  • crankshaft arrangement is to be provided in which a centrifugal pendulum-type pendulum can be designed to be space-efficient and weight-efficient and attached to the crankshaft without any negative effects on functionality, strength, manufacturability and / or costs.
  • the crankshaft arrangement has a crankshaft segment, that is to say an in particular an axial section of a crankshaft, and a, in particular direct, segment the centrifugal pendulum attached to the crankshaft segment.
  • the centrifugal pendulum is used to absorb the natural frequency oscillation of the crankshaft. Torsional vibrations / rotations of the crankshaft can therefore be eliminated by the centrifugal pendulum.
  • the centrifugal pendulum is preferably tuned to higher oscillation orders, for example to oscillation orders greater than a first order, preferably greater than a second order.
  • the centrifugal pendulum can be tuned to a third order, a fourth order, a four and a half order, a sixth order or the like.
  • the centrifugal pendulum has a support fixed to the crankshaft segment and at least one pendulum mass which is movable relative to the support along a predetermined track.
  • the raceway preferably has components in the circumferential direction and in the radial direction.
  • crankshaft segment can have an eccentric mass area (relative to the axis of rotation of the crankshaft / the crankshaft segment) through which an imbalance occurs / is forced during operation / rotation of the crankshaft arrangement.
  • the mass area is formed, for example, by a connecting rod bearing area of the crankshaft segment.
  • the crankshaft arrangement has a burst protection (catcher basket), in particular fixed to the crankshaft segment, which surrounds the centrifugal pendulum radially on the outside in such a way that when the centrifugal pendulum rotates, detaching components of the centrifugal pendulum are caught and / or braked by the burst protection.
  • the centrifugal pendulum is potted by the burst protection so that it is encompassed / enclosed radially on the outside. This has the advantage that components that are loosened by the rotation cannot be thrown outwards in an uncontrolled manner.
  • the burst protection accordingly forms a barrier for components flying outwards due to the centrifugal force, whereby damage to other components of the motor vehicle drive train can be prevented.
  • the burst protection can cut a Radialab, which extends radially outward on a first (facing away from the crankshaft segment) axial side of the centrifugal pendulum, and an outer axial section that extends radially outside of the centrifugal pendulum from the radial section, in particular from a radially outer one End of the radial section extends in the axial direction to a second (facing the crankshaft segment) axial side of the centrifugal pendulum.
  • the burst protection extends on a radial outside of the centrifugal pendulum in the direction of the crankshaft segment.
  • the outer axial section extends at least so far that the pendulum mass (s) are completely covered in the axial direction.
  • the radial section is extended radially outward so far that it extends radially outward beyond the centrifugal pendulum (the pendulum mass).
  • the outer axial section and the radial section are connected, for example, via a crank / curvature.
  • the outer axial section can extend over a circumferential section of less than 360 °, preferably between 90 ° and 270 °.
  • the outer axial section has a circular arc-shaped cross section.
  • the outer axial section extends only over that circumferential section in which the pendulum mass (s) is / are arranged. This has the advantage that the burst protection is only formed where it has to fulfill its function, so that material and thus weight can be saved. In particular, the installation space required for the crankshaft segment is not restricted by the burst protection.
  • the crankshaft arrangement can have a friction device, in particular non-rotatably connected to the carrier, which rests against the at least one pendulum mass in such a way that when the pendulum mass moves in relation to the carrier, the friction device applies the friction torque to the pendulum mass to counteract the relative movement.
  • a friction device in particular non-rotatably connected to the carrier, which rests against the at least one pendulum mass in such a way that when the pendulum mass moves in relation to the carrier, the friction device applies the friction torque to the pendulum mass to counteract the relative movement.
  • the friction device can have a friction element resting against the pendulum mass, a receiving disc connected in a rotationally fixed manner to the carrier and a spring element supported / braced axially between the friction element and the receiving disc.
  • a normal force / axial force is applied to the friction element, which presses the Reibele element axially against the pendulum mass.
  • the friction device can additionally have a cover disk arranged axially between the spring element and the friction element.
  • a contact area between the spring element and the friction element i.e. with respect to the friction element, can be enlarged so that a permissible surface pressure of the friction element is not exceeded.
  • the friction element can be connected to the receiving disk in a rotationally fixed manner, in particular in a form-fitting manner.
  • a friction point is set in an advantageous manner between the friction element and the pendulum mass, at which the friction torque generated counteracts the relative movement between tween the pendulum mass and the carrier.
  • the friction device in particular the receiving disk
  • a component in particular the receiving disk
  • the recording meinflux can be extended due to its structure particularly suitable without affecting other functions of the receiving disk or the centrifugal pendulum.
  • the receiving disk can preferably be designed as a potted sheet metal component. A sheet metal component can be brought into a desired pot-like shape in a particularly simple manner.
  • the receiving disc has the radial section and the outer axial section as well as an inner Axialab section which extends from a radially inner end of the radial section in the axial direction, in particular in the direction of the second axial side of the centrifugal pendulum.
  • the radial section and the two axial sections form a U-shape in longitudinal section, within which the pendulum mass (s) of the centrifugal pendulum is / are arranged (so that the pendulum mass (s) are encompassed).
  • the top-quality cranking of the mounting washer improves the stability of the mounting washer.
  • the receiving disk can be formed without cutting, for example as a formed component, preferably as a deep-drawn component.
  • the geometry in particular the U-shape and / or the S-shape, can be easily produced.
  • the friction element can be received on its radial outer side in a rotationally fixed manner in the receiving disk, in particular the axial section of the burst protection / receiving disk.
  • the friction element can be arranged radially further outwards, so that the friction surface is advantageously enlarged.
  • the friction element can have radially outwardly protruding projections which engage in corresponding recesses in the receiving disk to prevent rotation.
  • the rotation lock is implemented through recesses in the receiving disk and penetrations in the friction element. In this way, the friction element can be attached to the receiving disk in a form-fitting and rotationally fixed manner in a manner that is easy to manufacture.
  • the receiving disk can alternatively (or additionally) have radially inwardly protruding deformation areas, for example in the manner of an arc spring stop in a dual-mass flywheel, which lock into corresponding pockets of the friction element.
  • the friction element can be attached to the receiving disk in a form-fitting and rotationally fixed manner in a manner that is easy to manufacture.
  • the friction element can bear axially on the Ra dial section of the receiving disk. Tilting of the friction element is advantageously prevented by the two-sided planar support of the friction element.
  • the friction device can be designed to be axially symmetrical.
  • an axis of symmetry of the friction device can correspond to an axis of symmetry of the mass area which, for example, orthogonally intersects the axis of rotation.
  • Such a configuration has a particularly advantageous effect on concentricity / unbalance compensation of the crankshaft segment.
  • the friction device can be designed to run around in the circumferential direction.
  • the friction element can have the shape of a circular ring in cross section, i.e. it can be designed as a friction ring. Due to a rotationally symmetrical design of the friction element, it can be manufactured particularly inexpensively and easily installed.
  • the receiving disk can, for example, be designed as a potted sheet metal component.
  • the receiving disk is produced without cutting, for example as a formed component, in particular a deep-drawn component.
  • the receiving disk can preferably have two radial sections connected to one another via an axial section, so that a substantially S-shape results in a longitudinal section.
  • a first (inner) radial section can serve as a fastening section for attachment to the crankshaft segment.
  • a second (outer) radial section can serve as a support section for axially supporting the spring element and / or the friction element.
  • the Aufnah mearchitecture can be folded over at its radially outer end, that is, have an axial jump in front of which the friction element rests in the circumferential direction.
  • the spring element can be designed as a plate spring or a wave spring.
  • the spring element can be attached to the receiving disk in a rotationally fixed manner.
  • the spring element can be rotatably attached to the receiving disc by a
  • the centrifugal pendulum can be dimensioned in terms of its mass and its position on the crankshaft segment selected so that the centrifugal pendulum has an imbalance-compensating effect on the crankshaft segment during operation, i.e. when the crankshaft segment rotates.
  • the centrifugal pendulum as such forms an unbalance compensation mass for the crankshaft / crankshaft segment.
  • the centrifugal pendulum replaces an imbalance mass (to be provided otherwise, i.e. if there is no centrifugal pendulum).
  • the centrifugal pendulum replaces an unbalanced mass
  • the individual mass / individual weight of the crankshaft segment is reduced by the unbalanced mass replaced / omitted due to material removal, which in turn corresponds to the individual mass / individual weight of the added centrifugal pendulum.
  • the weight of the crankshaft remains the same with and without a centrifugal pendulum.
  • an unbalanced mass of the crankshaft has an additional centrifugal pendulum function.
  • the crankshaft segment can have an end face recess for receiving at least part of the centrifugal pendulum.
  • the recess can in particular be dimensioned / have such a dimension that the recess has an unbalance-compensating effect when the crankshaft segment rotates. This means that in particular so much material / mass has been removed for the recess that the additional Components, namely the centrifugal pendulum, is balanced again.
  • the recess can subsequently be machined or provided in the raw part on the crankshaft segment. As a result, manufacturing costs can be saved.
  • the volume of the recess can be at least partially balanced by the volume of the centrifugal pendulum.
  • the recess is arranged in such a way that the volume can be used to arrange the components such as the centrifugal pendulum.
  • the recess can be arranged in the axial direction essentially at the same height as the mass area of the crankshaft segment.
  • the recess can also be arranged essentially opposite the mass area in the circumferential direction.
  • the centrifugal pendulum can have several pendulum masses.
  • the pendulum masses can be arranged asymmetrically in the circumferential direction.
  • the unbalance properties of the crankshaft arrangement can be favorably influenced by the uneven distribution over the circumference. In addition, this ensures that the area in which the pendulum masses move does not violate the stress-critical area of the crankshaft segment.
  • the pendulum masses according to a preferred embodiment in particular a resulting center of gravity of the pendulum mass (s), can be arranged essentially opposite the mass area of the crankshaft segment in the circumferential direction.
  • a centering area for centered accommodation of the centrifugal be designed power pendulum.
  • the centering area can be subsequently machined or provided on the crankshaft segment in the raw part. As a result, manufacturing costs can be saved.
  • a screw-on surface to which the centrifugal pendulum is attached can be formed on an axial end face of the crankshaft segment. Due to the axial fastening, a required oscillation angle of the centrifugal pendulum can be realized in a particularly simple manner.
  • the screw-on surface can subsequently be machined or provided in the raw part on the crankshaft segment. As a result, manufacturing costs can be saved.
  • threaded bores can be provided in the crank shaft segment, so that the centrifugal pendulum (the carrier) can simply be screwed in.
  • the screw-on surface is arranged radially outside a connection area of the crankshaft segment, the connection area being designed to connect a second, adjacent crankshaft segment to the crankshaft segment. This ensures that the crankshaft segment is not impermissibly weakened in its stress-critical area by the attachment of the centrifugal pendulum.
  • the screw surface can be arranged essentially opposite the mass area of the crankshaft segment in the circumferential direction.
  • the friction device and the centrifugal pendulum are attached to the crankshaft segment, for example on the screw surface, via a common fastening device. This has the advantage that, for example, the number of threaded bores can be reduced so that the crankshaft segment is weakened as little as possible.
  • the friction device can extend over a circumferential section of less than 360 °. This means that the friction device is not completely circumferential in the circumferential direction. direction is defined in particular with respect to an axis of rotation of the crankshaft segment. This has the advantage that the friction device can only be made rich in the area in which it is needed. In addition, a non-circumferential friction device has an advantageous effect on compensating for an imbalance caused by the crankshaft segment.
  • the circumferential section can preferably be between 90 ° and 270 °, in particular between 180 ° and 270 °.
  • the at least one pendulum mass extends over a predetermined circumferential section.
  • the circumferential section over which the friction device extends can correspond in particular to the predetermined circumferential section.
  • a normal force / axial force and a friction element system are provided by the friction device only in the area of the pendulum mass (s).
  • this has the advantage that the friction device does not require any additional contact surface in an area in which the pendulum mass (s) are not formed.
  • the friction device can be segmented, in particular in a substantially circular (ring) sector-shaped manner. Such a shape has proven to be particularly advantageous for the application in a crankshaft segment.
  • the receiving disk can preferably be formed over a circumferential section of less than 360 °, for example between 90 ° and 270 °, in particular between 180 ° and 270 °.
  • the friction element can preferably be formed over a circumferential section of less than 360 °, for example between 90 ° and 270 °, in particular between 180 ° and 270 °.
  • the spring element can preferably be formed over a circumferential section of less than 360 °, for example between 90 ° and 270 °, in particular between 180 ° and 270 °.
  • the cover disk can preferably be formed over a circumferential section of less than 360 °, for example between 90 ° and 270 °, in particular between 180 ° and 270 °.
  • the friction device can be the mass region of the crankshaft segment generating the imbalance, in particular arranged eccentrically to the axis of rotation, in the circumferential direction. be arranged opposite one another. This has the advantage that eliminating the mass of the friction device in the mass area can help to compensate for the imbalance.
  • the friction device can be viewed as part of the centrifugal pendulum.
  • the centrifugal pendulum and / or the friction device are dimensioned with respect to the mass and the position on the crankshaft segment is selected so that the centrifugal pendulum and / or the friction device during operation, ie when the crankshaft segment rotates, compensates for unbalance acts on the crankshaft segment.
  • the centrifugal force pendulum and / or the friction device as such form an imbalance compensation mass for the crankshaft / crankshaft segment.
  • the carrier of the centrifugal pendulum can be extended on a side opposite the pendulum mass in the circumferential direction in such a way that the friction device rests against the carrier.
  • the missing abutment is compensated for by the special geometry of the support of the centrifugal pendulum.
  • part of the carrier for receiving the pendulum mass (s) is seen and the remaining part is designed so that it provides a contact surface for the Reibein direction.
  • the friction element of the friction device can rest against the carrier (or be supported on it). This means that the friction element rests against the pendulum mass (s) in a first circumferential area and rests against the carrier in another, in particular essentially opposite, second circumferential area. One-sided loading of the friction element is thus avoided.
  • the friction device can preferably rest on the same axial side on the at least one pendulum mass and on the carrier. This has the advantage that the normal force applied by the spring element can be supported evenly and / or over a (large) area.
  • the carrier can have a bearing section extending in the radial direction for receiving the at least one pendulum mass and a bearing section extending in the radial direction for supporting the friction device.
  • the bearing section and the ganib section are arranged parallel to one another and spaced apart in the axial direction.
  • an axial distance between the bearing section and the contact section can essentially correspond to the thickness of the at least one pendulum mass.
  • the bearing section and the contact section can be connected by a connecting section of the carrier, so that the carrier has an essentially S-shape in longitudinal section.
  • the contact section is formed by potting the carrier in the direction of the friction device. In this way, the required shape of the carrier can be produced with little effort.
  • the carrier is designed as a formed sheet metal part.
  • the carrier can be produced without cutting.
  • the wearer ger by punching and reshaping, for example by deep drawing. In this way, the carrier can be manufactured inexpensively and in large numbers.
  • the contact section can preferably have the shape of a Kreisringbo gene in cross section. This has the advantage that the contact section provides a suitable contact surface for a simple form of the friction element.
  • the invention relates to a crankshaft arrangement in which a centrifugal pendulum subassembly is arranged on an unbalance compensation cheek of a crank shaft segment.
  • a centrifugal pendulum subassembly is arranged on an unbalance compensation cheek of a crank shaft segment.
  • On the crankshaft segment there is a receptacle for the FKP UZSB, which is machined or designed in the raw part in such a way that a centering seat, a screw-on surface and an area in which the pendulum mass (s) can swing is provided
  • a centrifugal pendulum carrier (flange) is arranged which is screwed into threaded bores in the crankshaft segment in the non-stress-critical area.
  • the friction device has a potted receiving disc.
  • a plate spring is supported on the one hand on the receiving disk and on the other hand a normal force acts on a friction element, which in turn rests on the pendulum mass. If necessary, a cover plate can also be provided between the plate spring and the friction element so that the permissible surface pressure of the friction element is not exceeded.
  • the friction element is rotatably leads out with the receiving disk, so that the friction point between the friction element and the pendulum mass is Festge.
  • the pendulum masses are arranged asymmetrically on the circumference, so that they serve to compensate for the unbalance of the crankshaft.
  • a burst protection can also be integrated into the receiving disk (supporting disk / receiving plate), for which purpose the receiving plate is extended radially outward and is potted over the centrifugal pendulum.
  • a rotation lock between the mounting plate and the Reibele element (friction ring) can be implemented by means of recesses in the mounting plate and passages in the friction element or alternatively by means of reshaped areas in the mounting plate, which engage in corresponding pockets in the friction element.
  • the friction device can not be designed circumferentially, but only as a ring segment, whereby a normal force and friction ring system is provided in the required area of the pendulum mass and there is no exposed area of the friction device to be supported. Eliminating the mass of the friction device in the area that is not required can also compensate for an imbalance caused by the mass of the crankshaft segment that is removed for the centrifugal pendulum.
  • Both a receiving disk, a spring element, a friction element and a cover disk can be segmented / not designed circumferentially, but only be present in the area of the pendulum masses.
  • the carrier of the centrifugal pendulum can be designed in such a way that it forms an abutment for the friction device.
  • the carrier is designed so that a contact surface is provided for the friction device. More preferably, this contact surface can be formed by an annular region which is potted in the direction of the friction device.
  • Figs. 1 and 2 show a longitudinal sectional view and a plan view of a crankshaft arrangement in a first embodiment
  • Figs. 3 and 4 a longitudinal sectional view and a plan view of a crankshaft arrangement in a second embodiment
  • Figs. 5 and 6 show a longitudinal sectional view and a plan view of a crankshaft arrangement in a third embodiment
  • Figs. 7 to 9 show a longitudinal section and perspective views of a
  • Figs. 1 to 9 show different embodiments of a crankshaft arrangement 1 for a motor vehicle drive train.
  • the crankshaft assembly 1 has a cure belwellensegment 2.
  • the crankshaft segment 2 is a particular axial part piece of a crankshaft.
  • the crankshaft arrangement 1 has a centrifugal pendulum 3 fastened to the crankshaft segment.
  • the centrifugal pendulum 3 serves to absorb a natural frequency oscillation of the crankshaft or a flake exciter order of the motor vehicle drive train.
  • the centrifugal pendulum 3 has a carrier 4 fixed to the crankshaft segment.
  • the Trä ger 4 is therefore attached to the crankshaft segment 2 in a rotationally fixed manner.
  • the centrifugal pendulum 3 has at least one pendulum mass 5.
  • the pendulum mass 5 is attached to the carrier 4 so as to be movable relative to the carrier 4 along a predetermined track. Due to the relative movement between the pendulum mass 5 and the Trä ger 4, the damper effect of the centrifugal pendulum 3 is achieved.
  • the centrifugal pendulum 3 has a plurality of pendulum masses 5, which are arranged asymmetrically in order circumferential direction / over the circumference. The circumferential direction is defined in relation to an axis of rotation of the crankshaft segment 2.
  • the centrifugal pendulum 3 is dimensioned with regard to its mass and is arranged with regard to its position on the crankshaft segment 2 so that the centrifugal pendulum 3 acts on the crankshaft segment 2 during operation, ie when the crankshaft segment 2 rotates.
  • the crankshaft segment 2 has a mass region 6 which generates an imbalance during operation.
  • the mass area 6 is arranged eccentrically to the axis of rotation.
  • the mass and the position of the centrifugal pendulum 3 is therefore matched to the mass and the position of the mass area 6 from.
  • the centrifugal pendulum 3 (in particular its pendulum masses 5) are arranged opposite to the mass area 6 in the circumferential direction.
  • the centrifugal pendulum 3 is arranged in the axial direction (in relation to the axis of rotation) at the same height as the mass area 6.
  • the pendulum masses 5 are spaced the same distance radially from the axis of rotation as the mass area 6. In other words, it is used the centrifugal pendulum 3 as an unbalance compensation element for the mass area 6.
  • centrifugal pendulum 3 replaces an unbalanced mass for the crankshaft segment 2 (partially or completely).
  • the crankshaft arrangement 1 has a friction device 7 connected to the carrier 4.
  • the friction device 7 is non-rotatably attached to the carrier 4 and / or to the cure belwellensegment 2.
  • the friction device 7 rests against the at least one pendulum mass 5 in such a way that the friction device 7 applies a friction torque to the pendulum mass 5 that counteracts the relative movement when the pendulum mass 5 moves relative to the carrier 4.
  • the friction device 7 has a friction element 8 resting on the pendulum mass 5.
  • the friction device 7 has a receiving disk 9 which is connected to the carrier 4 in a rotationally fixed manner.
  • the friction element 8 is connected to the receiving disk 9 in a rotationally fixed manner.
  • the friction device 7 has an axi al between the friction element 8 and the receiving disk 9 supporting, in particular tensioned, spring element 10.
  • the spring element 10 is designed, for example, as a plate spring or a corrugated spring. A normal force / axial force is applied to the friction element 8 by the spring element 10, which presses the friction element 8 axially against the pendulum mass 5, so that a friction torque which counteracts the relative movement arises during a relative movement between the friction element 8 and the at least one pendulum mass 5 .
  • the crankshaft segment 2 has an unbalance compensation beam 11.
  • the Un balancing cheek 11 lies opposite the mass area 6 in the circumferential direction.
  • the crankshaft segment 2 has an end-face recess 12 (in the Unwuchtaus equal cheek 11) for receiving at least part of the centrifugal pendulum 3, in particular the pendulum masses 5.
  • the recess 12 is dimensioned such that it has an imbalance-compensating effect when the crankshaft segment 2 rotates.
  • the mass removed for the recess 12 corresponds to a mass added by the centrifugal pendulum 3.
  • the crankshaft segment 2 has a connection region 13 which is designed to fasten an (axially adjacent) second crankshaft segment to it.
  • the connection area 13 is arranged centrally on the crankshaft segment 2.
  • the Recess 12 is arranged radially outside of connection area 13.
  • the crankshaft segment 13 has on its radial outer circumference a Zentrierbe rich 14 for centered reception of the centrifugal pendulum 3.
  • the crankshaft segment 13 has on an axial end face a screwing area / a screwing surface 15 to which the centrifugal pendulum 3 / the carrier 4 is attached.
  • the screw-on surface 15 is arranged radially outside of the connection area 13.
  • the centrifugal pendulum 3 is attached axially to the screw-on surface 15 via a fastening device 16, in particular in the form of several screws.
  • a fastening device 16 in particular in the form of several screws.
  • threaded bores into which the fastening device 16 is screwed are provided in the screw-on surface 15.
  • the receiving disk 9 of the friction device 7 is formed as a potted sheet metal component.
  • the receiving disk 9 has an (inner) first radial section 17 which serves as a fastening section.
  • the radial section 17 is fixedly attached to the carrier 4 and the crankshaft segment 2 via the fastening device.
  • an axial section 18 extends away from the crankshaft segment 2 / the screw-on surface 15 in the axial direction.
  • the axial section 18 extends radially inside the pendulum masses 5.
  • an (outer) second radial section 19 extends outward in the radial direction.
  • the receiving disk 9 has at least some sections of an S-shape.
  • the spring element 10 and / or the friction element 8 are supported axially on the receiving disk 9 in the region of the second radial section 19.
  • an axial projection 20 extends in the axial direction towards the pendulum masses 5.
  • the spring element 10 and / or the friction element 8 are supported in the circumferential direction on the axial projection 20.
  • the centrifugal pendulum 3 has in the illustrated embodiment several pendulum mass packages. Each pendulum mass package has two pendulum masses 5, which are held axially parallel and spaced apart by one or more spacer elements 21. The two pendulum masses 5 are connected to one another via a rivet 22, for example.
  • Figs. 1 and 2 show a first embodiment of the crankshaft arrangement 1. In FIG. 1, a plan view without showing the friction device 7 is shown.
  • the Trä ger 4 has a central through hole 23 through which the carrier 4 is centered on the centering area 14.
  • the friction element 8 is designed as a friction ring rotating in the circumferential direction.
  • the friction element 8 has form-locking elements 24 on its radially inner side, which engage corresponding recesses 25 in the receiving disk 9 in order to secure against rotation in a form-locking manner.
  • the friction element 8 is thus fastened radially on the inside.
  • the receiving disk 9 is designed to run around in the circumferential direction.
  • the second radial section 19 and / or the axial projection 20 are / is rotationally symmetrical.
  • Figs. 3 and 4 show a second embodiment of the crankshaft arrangement 1. Only differences from the first embodiment are explained below.
  • the friction device 7 has an additional cover disk 26 which is arranged in the axial direction between the spring element 10 and the friction element 8.
  • the crankshaft assembly 1 has a burst protection 27.
  • the burst protection 27 surrounds the centrifugal pendulum 3 radially on the outside. As a result, 3 loosening components are caught by the burst protection 27 during rotation of the Fliehkraftpen dels.
  • the burst protection 27 is formed by the receiving disk 9.
  • the second radial section 19 is extended radially outward so that it protrudes radially outward beyond the pendulum masses 5.
  • an outer axial section 28 extends in the axial direction towards the crankshaft segment 2.
  • the outer axial section 28 extends axially beyond the pendulum masses 5.
  • the pendulum masses 5 are accordingly potted by the receiving disk 9.
  • On the receiving disk 9 has to form the burst protection 27 on a U-shape, which engages around the pendulum masses 5 potted axially.
  • the friction element 8 is fastened radially on the outside on the receiving disk 9 to prevent rotation. For example, the Rei belement 8 and the receiving disk 9 engage with one another.
  • the friction element 8 is supported in a radially inner region on the cover disk 26 and in a radially outer region on the receiving disk 9.
  • the carrier 4 extends approximately in the shape of a crescent in the area of the pendulum masses 5.
  • Figs. 5 and 6 show a third embodiment of the crankshaft arrangement 1. Only differences from the first or second embodiment are explained below.
  • the friction device 7, in particular the receiving disk 9, the friction element 8, the spring element 10 and / or the cover disk 26, extends over a circumferential section of less than 360 °. This means that the friction device 7 is not completely circumferential in the circumferential direction.
  • the circumferential section is between 90 ° and 270 °, in particular between 180 ° and 270 °.
  • the circumferential section corresponds essentially to a predetermined circumferential section over which the pendulum masses 5 extend.
  • the Reibeinrich device 7 is segmented, in the embodiment shown, circular (ring) sector-shaped.
  • the friction device 7 can be viewed as part of the centrifugal pendulum 3, so that the design, dimensioning and positioning of the friction device 7 also has an imbalance-compensating effect on the crankshaft segment 2 during operation.
  • Figs. 7 to 9 show a fourth embodiment of the crankshaft arrangement 1. Only differences from the first, second or third embodiment are explained below.
  • the carrier 4 of the centrifugal pendulum 3 is extended on a side opposite the pendulum masses 5 in the circumferential direction in such a way that the friction device 7 rests against the carrier 4.
  • the carrier 4 thus extends in the radial direction and circumferential direction as far as the mass area 6.
  • the carrier 4 has a connecting section in the form of an axial pot 29, which connects a first radial section 30 adjacent to the pendulum masses 5 in the circumferential direction with a second radial section 31 adjacent to the mass area 6 in the circumferential direction.
  • the second radial section 31 is potted in the direction of the friction device 7.
  • the first radial section 30 is arranged axially parallel to the second radial section 31.
  • the first radial section 30 serves as a bearing section for receiving the pendulum masses 5.
  • the second Ra dial section 31 serves as a contact section on which the friction device 7 rests.
  • the friction element 8 rests on the same axial side in a circumferential section on the second radial section 31 and in another circumferential section on the pendulum masses 5.
  • the carrier 4 has a through hole 32.
  • the Through hole 32 is formed eccentrically. In an area adjacent to the pendulum masses 5 in the circumferential direction, a radial inner side / inner surface of the carrier 4 rests on the centering area 14.
  • the through hole 32 extends radially further outward in an area adjacent to the mass area 6 in the circumferential direction, so that the carrier 4 rests on the crankshaft segment 2 only over a circumferential section which is smaller than 360 °.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenanordnung (1) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem Kurbelwellensegment (2) und einem daran befestigten Fliehkraftpendel (3), das einen kurbelwellensegmentfesten Träger (4) und zumindest eine relativ zu dem Träger (4) entlang einer vorbestimmten Laufbahn bewegliche Pendelmasse (5) besitzt, wobei die Kurbelwellenanordnung (1) einen Berstschutz (27) besitzt, der das Fliehkraftpendel (3) radial außen so umgreift, dass sich bei Rotation des Fliehkraftpendels (3) lösende Bauteile des Fliehkraftpendels (3) durch den Berstschutz (27) aufgefangen werden.

Description

Kurbelwellenanordnunq mit an Kurbelwelle angebrachtem Fliehkraftpendel
Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellenanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebs strang. Die Kurbelwellenanordnung weist ein Kurbelwellensegment und ein daran be festigtes Fliehkraftpendel auf. Das Fliehkraftpendel besitzt einen kurbelwellenseg mentfesten Träger und zumindest eine relativ zu dem Träger entlang einer vorbe stimmten Laufbahn bewegliche Pendelmasse.
Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, ein Fliehkraftpendel an einer Kur belwelle zur Tilgung von Eigenfrequenzschwingungen der Kurbelwelle anzubringen. Zum Beispiel offenbaren die DE 102016 121 397 A1 und die DE 102017 120426 A1 jeweils eine Pendelanordnung, die an einer Außenumfangsfläche der Kurbelwelle ra dial angebracht ist.
Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass das Vorsehen eines Fliehkraftpendels zusätzlichen Bauraum benötigt und das Gesamtgewicht der Kurbel welle erhöht sowie dass eine Anbindung des Fliehkraftpendels an der Kurbelwelle ei ne Schwächung der Kurbelwelle mit sich bringen kann.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere soll eine Kurbelwellenanord nung bereitgestellt werden, bei der ein Fliehkraftpendel bauraumeffizient und ge wichtseffizient ausgebildet und an der Kurbelwelle angebracht werden kann, ohne dass sich negative Auswirkungen auf die Funktionalität, die Festigkeit, die Herstellbar- keit und/oder die Kosten ergeben.
Diese Aufgabe wird durch eine Kurbelwellenanordnung mit den Merkmalen des Pa tentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen be ansprucht.
Demnach weist die Kurbelwellenanordnung weist ein Kurbelwellensegment, d.h. einen insbesondere axialen Abschnitt einer Kurbelwelle, und ein, insbesondere direkt, an dem Kurbelwellensegment befestigtes Fliehkraftpendel auf. Das Fliehkraftpendel dient zur Tilgung der Eigenfrequenzschwingung der Kurbelwelle. Durch das Fliehkraftpen del können also Torsionsschwingungen/Verdrehungen der Kurbelwelle in sich getilgt werden. Vorzugsweise ist das Fliehkraftpendel auf höhere Schwingungsordnungen, beispielsweise auf Schwingungsordnungen größer als eine erste Ordnung, vorzugs weise größer als eine zweite Ordnung, abgestimmt. Etwa kann das Fliehkraftpendel auf eine dritte Ordnung, eine vierte Ordnung, eine viereinhalbte Ordnung, eine sechs te Ordnung oder dergleichen angestimmt sein.
Das Fliehkraftpendel besitzt einen kurbelwellensegmentfesten Träger und zumindest eine relativ zu dem Träger entlang einer vorbestimmten Laufbahn bewegliche Pen delmasse. Zur Erfüllung der Resonanzbedingung zur Kompensation von Drehschwin gungen weist die Laufbahn vorzugsweise Anteile in Umfangsrichtung und in Radial richtung auf.
Insbesondere kann das Kurbelwellensegment einen exzentrisch (zu der Rotations achse der Kurbelwelle/des Kurbelwellensegments) angeordneten Massebereich auf weisen, durch den im Betrieb/bei Rotation der Kurbelwellenanordnung eine Unwucht entsteht/erzwungen ist. Das Massebereich ist beispielsweise durch einen Pleuellager bereich des Kurbelwellensegments ausgebildet.
Die Kurbelwellenanordnung besitzt einen insbesondere kurbelwellensegmentfesten Berstschutz (Fangkorb), der das Fliehkraftpendel radial außen so umgreift, dass sich bei Rotation des Fliehkraftpendels lösende Bauteile des Fliehkraftpendels durch den Berstschutz aufgefangen und/oder gebremst werden. Mit anderen Worten ist das Fliehkraftpendel durch den Berstschutz eingetopft, so dass es radial außen umgrif fen/umschlossen ist. Dies hat den Vorteil, dass sich durch die Rotation lösende Bau teile nicht unkontrolliert nach außen geschleudert werden können. Der Berstschutz bildet demnach eine Barriere für durch die Fliehkraft nach außen fliegende Bauteile, wodurch Beschädigungen an anderen Bauteilen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs verhindert werden können. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Berstschutz einen Radialab schnitt, der sich auf einer ersten (kurbelwellensegmentabgewandten) Axialseite des Fliehkraftpendels radial nach außen erstreckt, und einen äußeren Axialabschnitt be sitzen, der sich radial außerhalb des Fliehkraftpendels von dem Radialabschnitt aus, insbesondere von einem radial außenliegenden Ende des Radialabschnitts aus, in Axialrichtung zu einer zweiten (kurbelwellensegmentzugewandten) Axialseite des Fliehkraftpendels erstreckt. Mit anderen Worten verlängert sich der Berstschutz auf einer radialen Außenseite des Fliehkraftpendels in Richtung zu dem Kurbelwellen segment hin. Insbesondere erstreckt sich der äußere Axialabschnitt zumindest so weit, dass die Pendelmasse(n) in Axialrichtung vollständig bedeckt sind. Insbesondere ist der Radialabschnitt radial so weit nach außen verlängert, dass er sich radial bis über das Fliehkraftpendel (die Pendelmasse) hinaus nach außen erstreckt. Der äuße re Axialabschnitt und der Radialabschnitt sind beispielsweise über eine Kröp fung/Krümmung verbunden.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann sich der äußere Axialabschnitt über einen Umfangsabschnitt von weniger als 360°, vorzugsweise zwischen 90° und 270°, erstrecken. Mit anderen Worten hat der äußere Axialabschnitt einen kreisbogenförmi gen Querschnitt. Insbesondere erstreckt sich der äußere Axialabschnitt nur über den jenigen Umfangsabschnitt, in dem die Pendelmasse(n) angeordnet ist/sind. Dies hat den Vorteil, dass der Berstschutz nur dort ausgebildet ist, wo er seine Funktion erfül len muss, so dass Material und somit Gewicht gespart werden kann. Insbesondere wird ein für das Kurbelwellensegment erforderlicher Bauraum durch den Berstschutz nicht beschränkt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Kurbelwellenanordnung eine, insbesondere drehfest, mit dem Träger verbundene Reibeinrichtung aufweisen, die so an der zumindest einen Pendelmasse anliegt, dass die Reibeinrichtung bei Relativbe wegung der Pendelmasse zu dem Träger ein der Relativbewegung entgegenwirken des Reibmoment auf die Pendelmasse aufbringt. Dies hat den Vorteil, dass durch die zusätzliche Reibung, die auf die Relativbewegung/Schwingbewegung des Fliehkraft pendels, insbesondere der Pendelmassen, wirkt, eine Isolation der Eigenfrequenz schwingung der Kurbelwelle verbessert und ein erforderlicher Schwingwinkel verrin- gert werden kann. Somit können die Funktionsparameter, wie Masse, Schwingwinkel und Reibung im erforderlichen Maß bereitgestellt werden.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann die Reibeinrichtung ein an der Pen delmasse anliegendes Reibelement, eine drehfest mit dem Träger verbundene Auf nahmescheibe sowie ein sich axial zwischen dem Reibelement und der Aufnahme scheibe abstützendes/verspanntes Federelement besitzen. Durch das Federelement wird eine Normalkraft/Axialkraft auf das Reibelement aufgebracht, die das Reibele ment axial gegen die Pendelmasse drückt.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann die Reibeinrichtung zusätzlich eine axial zwischen dem Federelement und dem Reibelement angeordnete Deckscheibe aufweisen. Durch das Vorsehen der Deckscheibe kann eine Kontaktfläche zwischen dem Federelement und dem Reibelement, d.h. zu dem Reibelement, vergrößert wer den, so dass eine zulässige Flächenpressung des Reibelements nicht überschritten wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Reibelement drehfest, insbesonde re formschlüssig drehgesichert, mit der Aufnahmescheibe verbunden sein. Dadurch wird in vorteilhafter weise zwischen dem Reibelement und der Pendelmasse eine Reibstelle festgelegt, an der das erzeugte Reibmoment der Relativbewegung zwi schen der Pendelmasse und dem Träger entgegenwirkt.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann die Reibeinrichtung, insbesondere die Aufnahmescheibe, den Berstschutz ausbilden. Das heißt, dass ein Bauteil, insbeson dere die Aufnahmescheibe, so verlängert ist, dass sie das Fliehkraftpendel radial au ßen umgreift und als Berstschutz dienen kann. Dies hat den Vorteil, dass kein zusätz liches Bauteil zur Bildung des Berstschutzes vorgesehen werden muss. Die Aufnah mescheibe lässt sich aufgrund ihres Aufbau besonders geeignet verlängern, ohne Auswirkungen auf andere Funktionen der Aufnahmescheibe oder des Fliehkraftpen dels zu haben. Vorzugsweise kann die Aufnahmescheibe als ein getopftes Blechbauteil ausgebildet sein. Ein Blechbauteil lässt sich besonders einfach in eine gewünschte topfartige Form bringen. Unter getopft wird insbesondere verstanden, dass die Aufnahmeschei be den Radialabschnitt und den äußeren Axialabschnitt sowie einen inneren Axialab schnitt besitzt, der sich von einem radial innenliegenden Ende des Radialabschnitts aus in Axialrichtung erstreckt, insbesondere in Richtung zu der zweiten Axialseite des Fliehkraftpendels. Somit bilden der Radialabschnitt und die beiden Axialabschnitte ei ne U-Form im Längsschnitt, innerhalb der die Pendelmasse(n) des Fliehkraftpendels angeordnet ist/sind (so dass die Pendelmasse(n) umgriffen werden). Durch die topar tige Kröpfung der Aufnahmescheibe wird die Stabilität der Aufnahmescheibe verbes sert.
Insbesondere kann die Aufnahmescheibe spanlos, etwa als ein Umformbauteil, vor zugsweise als ein Tiefziehbauteil, ausgebildet sein. So lässt sich die Geometrie, ins besondere die U-Form und/oder die S-Form, einfach hersteilen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Reibelement an seiner radialen Außenseite drehfest in der Aufnahmescheibe, insbesondere dem Axialabschnitt des Berstschutz/der Aufnahmescheibe, aufgenommen sein. Dadurch kann das Reibele ment radial weiter außen angeordnet werden, so dass sich vorteilhafterweise die Reibfläche vergrößert.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann das Reibelement radial nach außen abstehende Vorsprünge besitzen, die zur Verdrehsicherung in korrespondierende Aussparungen der Aufnahmescheibe eingreifen. Mit anderen Worten ist die Verdreh sicherung durch Aussparungen in der Aufnahmescheibe und Durchgreifungen in dem Reibelement umgesetzt. So lässt sich das Reibelement auf einfach herzustellende Weise formschlüssig drehfest an der Aufnahmescheibe anbringen.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann die Aufnahmescheibe alternativ (oder zusätzlich) radial nach innen hervorstehende Umformbereiche, etwa nach Art eines Bogenfederanschlags in einem Zweimassenschwungrad, besitzen, die zur Verdrehsi- cherung in korrespondierende Taschen des Reibelements eingreifen. So lässt sich das Reibelement auf einfach herzustellende Weise formschlüssig drehfest an der Auf nahmescheibe anbringen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Reibelement axial an dem Ra dialabschnitt der Aufnahmescheibe anliegen. Durch das beidseitige flächige Abstützen des Reibelements wird vorteilhafterweise ein Verkippen des Reibelements verhindert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Reibeinrichtung achssymmet- risch ausgebildet sein. Insbesondere kann eine Symmetrieachse der Reibeinrichtung einer Symmetrieachse des Massebereichs, die beispielsweise die Rotationsachse or thogonal schneidet, entsprechen. Eine solche Ausgestaltung wirkt sich besonders vor teilhaft auf einen Rundlauf/eine Unwuchtkompensation des Kurbelwellensegments aus.
In einer Ausführungsform kann die Reibeinrichtung in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Reibelement im Querschnitt die Form eines Kreisrings besitzen, d.h. als ein Reibring ausgebildet sein. Durch eine rotationssym metrische Ausbildung des Reibelements kann dieses besonders kostengünstig herge stellt und einfach montiert werden.
Die Aufnahmescheibe kann beispielswiese als ein getopftes Blechbauteil ausgebildet sein. Etwa ist die Aufnahmescheibe spanlos hergestellt, beispielsweise als Umform bauteil, insbesondere Tiefziehbauteil. Vorzugsweise kann die Aufnahmescheibe zwei über einen Axialabschnitt miteinander verbundene Radialabschnitte besitzen, so dass sich eine im Wesentlichen S-Form im Längsschnitt ergibt. Ein erster (innerer) Radial abschnitt kann als Befestigungsabschnitt zur Anbringung an dem Kurbelwellenseg ment dienen. Ein zweiter (äußerer) Radialabschnitt kann als Abstützabschnitt zur axia len Abstützung des Federelements und/oder des Reibelements dienen. Die Aufnah mescheibe kann an ihrem radial äußeren Ende umgelegt sein, d.h. einen axialen Vor sprung besitzen, an dem das Reibelement in Umfangsrichtung anliegt. Das Federelement kann als eine Tellerfeder oder eine Wellfeder ausgebildet sein. Insbesondere kann das Federelement drehfest an der Aufnahmescheibe angebracht sein. Beispielweise kann das Federelement durch eine Nietverbindung an der Auf nahmescheibe drehfest angebracht sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Fliehkraftpendel bezüglich sei ner Masse so dimensioniert und seine Position an dem Kurbelwellensegment so ge wählt sein, dass das Fliehkraftpendel im Betrieb, d.h. bei Rotation des Kurbelwellen segments, unwuchtkompensierend auf das Kurbelwellensegment wirkt. Das heißt, dass das Fliehkraftpendel als solches eine Unwuchtausgleichsmasse für die Kurbel welle/das Kurbelwellensegment bildet. Somit ersetzt das Fliehkraftpendel eine (an sonsten vorzusehende, d.h. wenn kein Fliehkraftpendel vorhanden ist) Unwuchtmas se. Es kann also gesagt werden, dass eine bei Rotation des Kurbelwellensegments entstehende Unwucht durch die Wahl der Masse des Fliehkraftpendels und eines Be festigungsorts des Fliehkraftpendels an dem Kurbelwellensegment überwiegend oder vollständig ausgeglichen ist. Dies hat den Vorteil, dass das Fliehkraftpendel somit nicht nur die eigentliche Tilgungsfunktion erfüllt, sondern zusätzlich als Unwuchtaus gleich fungiert. Durch diese Doppelfunktion des Fliehkraftpendels erhöht sich dem nach die Gesamtmasse/das Gesamtgewicht der Kurbelwellenanordnung (bzw. der Kurbelwelle) durch das Vorsehen des Fliehkraftpendels nicht. Da das Fliehkraftpendel eine Unwuchtmasse ersetzt, reduziert sich die Einzelmasse/das Einzelgewicht des Kurbelwellensegments um die ersetzte/durch Materialabtrag entfallene Unwuchtmas se, die wiederum der Einzelmasse/dem Einzelgewicht des hinzugefügten Fliehkraft pendels entspricht. Einfach gesagt bleibt das Gewicht der Kurbelwelle mit und ohne Fliehkraftpendel gleich. Anders gesprochen weist eine Unwuchtmasse der Kurbelwelle eine zusätzliche Fliehkraftpendelfunktion auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Kurbelwellensegment eine stirnseitige Ausnehmung zur Aufnahme wenigstens eines Teils des Fliehkraftpendels besitzen. Die Ausnehmung kann insbesondere so bemessen sein/eine solche Dimen sion besitzen, dass die Ausnehmung bei Rotation des Kurbelwellensegments un wuchtkompensierend wirkt. Das heißt, dass für die Ausnehmung insbesondere so viel Material/Masse weggenommen ist, dass diese durch das Vorsehen der zusätzlichen Komponenten, nämlich des Fliehkraftpendels, wieder ausgeglichen ist. Der Ausneh mung kann nachträglich spanend oder bereits im Rohteil an dem Kurbelwellenseg ment vorgesehen werden. Dadurch können Herstellungskosten gespart werden.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann das Volumen der Ausnehmung we nigstens teilweise durch das Volumen des Fliehkraftpendels ausgeglichen sein. Mit anderen Worten ist die Ausnehmung derart angeordnet, dass das Volumen zur An ordnung der Komponenten wie das Fliehkraftpendel nutzbar ist.
Insbesondere kann die Ausnehmung in Axialrichtung im Wesentlichen auf der glei chen Höhe wie der Massebereich des Kurbelwellensegments angeordnet sein. Auch kann die Ausnehmung in Umfangsrichtung im Wesentlichen gegenüberliegend zu dem Massebereich angeordnet sein. Ferner kann es zweckmäßig sein, die Ausneh mung im Wesentlichen radial gleich weit von der Rotationsachse beabstandet anzu ordnen wie der Massebereich, etwa ein Schwerpunkt des Massebereichs, von der Ro tationsachse (in die andere Richtung) entfernt ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Fliehkraftpendel mehrere Pen delmassen besitzen. Insbesondere können die Pendelmassen gemäß der vorteilhaf ten Ausführungsform in Umfangsrichtung asymmetrisch angeordnet sein. Durch die über den Umfang ungleichmäßige Verteilung können die Unwuchteigenschaften der Kurbelwellenanordnung günstig beeinflusst werden. Außerdem kann so erreicht wer den, dass der Bereich, in dem sich die Pendelmassen bewegen, nicht den span nungskritischen Bereich des Kurbelwellensegments verletzt.
Alternativ oder zusätzlich können die Pendelmassen gemäß einer bevorzugten Aus führungsform, insbesondere ein resultierender Schwerpunkt der Pendelmasse(n), dem Massebereich des Kurbelwellensegments in Umfangsrichtung im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann auf einem radialen Außenumfang des Kurbelwellensegments ein Zentrierbereich zur zentrierten Aufnahme des Flieh- kraftpendels ausgebildet sein. Der Zentrierbereich kann nachträglich spanend oder bereits im Rohteil an dem Kurbelwellensegment vorgesehen werden. Dadurch können Herstellungskosten gespart werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann an einer axialen Stirnfläche des Kurbelwellensegments eine Anschraubfläche ausgebildet sein, an der das Fliehkraft pendel befestigt ist. Durch die axiale Befestigung lässt sich ein erforderlicher Schwingwinkel des Fliehkraftpendels besonders einfach realisieren. Die Anschraub fläche kann nachträglich spanend oder bereits im Rohteil an dem Kurbelwellenseg ment vorgesehen werden. Dadurch können Herstellungskosten gespart werden. Vor zugsweise können im Bereich der Anschraubfläche Gewindebohrungen in dem Kur belwellensegment vorgesehen sein, so dass das Fliehkraftpendel (der Träger) einfach eingeschraubt werden kann.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Anschraubfläche radial außerhalb eines Anbin dungsbereichs des Kurbelwellensegments angeordnet ist, wobei der Anbindungsbe reich ausgebildet ist, um ein zweites benachbartes Kurbelwellensegment mit dem Kurbelwellensegment zu verbinden. Dadurch wird gewährleistet, dass das Kurbelwel lensegment nicht in seinem spannungskritischen Bereich durch die Befestigung des Fliehkraftpendels unzulässig geschwächt ist. Beispielsweise kann die Anschraubflä che dem Massebereich des Kurbelwellensegments in Umfangsrichtung im Wesentli chen gegenüberliegend angeordnet sein.
Weiter bevorzugt ist es, wenn die Reibeinrichtung und das Fliehkraftpendel über eine gemeinsame Befestigungsvorrichtung an dem Kurbelwellensegment, etwa an der An schraubfläche, angebracht sind. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise die Anzahl an Gewindebohrungen reduziert werden kann, so dass das Kurbelwellensegment so wenig wie möglich geschwächt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Reibeinrichtung sich über einen Umfangsabschnitt von weniger als 360° erstrecken. Das heißt, dass die Reibeinrich tung in Umfangsrichtung nicht vollständig umlaufend ausgebildet ist Eine Umfangs- richtung ist insbesondere in Bezug auf eine Rotationsachse des Kurbelwellenseg ments definiert. Dies hat den Vorteil, dass die Reibeinrichtung nur in demjenigen Be reich ausgebildet werden kann, in dem diese benötigt wird. Zudem wirkt sich eine nicht umlaufend ausgestaltete Reibeinrichtung vorteilhaft auf eine Kompensation einer durch das Kurbelwellensegment bedingten Unwucht aus. Vorzugsweise kann der Um fangsabschnitt zwischen 90° und 270°, insbesondere zwischen 180° und 270°, betra gen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die zumindest eine Pen delmasse über einen vorbestimmten Umfangsabschnitt. Dabei kann der Umfangsab schnitt, über den sich die Reibeinrichtung erstreckt, insbesondere dem vorbestimmten Umfangsabschnitt entsprechen. Somit wird nur im Bereich der Pendelmasse(n) eine Normalkraft/Axialkraft und eine Reibelementanlage durch die Reibeinrichtung bereit gestellt. Zudem hat dies den Vorteil, dass die Reibeinrichtung keine zusätzliche Anla gefläche in einem Bereich benötigt, in dem die Pendelmasse(n) nicht ausgebildet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Reibeinrichtung segmentiert, insbe sondere im Wesentlichen kreis(ring)sektorförmig, ausgebildet sein. Eine solche Form hat sich für den Anwendungsfall bei einem Kurbelwellensegment als besonders vor teilhaft erwiesen. Vorzugsweise kann die Aufnahmescheibe über einen Umfangsab schnitt von weniger als 360°, beispielsweise zwischen 90° und 270°, insbesondere zwischen 180° und 270°, ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Reibe lement vorzugsweise über einen Umfangsabschnitt von weniger als 360°, beispiels weise zwischen 90° und 270°, insbesondere zwischen 180° und 270°, ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Federelement vorzugsweise über einen Um fangsabschnitt von weniger als 360°, beispielsweise zwischen 90° und 270°, insbe sondere zwischen 180° und 270°, ausgebildet sein. Vorzugsweise kann die Deck scheibe über einen Umfangsabschnitt von weniger als 360°, beispielsweise zwischen 90° und 270°, insbesondere zwischen 180° und 270°, ausgebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Reibeinrichtung dem die Un wucht erzeugenden, insbesondere exzentrisch zu der Rotationsachse angeordneten, Massebereich des Kurbelwellensegments in Umfangsrichtung im Wesentlichen ge- genüberliegend angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass ein Entfall der Masse der Reibeinrichtung in dem Massebereich dazu beitragen kann, die Unwucht zu kompen sieren.
Dabei kann die Reibeinrichtung als Teil des Fliehkraftpendels betrachtet werden. Das heißt, dass gemäß einer bevorzugten Ausführungsform das Fliehkraftpendel und/oder die Reibeinrichtung bezüglich der Masse so dimensioniert und die Position an dem Kurbelwellensegment so gewählt sind, dass das Fliehkraftpendel und/der die Reibein richtung im Betrieb, d.h. bei Rotation des Kurbelwellensegments, unwuchtkompensie rend auf das Kurbelwellensegment wirkt. Mit anderen Worten bilden/bildet das Flieh kraftpendel und/oder die Reibeinrichtung als solches eine Unwuchtausgleichsmasse für die Kurbelwelle/das Kurbelwellensegment.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Träger des Fliehkraftpendels auf einer der Pendelmasse in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seite so verlän gert sein, dass die Reibeinrichtung an dem Träger anliegt. Das heißt also, dass der Träger ein Widerlager für die Reibeinrichtung auf der der Pendelmasse in Umfangs richtung gegenüberliegenden Seite bildet. Dies hat den Vorteil, dass auch bei einer über den Umfang asymmetrischen Anordnung der Pendelmasse(n) in dem Winkelbe reich, innerhalb dessen die Reibeinrichtung kein Widerlager durch die Pendelmas- se(n) hat, eine einseitige Belastung und Schiefstellung der Reibeinrichtung vermieden oder ihr entgegengewirkt werden kann. Mit anderen Worten wird durch die spezielle Geometriegestaltung des Trägers des Fliehkraftpendels das fehlende Widerlager kompensiert. Somit wird ein Teil des Trägers zur Aufnahme der Pendelmasse(n) vor gesehen und ein übriger Teil so gestaltet, dass er eine Anlagefläche für die Reibein richtung bereitstellt.
Insbesondere kann das Reibelement der Reibeinrichtung an dem Träger anliegen (o- der sich an diesem abstützen). Das heißt, dass das Reibelement in einem ersten Um fangsbereich an der Pendelmasse/den Pendelmassen anliegt und in einem anderen, insbesondere im Wesentlichen gegenüberliegenden, zweiten Umfangsbereich an dem Träger anliegt. Somit wird eine einseitige Belastung des Reibelements vermieden. Vorzugsweise kann die Reibeinrichtung auf der gleichen Axialseite an der zumindest einen Pendelmasse und an dem Träger anliegen. Dies hat den Vorteil, dass die von dem Federelement aufgebrachte Normalkraft gleichmäßig und/oder (groß-)flächig ab gestützt werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Träger einen sich in Radialrichtung erstreckenden Lagerabschnitt zum Aufnehmen der zumindest einen Pendelmasse und einen sich in Radialrichtung erstreckenden Anlageabschnitt zum Abstützen der Reibeinrichtung besitzen. Vorzugsweise sind der Lagerabschnitt und der Anlageab schnitt in Axialrichtung parallel zueinander beabstandet angeordnet. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine ebene Anlagefläche für die Reibeinrichtung bereitgestellt wer den und gleichzeitig die Lagerung der Pendelmasse an dem Träger gewährleistet bleiben.
Gemäß der vorteilhaften Weiterbildung kann ein Axialabstand zwischen dem Lager abschnitt und dem Anlageabschnitt im Wesentlichen der Dicke der zumindest einen Pendelmasse entsprechen. Dies hat den Vorteil, dass ein ebenes Reibelement axial bündig an der Pendelmasse sowie an dem Anlageabschnitt anliegen oder sich daran abstützen kann.
Gemäß der Ausführungsform können der Lagerabschnitt und der Anlageabschnitt durch einen Verbindungsabschnitt des Trägers verbunden sein, so dass der Träger im Längsschnitt im Wesentlichen eine S-Form besitzt. Dadurch können eine ausreichen de Steifigkeit und Festigkeit des Trägers gewährleistet bleiben.
Zudem hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Anlageabschnitt durch eine Top- fung des Trägers in Richtung zu der Reibeinrichtung ausgebildet ist. So kann die er forderliche Form des Trägers mit geringem Aufwand hergestellt werden.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Träger als ein Blechumformteil ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Träger spanlos hergestellt sein. Insbesondere kann der Trä- ger durch Stanzen und Umformen, etwa durch Tiefziehen, hergestellt sein. So lässt sich der Träger kostengünstig und in großer Stückzahl hersteilen.
Vorzugsweise kann der Anlageabschnitt im Querschnitt die Form eines Kreisringbo gens besitzt. Dies hat den Vorteil, dass der Anlageabschnitt eine geeignete Anlageflä che für eine einfache Form des Reibelements bereitstellt.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine Kurbelwellenanordnung, bei der ein Fliehkraftpendel-Unterzusammenbau an einer Unwuchtausgleichswange eines Kur belwellensegments angeordnet wird. An dem Kurbelwellensegment ist eine Aufnahme für den FKP UZSB vorgesehen, die zerspant oder schon im Rohteil so gestaltet ist, das ein Zentriersitz, eine Anschraubfläche und ein Bereich, in dem die Pendelmas- se(n) schwingen können, bereitgestellt ist., An der Anschraubfläche ist ein Fliehkraft- pendelträger(flansch) angeordnet ist, der in Gewindebohrungen in dem Kurbelwellen segment im nicht-spannungskritischen Bereich verschraubt wird. Durch eine Reibein richtung wird eine zusätzliche Reibung, welche auf die Fliehkraftpendel- Schwingbewegung wirkt, vorgesehen, die die Isolation der Kurbelwellen- Eigenfrequenzschwingung verbessert und den erforderlichen Schwingwinkel verrin gert. Die Reibeinrichtung hat eine getopfte Aufnahmescheibe. Eine Tellerfeder stützt sich einerseits an der Aufnahmescheibe ab und wirkt andererseits eine Normalkraft auf ein Reibelement auf, welches wiederum an der Pendelmasse anliegt. Gegebenen falls kann zudem eine Deckscheibe zwischen Tellerfeder und Reibelement vorgese hen werden, so dass die zulässige Flächenpressung des Reibelements nicht über schritten wird. Das Reibelement ist dabei drehfest mit der Aufnahmescheibe ausge führt, so dass die Reibstelle zwischen dem Reibelement und der Pendelmasse festge legt ist. Die Pendelmassen sind am Umfang asymmetrisch angeordnet, so dass diese als Unwuchtausgleich der Kurbelwelle dienen. Insbesondere kann zudem in die Auf nahmescheibe (Stützscheibe/Aufnahmeblech) ein Berstschutz integriert sein, wozu das Aufnahmeblech nach radial außen verlängert und über das Fliehkraftpendel ge topft wird. Eine Verdrehsicherung zwischen dem Aufnahmeblech und dem Reibele ment (Reibring) kann mittels Aussparungen im Aufnahmeblech und Durchgreifungen im Reibelement umgesetzt werden oder alternativ mittels umgeformten Bereichen im Aufnahmeblech, welche in entsprechende Taschen im Reibelement eingreifen. Vor- zugsweise kann die Reibeinrichtung nicht umlaufend, sondern nur als Ringsegment gestaltet sein, wodurch eine Normalkraft und Reibringanlage im benötigten Bereich der Pendelmasse bereitgestellt wird und es keinen freiliegenden, abzustützenden Be reich der Reibeinrichtung gibt. So kann ein Entfall der Masse der Reibeinrichtung im nicht benötigten Bereich zusätzlich eine Unwucht durch die für das Fliehkraftpendel entfernten Masse des Kurbelwellensegments kompensieren. Sowohl eine Aufnahme scheibe, ein Federelement, ein Reibelement und eine Deckscheibe können dabei segmentiert/nicht umlaufend ausgeführt sein, sondern nur im Bereich der Pendelmas sen vorhanden sein. Ferner kann insbesondere bei einer in Umfangsrichtung nicht symmetrischen Anordnung der Pendelmassen der Träger des Fliehkraftpendels so ausgebildet sein, dass er ein Widerlager für die Reibeinrichtung bildet. Somit wird nur ein Teil des Trägers zur Aufnahme der Pendelmassen vorgesehen und der übrige Be reich wird so gestaltet, dass eine Anlagefläche für die Reibeinrichtung bereitgestellt wird. Weiter bevorzugt kann diese Anlagefläche durch einen ringförmigen Bereich ge bildet sein, der in Richtung Reibeinrichtung getopft ist.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fign. 1 und 2 eine Längsschnittdarstellung und eine Draufsicht einer Kurbelwel lenanordnung in einer ersten Ausführungsform,
Fign. 3 und 4 eine Längsschnittdarstellung und eine Draufsicht einer Kurbelwel lenanordnung in einer zweiten Ausführungsform,
Fign. 5 und 6 eine Längsschnittdarstellung und eine Draufsicht einer Kurbelwel lenanordnung in einer dritten Ausführungsform, und
Fign. 7 bis 9 eine Längsschnittdarstellung und perspektivische Ansichten einer
Kurbelwellenanordnung in einer vierten Ausführungsform.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können untereinander ausgetauscht werden.
Fign. 1 bis 9 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer Kurbelwellenanordnung 1 für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang. Die Kurbelwellenanordnung 1 besitzt ein Kur belwellensegment 2. Das Kurbelwellensegment 2 ist ein insbesondere axiales Teil stück einer Kurbelwelle. Die Kurbelwellenanordnung 1 besitzt ein an dem Kurbelwel lensegment befestigtes Fliehkraftpendel 3. Das Fliehkraftpendel 3 dient zum Tilgen einer Eigenfrequenzschwingung der Kurbelwelle bzw. einer Flaupterregerordnung des Kraftfahrzeugantriebsstrangs.
Das Fliehkraftpendel 3 weist einen kurbelwellensegmentfesten Träger 4 auf. Der Trä ger 4 ist demnach drehfest an dem Kurbelwellensegment 2 angebracht. Das Flieh kraftpendel 3 weist zumindest eine Pendelmasse 5 auf. Die Pendelmasse 5 ist relativ zu dem Träger 4 entlang einer vorbestimmten Laufbahn beweglich an dem Träger 4 angebracht. Durch die Relativbewegung zwischen der Pendelmasse 5 und dem Trä ger 4 wird die Tilgerwirkung des Fliehkraftpendels 3 erzielt. In den dargestellten Aus führungsformen besitzt das Fliehkraftpendel 3 mehrere Pendelmassen 5, die in Um fangsrichtung/über den Umfang asymmetrisch angeordnet sind. Die Umfangsrichtung ist bezogen auf eine Rotationsachse des Kurbelwellensegments 2 definiert.
Das Fliehkraftpendel 3 ist bezüglich seiner Masse so dimensioniert und bezüglich sei ner Position an dem Kurbelwellensegment 2 so angeordnet ist, dass das Fliehkraft pendel 3 im Betrieb, d.h. bei Rotation des Kurbelwellensegments 2, unwuchtkompen sierend auf das Kurbelwellensegment 2 wirkt. Das Kurbelwellensegment 2 weist einen im Betrieb eine Unwucht erzeugenden Massebereich 6 auf. Der Massebereich 6 ist exzentrisch der Rotationsachse angeordnet. Die Masse und die Position des Flieh kraftpendels 3 ist demnach auf die Masse und die Position des Massebereichs 6 ab gestimmt. Das Fliehkraftpendel 3 (insbesondere seine Pendelmassen 5) sind in Um fangsrichtung gegenüberliegend zu dem Massebereich 6 angeordnet. Das Fliehkraft pendel 3 ist in Axialrichtung (bezogen auf die Rotationsachse) auf der gleichen Höhe wie der Massebereich 6 angeordnet. Die Pendelmassen 5 sind radial gleich weit von der Rotationsachse beabstandet wie der Massebereich 6. Mit anderen Worten dient das Fliehkraftpendel 3 als ein Unwuchtausgleichselement für den Massebereich 6.
Das heißt, dass das Fliehkraftpendel 3 eine Unwuchtmasse für das Kurbelwellenseg ment 2 (teilweise oder vollständig) ersetzt.
Die Kurbelwellenanordnung 1 weist eine mit dem Träger 4 verbundene Reibeinrich tung 7 auf. Die Reibeinrichtung 7 ist drehfest an dem Träger 4 und/oder an dem Kur belwellensegment 2 angebracht. Die Reibeinrichtung 7 liegt so an der zumindest ei nen Pendelmasse 5 anliegt, dass die Reibeinrichtung 7 bei Relativbewegung der Pendelmasse 5 zu dem Träger 4 ein der Relativbewegung entgegenwirkendes Reib moment auf die Pendelmasse 5 aufbringt. Die Reibeinrichtung 7 besitzt ein an der Pendelmasse 5 anliegendes Reibelement 8. Die Reibeinrichtung 7 besitzt eine dreh fest mit dem Träger 4 verbundene Aufnahmescheibe 9. Das Reibelement 8 ist dreh fest mit der Aufnahmescheibe 9 verbunden. Die Reibeinrichtung 7 besitzt ein sich axi al zwischen dem Reibelement 8 und der Aufnahmescheibe 9 abstützendes, insbeson dere verspanntes, Federelement 10. Das Federelement 10 ist beispielsweise als eine Tellerfeder oder einer Wellfeder ausgebildet. Durch das Federelement 10 wird eine Normalkraft/Axialkraft auf das Reibelement 8 aufgebracht, die das Reibelement 8 axial gegen die Pendelmasse 5 drückt, so dass ein bei einer Relativbewegung zwischen dem trägerfesten Reibelement 8 und der zumindest einen Pendelmasse 5 das der Re lativbewegung entgegenwirkendes Reibmoment entsteht.
Das Kurbelwellensegment 2 weist eine Unwuchtausgleichswange 11 auf. Die Un wuchtausgleichswange 11 liegt dem Massebereich 6 in Umfangsrichtung gegenüber. Das Kurbelwellensegment 2 eine stirnseitige Ausnehmung 12 (in der Unwuchtaus gleichswange 11 ) zur Aufnahme wenigstens eines Teils des Fliehkraftpendels 3, ins besondere der Pendelmassen 5 auf. Die Ausnehmung 12 ist so bemessen, dass sie bei Rotation des Kurbelwellensegments 2 unwuchtkompensierend wirkt. Insbesondere entspricht die für die Ausnehmung 12 abgetragene Masse einer durch das Fliehkraft pendel 3 hinzugefügten Masse.
Das Kurbelwellensegment 2 weist einen Anbindungsbereich 13 auf, der ausgelegt ist, um ein (axial benachbartes) zweites Kurbelwellensegment daran zu befestigen. Der Anbindungsbereich 13 ist zentral an dem Kurbelwellensegment 2 angeordnet. Die Ausnehmung 12 ist radial außerhalb des Anbindungsbereichs 13 angeordnet. Das Kurbelwellensegment 13 weist auf seinem radialen Außenumfang einen Zentrierbe reich 14 zur zentrierten Aufnahme des Fliehkraftpendels 3 auf. Das Kurbelwellenseg ment 13 weist an einer axialen Stirnfläche einen Anschraubbereich/eine Anschraub fläche 15 auf, an der das Fliehkraftpendel 3/der Träger 4 befestigt ist. Die Anschraub fläche 15 ist radial außerhalb des Anbindungsbereichs 13 angeordnet. Das Fliehkraft pendel 3 ist axial über eine Befestigungsvorrichtung 16, insbesondere in Form von mehreren Schrauben, an der Anschraubfläche 15 angebracht. In der Anschraubfläche 15 sind dazu Gewindebohrungen vorgesehen, in die die Befestigungsvorrichtung 16 eingeschraubt wird.
Die Aufnahmescheibe 9 der Reibeinrichtung 7 ist als ein getopftes Blechbauteil aus gebildet. Die Aufnahmescheibe 9 weist einen (inneren) ersten Radialabschnitt 17 auf, der als ein Befestigungsabschnitt dient. Der Radialabschnitt 17 ist über die Befesti gungsvorrichtung an dem Träger 4 und dem Kurbelwellensegment 2 fest angebracht. Von einem radial äußeren Ende des ersten Radialabschnitts 17 erstreckt sich ein Axi alabschnitt 18 in Axialrichtung von dem Kurbelwellensegment 2/der Anschraubfläche 15 weg. Der Axialabschnitt 18 erstreckt sich radial innerhalb der Pendelmassen 5.
Von einem axial abgewandten Ende des Axialabschnitts 18 erstreckt sich ein (äuße rer) zweiter Radialabschnitt 19 in Radialrichtung nach außen. Dadurch hat die Auf nahmescheibe 9 zumindest abschnittsweise eine S-Form. Das Federelement 10 und/oder das Reibelement 8 stützen sich im Bereich des zweiten Radialabschnitts 19 axial an der Aufnahmescheibe 9 ab. Von einem radial äußeren Ende des zweiten Ra dialabschnitts 19 erstreckt sich ein Axialvorsprung 20 in Axialrichtung zu den Pendel massen 5 hin. An dem Axialvorsprung 20 stützen sich das Federelement 10 und/oder das Reibelement 8 in Umfangsrichtung ab.
Das Fliehkraftpendel 3 weist in den dargestellten Ausführungsform mehrere Pendel massenpakete auf. Jedes Pendelmassenpaket weist zwei Pendelmassen 5 auf, die durch ein oder mehrere Abstandselemente 21 axial parallel beabstandet gehalten werden. Die zwei Pendelmassen 5 sind beispielsweise über einen Niet 22 miteinander verbunden. Fign. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform der Kurbelwellenanordnung 1. In Fig. 1 ist eine Draufsicht ohne Darstellung der Reibeinrichtung 7 abgebildet. Der Trä ger 4 weist ein zentrales Durchgangsloch 23 auf, über das der Träger 4 auf dem Zent rierbereich 14 zentriert wird. In der ersten Ausführungsform ist das Reibelement 8 als ein in Umfangsrichtung umlaufender Reibring ausgebildet. Das Reibelement 8 weist an seiner radialen Innenseite Formschlusselemente 24 auf, die korrespondierende Ausnehmungen 25 in der Aufnahmescheibe 9 zur formschlüssigen Verdrehsicherung eingreifen. Das Reibelement 8 ist somit radial innen befestigt. Die Aufnahmescheibe 9 ist in Umfangsrichtung umlaufend ausgebildet. Der zweite Radialabschnitt 19 und/oder der Axialvorsprung 20 sind/ist rotationssymmetrisch ausgebildet.
Fign. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform der Kurbelwellenanordnung 1. Nachfolgend werden lediglich Unterschiede zu der ersten Ausführungsform erläutert. Die Reibeinrichtung 7 weist eine zusätzliche Deckscheibe 26 auf, die in Axialrichtung zwischen dem Federelement 10 und dem Reibelement 8 angeordnet ist. Die Kurbel wellenanordnung 1 weist einen Berstschutz 27 auf. Der Berstschutz 27 umgreift das Fliehkraftpendel 3 radial außen. Dadurch werden sich bei Rotation des Fliehkraftpen dels 3 lösende Bauteile durch den Berstschutz 27 aufgefangen. Der Berstschutz 27 ist durch die Aufnahmescheibe 9 ausgebildet. Der zweite Radialabschnitt 19 ist radial nach außen verlängert, so dass er radial außen über die Pendelmassen 5 hinausragt. Von einem radial äußeren Ende des zweiten Radialabschnitts 19 erstreckt sich ein äußerer Axialabschnitt 28 in Axialrichtung zu dem Kurbelwellensegment 2 hin. Der äußere Axialabschnitt 28 erstreckt sich axial über die Pendelmassen 5 hinaus. Das heißt, dass der Axialvorsprung 20, zumindest im Umfangsbereich der Pendelmassen 5, in Axialrichtung verlängert ist, um den äußeren Axialabschnitt 28 zu bilden. Die Pendelmassen 5 werden demnach durch die Aufnahmescheibe 9 eingetopft. Die Auf nahmescheibe 9 weist zur Bildung des Berstschutzes 27 eine U-Form auf, die die Pendelmassen 5 axial getopft umgreift. Das Reibelement 8 ist radial außen an der Aufnahmescheibe 9 zur Verdrehsicherung befestigt. Beispielsweise greifen das Rei belement 8 und die Aufnahmescheibe 9 ineinander ein. Das Reibelement 8 stützt sich in einen radial inneren Bereich an der Deckscheibe 26 und in einem radial äußeren Bereich an der Aufnahmescheibe 9 ab. Der Träger 4 erstreckt sich etwa halbmond förmig in dem Bereich der Pendelmassen 5. Fign. 5 und 6 zeigen eine dritte Ausführungsform der Kurbelwellenanordnung 1 . Nach folgend werden lediglich Unterschiede zu der ersten oder zweiten Ausführungsform erläutert. In der dritten Ausführungsform erstreckt sich die Reibeinrichtung 7, insbe sondere die Aufnahmescheibe 9, das Reibelement 8, das Federelement 10 und/oder die Deckscheibe 26, über einen Umfangsabschnitt von weniger als 360°. Das heißt, dass die Reibeinrichtung 7 in Umfangsrichtung nicht vollständig umlaufend ausgebil det ist. Der Umfangsabschnitt beträgt zwischen 90° und 270°, insbesondere zwischen 180° und 270°. Der Umfangsabschnitt entspricht im Wesentlichen einem vorbestimm ten Umfangsabschnitt, über den sich die Pendelmassen 5 erstrecken. Die Reibeinrich tung 7 ist segmentiert, in der dargestellten Ausführungsform kreis(ring)sektorförmig ausgebildet. Die Reibeinrichtung 7 kann als Teil des Fliehkraftpendels 3 betrachtet werden, so dass auch die Ausgestaltung, Dimensionierung und Positionierung der Reibeinrichtung 7 im Betrieb unwuchtkompensierend auf das Kurbelwellensegment 2 wirkt.
Fign. 7 bis 9 zeigen eine vierte Ausführungsform der Kurbelwellenanordnung 1 . Nach folgend werden lediglich Unterschiede zu der ersten, zweiten oder dritten Ausfüh rungsform erläutert. In der vierten Ausführungsform ist der Träger 4 des Fliehkraft pendels 3 auf einer den Pendelmassen 5 in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seite so verlängert, dass die Reibeinrichtung 7 an dem Träger 4 anliegt. Der Träger 4 erstreckt sich in Radialrichtung und Umfangsrichtung also bis zu dem Massebereich 6 hin. Der Träger 4 weist einen Verbindungsabschnitt in Form einer axialen Topfung 29 auf, die einen ersten in Umfangsrichtung zu den Pendelmassen 5 benachbarten Radi alabschnitt 30 mit einem zweiten in Umfangsrichtung zu dem Massebereich 6 be nachbarten Radialabschnitt 31 verbindet. Der zweite Radialabschnitt 31 ist in Richtung zu der Reibeinrichtung 7 hin getopft. Der erste Radialabschnitt 30 ist zu dem zweiten Radialabschnitt 31 axial parallel beabstandet angeordnet. Der erste Radialabschnitt 30 dient als ein Lagerabschnitt zum Aufnehmen der Pendelmassen 5. Der zweite Ra dialabschnitt 31 dient als ein Anlageabschnitt, an dem die Reibeinrichtung 7 anliegt. Insbesondere liegt das Reibelement 8 auf der gleichen Axialseite in einem Umfangs abschnitt an dem zweiten Radialabschnitt 31 und in einem anderen Umfangsabschnitt an den Pendelmassen 5 an. Der Träger 4 weist ein Durchgangsloch 32 auf. Das Durchgangsloch 32 ist exzentrisch ausgebildet. In einem in Umfangsrichtung zu den Pendelmassen 5 benachbarten Bereich liegt eine radiale Innenseite/Innenfläche des Trägers 4 an dem Zentrierbereich 14 an. Das Durchgangsloch 32 erstreckt sich in ei nem in Umfangsrichtung zu dem Massebereich 6 benachbarten Bereich radial weiter nach außen, so dass der Träger 4 nur über einen Umfangsabschnitt, der kleiner als 360° ist, an dem Kurbelwellensegment 2 anliegt.
Bezuqszeichenliste Kurbelwellenanordnung Kurbelwellensegment Fliehkraftpendel Träger Pendelmasse Massebereich Reibeinrichtung Reibelement Aufnahmescheibe Federelement Unwuchtausgleichswange Ausnehmung Anbindungsbereich Zentrierbereich Anschraubfläche Befestigungsvorrichtung erster Radialabschnitt Axialabschnitt zweiter Radialabschnitt Axialvorsprung Abstandselement Niet Durchgangsloch Formschlusselement Ausnehmung Deckscheibe Berstschutz Axialabschnitt Topfung erster Radialabschnitt zweiter Radialabschnitt Durchgangsloch

Claims

Patentansprüche
1. Kurbelwellenanordnung (1 ) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem Kurbelwellensegment (2) und einem daran befestigten Fliehkraftpendel (3), das einen kurbelwellensegmentfesten Träger (4) und zumindest eine relativ zu dem Träger (4) entlang einer vorbestimmten Laufbahn bewegliche Pendelmasse (5) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwellenanordnung (1) einen Berstschutz (27) besitzt, der das Fliehkraftpendel (3) radial außen so umgreift, dass sich bei Rotation des Fliehkraftpendels (3) lösende Bauteile des Flieh kraftpendels (3) durch den Berstschutz (27) aufgefangen werden.
2. Kurbelwellenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Berstschutz (27) einen Radialabschnitt (19), der sich auf einer ersten Axial seite des Fliehkraftpendels (3) radial nach außen erstreckt, und einen Axialab schnitt (28) besitzt, der sich radial außerhalb des Fliehkraftpendels (3) von dem Radialabschnitt (19) aus in Axialrichtung zu einer zweiten Axialseite des Flieh kraftpendels (3) erstreckt.
3. Kurbelwellenanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwellenanordnung (1) eine mit dem Träger (4) verbundene Reibeinrichtung (7) aufweist, die so an der zumindest einen Pendelmasse (5) anliegt, dass die Reibeinrichtung (7) bei Relativbewegung der Pendelmasse (5) zu dem Träger (4) ein der Relativbewegung entgegenwirkendes Reibmoment auf die Pendelmasse (5) aufbringt.
4. Kurbelwellenanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinrichtung (7) ein an der Pendelmasse (5) anliegendes Reibelement, eine mit dem Träger (4) verbundene Aufnahmescheibe (9) sowie ein sich axial zwischen dem Reibelement (8) und der Aufnahmescheibe (9) abstützendes Federelement (10) besitzt, wobei die Aufnahmescheibe (10) den Berstschutz (27) ausbildet.
5. Kurbelwellenanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmescheibe (9) als ein getopftes Blechbauteil ausgebildet ist.
6. Kurbelwellenanordnung (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement (8) an seiner radialen Außenseite drehfest in der Aufnahmescheibe (9) aufgenommen ist.
7. Kurbelwellenanordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement (8) radial nach außen abstehende Vorsprünge (24) besitzt, die zur Verdrehsicherung in korrespondierende Aussparungen (25) der Auf nahmescheibe (9) eingreifen.
8. Kurbelwellenanordnung (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmescheibe (9) radial nach innen hervorstehende Umform bereiche besitzt, die zur Verdrehsicherung in korrespondierende Taschen des Reibelements (8) eingreifen.
9. Kurbelwellenanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibelement (8) axial an dem Radialabschnitt (19) der Aufnahmescheibe (9) anliegt.
10. Kurbelwellenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Axialabschnitt (28) über einen Umfangsabschnitt von weniger als 360° erstreckt.
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