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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Tilgung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, mit einer Trägereinrichtung und mit mehreren an der Trägereinrichtung angeordneten Pendelmassen, wobei die Pendelmassen entlang von Pendelbahnen mit Umfangs- und Radialanteil verlagerbar angeordnet sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer derartigen Fliehkraftpendeleinrichtung und einen entsprechenden Antriebsstrang.
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In den Brennräumen der Brennkraftmaschine laufen Verbrennungsvorgänge ab, die durch ihre bauartbedingte Betriebsweise ein nicht kontinuierliches Drehmoment auf die den Antriebsstrang antreibende Kurbelwelle übertragen. Infolgedessen treten Dreh- oder Torsionsschwingungen auf, zu deren Dämpfung sogenannte Drehschwingungsdämpfer und/oder Drehschwingungstilger eingesetzt werden. Drehschwingungsdämpfer sind beispielsweise in Kupplungsscheiben einer Reibungskupplung oder in solchen Zweimassenschwungrädern integriert. Eine besondere Bauform eines Drehschwingungstilgers ist das Fliehkraftpendel, bei dem Pendelmassen auf Pendelbahnen mit Umfangs- und Radialanteil verlagerbar angeordnet sind, sodass die Pendelmassen bei Drehschwingungen unterschiedliche Radien einnehmen und damit das Trägheitsmoment des die Pendelmassen aufnehmenden Bauteils erhöht und das Bauteil damit kurzzeitig abgebremst wird.
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Fliehkraftpendeleinrichtungen werden zumeist in einem Zweimassenschwungrad oder mit einer Kupplungseinheit einer Reibungskupplung im Antriebsstrang verbaut. Dabei erfolgt die Absicherung der Pendelmassen auf zwei unterschiedliche Arten.
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Die
DE 10 2006 028 556 A1 zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Tilgung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs sowie eine als Zweimassenschwungrad ausgebildete Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer solchen Fliehkraftpendeleinrichtung in dem entsprechenden Antriebsstrang. Die Fliehkraftpendeleinrichtung umfasst eine im Wesentlichen kreisringförmigen Trägereinrichtung und mehrere an der Trägereinrichtung angeordnete Pendelmassen, wobei die Pendelmassen entlang von Pendelbahnen mit Umfangs- und Radialanteil verlagerbar angeordnet sind. Zum Schutz anderer Bauteile des Antriebsstrangs vor einem unkontrollierten Ausbrechen der Pendelmassen weist das Zweimassenschwungrad ein Blechteil mit einem Kragen auf, der die Fliehkraftpendeleinrichtung radial außen übergreift. In Kombination mit dem Zweimassenschwungrad wird die Fliehkraftpendeleinrichtung oft in ein solches Blechteil, das einen Kragen über den Umfang bzw. in der Getriebeglocke besitzt, eingelegt und montiert.
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Beim Einbau der Fliehkraftpendeleinrichtung zusammen mit einer Kupplungseinheit einer Reibungskupplung wird zur Absicherung ein Flachring als Schutzvorrichtung in eine Kupplungsglocke der Kupplung mit eingelegt/verbaut. Der elastische Stahl dieses Flachrings dämpft die Energie der herumfliegenden Pendelmassen beim Versagen der Pendelmassenführung und verhindert ein Durchschlagen der Kupplungsglocke.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Fliehkraftpendeleinrichtung, eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer entsprechenden Fliehkraftpendeleinrichtung und einen Antriebsstrang mit einer entsprechenden Drehmomentübertragungseinrichtung anzugeben bei denen die Pendelmassen einfach und platzsparend gesichert sind.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1, 9 und 10. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Die erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung weist neben der Trägereinrichtung und den Pendelmassen auch Zugelemente auf, wobei jede der Pendelmassen über mindestens ein Zugelement an eine weitere der Pendelmassen und/oder an die Trägereinrichtung mit Spiel angebunden ist. Die Pendelmassen sind an der Trägereinrichtung umfänglich, insbesondere außenumfänglich, verteilt angeordnet. Die Zugelemente bilden eine Schutzvorrichtung (Berstschutz) für die die Fliehkraftpendeleinrichtung umgebende Bauteileanordnung des Fahrzeugs bzw. dessen Antriebsstrangs. Diese Schutzvorrichtung ist ein Bestandteil der Fliehkraftpendeleinrichtung selbst, da die Zugelemente der Schutzvorrichtung die grundlegenden Elemente der Fliehkraftpendeleinrichtung, nämlich die Pendelmassen und die Trägereinrichtung, permanent miteinander verbindet. Eine ähnliche Sicherungsfunktion mittels Zugelementen ist zum Beispiel aus dem Motorsport bekannt. Bei den Rennwagen der „Formel 1“ werden Drahtseile zur Sicherung gegen ein Wegfliegen der Räder vom Fahrgestell bei einem Unfall genutzt. Da die Fliehkraftpendeleinrichtung eine spezielle Art eines Drehschwingungstilgers ist, werden deren Pendelmassen auch als Tilgungsmassen bezeichnet.
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Die Sicherung der Pendelmassen (Tilgungsmassen) mittels der Zugelemente ist sicher, einfach umsetzbar und leicht von einer Bauform der Fliehkraftpendeleinrichtung auf eine andere Bauform der Fliehkraftpendeleinrichtung übertragbar, da es sich um eine einrichtungsinterne Schutzvorrichtung handelt.
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Durch die Verwendung solcher Zugelemente kann auf sonstige Schutzmaßnahmen, wie zum Beispiel auf den eingangs erwähnten Flachring, verzichtet werden.
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Prinzipiell sind sehr unterschiedliche Arten von Zugelementen, wie zum Beispiel Drahtseile, Drähte, kettenartige Zugelemente, etc. für die Sicherung der Pendelmassen einer Fliehkraftpendeleinrichtung geeignet. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Zugelemente als eine Mehrzahl von Drähten oder als Drahtabschnitte einer geschlossenen Drahtschlaufe ausgebildet sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine der Pendelmassen, bevorzugt alle der Pendelmassen, beidseitig über je ein Zugelement an die Seiten der Trägereinrichtung angebunden ist/sind.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine der Pendelmassen, bevorzugt alle der Pendelmassen, beidseitig an jedem ihrer Enden über je ein Zugelement pro Seite und Ende an ihre umfänglich benachbarten Pendelmassen angebunden ist/sind.
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Bevorzugt weist jede der Pendelmassen zwei Teilmassen auf, die mittels Verbindungselementen miteinander starr verbunden sind. Die Verbindungselemente sind bevorzugt Nieten, mittels derer die beiden Teilmassen beabstandet zueinander miteinander verbunden sind. Die Teilmassen sind insbesondere Blechpakete.
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Schließlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass eine jede der Pendelmassen über mindestens ein Zwischenblech mit dem mindestens einen Zugelement verbunden ist. Bei Pendelmassen mit je zwei Teilmassen sind die beiden Teilmassen einer jeden Pendelmasse über Zwischenbleche mit dem Zugelement verbunden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Drehmomentübertragungseinrichtung für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs. Es ist vorgesehen, dass diese eine vorstehend genannte Fliehkraftpendeleinrichtung aufweist. Bevorzugt ist die Drehmomentübertragungseinrichtung als Reibungskupplung oder als Zweimassenschwungrad ausgebildet.
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Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für ein Fahrzeug weist eine Brennkraftmaschine, ein Getriebe und eine zwischen der Antriebsmaschine und dem Getriebe zwischengeschaltete Drehmomentübertragungseinrichtung auf, die als vorstehend genannte Drehmomentübertragungseinrichtung mit der Fliehkraftpendeleinrichtung ausgebildet ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt die:
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1 eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Aus führungsform,
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2 eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Aus führungsform und
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3 eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Aus führungsform.
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Die 1 zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung 10 zur Tilgung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere zur drehzahlabhängigen Drehschwingungsdämpfung einer Reibungskupplung oder einer anderen Drehmomentübertragungseinrichtung. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 10 weist eine als zentraler Führungsflansch 12 ausgebildete Trägereinrichtung 14 auf. Diese Trägereinrichtung 14 trägt mehrere Pendelmassen 16 des Fliehkraftpendels 10. Dabei sind durch die beiden Seitenflächen der Trägereinrichtung zwei parallele Führungsebenen definiert, entlang der die Pendelmassen 16 mittels Kulissenführungen 18 auf jeweiligen (Lauf- bzw. Pendel-)Bahnen beweglich geführt sind. Die Trägereinrichtung 14 kann daher auch als Führungseinrichtung bezeichnet werden. Der zentrale Führungsflansch 12 hat die Form einer Kreisringscheibe und trägt im gezeigten Beispiel der 1 drei Pendelmassen 16. Die Pendelmassen 16 sind zweiteilig ausgeführt und weisen zwei miteinander über Verbindungselemente 20 starr miteinander verbundene Teilmassen 22, 24 auf. Dabei sind die Teilmassen 22, 24 mittels der Verbindungselemente 20 beabstandet zueinander angeordnet. Die Verbindungselemente sind im gezeigten Beispiel Nieten. Jede der Teilmassen 22, 24 ist auf einer der beiden Seiten der als Führungsflansch ausgebildeten Trägereinrichtung 14 angeordnet und wird mittels der Kulissenführung 18 entlang der jeweiligen Führungsebene auf ihrer Pendelbahn geführt.
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Die Kulissenführungen
18 werden durch Kulissenausnehmungen
26 in den Pendelmassen
16 und weitere Kulissenausnehmungen in der Trägereinrichtung
14 (nicht gezeigt) gebildet, in denen Führungsrollen
28 der Kulissenführung
18 abrollen können bzw. abrollen. Pro Pendelmasse
16 sind zwei Führungsrollen
28 vorgesehen. Pro Führungsrolle
28 gibt es eine Kulissenausnehmung
26 in der jeweiligen Pendelmasse
16 und mindestens eine weitere Kulissenausnehmung in der Trägereinrichtung
14. Jede der Pendelmassen
16 hat in der Seitenansicht eine Kontur, die in etwa einem Kreisscheibensektor entspricht und zwei bezüglich der Drehachse
30 des Fliehkraftpendels
10 umfängliche Enden
32,
34 aufweist. Die Pendelmassen
16 sind bezüglich der Drehachse
30 des Fliehkraftpendels
10, bzw. der Mittelachse der Kreisscheibe auf gleicher radialer Höhe umfänglich verteilt, sodass die umfänglichen Enden
32,
34 von benachbarten Pendelmassen
16 in Gegenüberlage zueinander stehen, jedoch einen gewissen Abstand aufweisen. Die Funktion einer derartig aufgebauten Fliehkraftpendeleinrichtung
10 ist beispielsweise aus der eingangs erwähnten
DE 10 2006 028 556 A1 bekannt, auf die an dieser Stelle Bezug genommen wird.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung 10 weist weiterhin eine Schutzvorrichtung für eine die Fliehkraftpendeleinrichtung 10 umgebende Bauteileanordnung des Fahrzeugs bzw. dessen Antriebsstrangs (einen Berstschutz) auf. Diese Schutzvorrichtung umfasst mehrere Zugelemente 36, wobei jede der Pendelmassen 16 über mindestens eines dieser Zugelemente 36 an die Trägereinrichtung 14 mit Spiel angebunden ist. Diese Schutzvorrichtung ist ein Bestandteil der Fliehkraftpendeleinrichtung 10 selbst, da sie deren grundlegende Elemente, nämlich die Pendelmassen 16 und die Trägereinrichtung 14, permanent miteinander verbindet.
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Generell ist pro Pendelmasse 16 mindestens ein Zugelement 36 vorgesehen. Bei den hier in 1 gezeigten Pendelmassen 16 mit zwei Teilmassen 22, 24 ist pro Teilmasse 22, 24 jeder Pendelmasse 16 ein Zugelement 36 vorgesehen. Somit also pro Pendelmasse 16 zwei Zugelemente 36. Jedes dieser Zugelemente 36 (von denen in der Darstellung der 1 jedoch jeweils nur eines erkennbar ist) verbindet je eine der Teilmassen 22, 24 mit der Trägereinrichtung 14. Die Verbindung zwischen Pendelmasse 16 und Zugelement 36 erfolgt jeweils an einer zentralen Stelle zwischen den beiden Enden 32, 34. Jedes der Zugelemente 36 verläuft im Wesentlichen radial bezüglich der Drehachse 30 der Fliehkraftpendeleinrichtung 10. Die Zugelemente 36 sind als Drähte ausgebildet.
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Die 2 und 3 zeigen alternative Ausführungsformen der Fliehkraftpendeleinrichtung 10, die im Wesentlichen der Ausführungsform der 1 entsprechen, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen werden soll.
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Bei der Fliehkraftpendeleinrichtung 10 der 2 sind die Pendelmassen 16 beidseitig über je zwei Zugelemente 36 an die Seiten der Trägereinrichtung 14 angebunden. Die Verbindung zwischen Pendelmasse 16 und Zugelement 36 erfolgt jeweils an in der Nähe der beiden Enden 32, 34. Jedes der Zugelemente 36 verläuft im Wesentlichen radial bezüglich der Fliehkraftpendeleinrichtung. Auch hier sind die Zugelemente 36 als Drähte ausgebildet.
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Alternativ sind die Zugelemente 36 als Drahtabschnitte einer geschlossenen Drahtschlaufe ausgebildet. Die beiden Teilmassen 22, 24, die durch die Verbindungselemente 20 (Nieten) mit einem Zwischenblech verbunden sind, werden durch das Zwischenblech mit einem Draht verbunden. Dieser wird nach Verbinden aller Pendelmassen 16 zu der geschlossenen Drahtschlaufe Formschlüssig verklemmt/verbunden. Die Geometrie des Drahtes ist in Abhängigkeit der benötigten Haltekraft zu wählen. Die Formschlüssige Verbindung des Drahtes ist in Abhängigkeit der benötigten Haltekraft zu wählen.
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Bei der Fliehkraftpendeleinrichtung 10 der 3 sind die Pendelmassen 16 beidseitig an jedem ihrer Enden 32, 34 über je ein Zugelement 36 pro Seite und Ende 32, 34 an ihre umfänglich benachbarten Pendelmassen 16 angebunden. Wie man am dargestellten Verlauf der Zugelemente erkennen kann, erfolgt die Anbindung mit einem gewissen Spiel um eine direkte Koppelung der Bewegungen der einzelnen Pendelmassen 16 zu vermeiden. Alternativ können die Zugelemente 36 jedoch auch derart dimensioniert sein, dass eine vorbestimmte Kopplung der Bewegungen auftritt. In diesem Fall werden die Zugelemente 36 als Koppelelemente zur Vergleichmäßigung der Funktion der einzelnen Pendelmassen 16 genutzt.
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Allgemein formuliert erfolgt die Absicherung der Pendelmassen 16 über mehrere Drähte jedoch minimal über einen Draht bzw. Drahtabschnitt pro Pendelmasse 16 und zur Erhöhung der Sicherheit mit zwei Drähten pro Pendelmasse oder mit mehr als zwei Drähten.
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Durch den Wegfall der zusätzlichen Sicherungskomponente, beispielsweise des Flachrings und der damit verbundenen Maßnahme (Gewährleisten einer Fläche in der Getriebeglocke und zusätzlichem Montageaufwand) und der Berücksichtigung einer konstruktiven neu Anpassung des Flachringes bei jeder Neu-Konstruktion weißt die Variante mit den Zugelementen 36 eine allgemeine Übertragbarkeit auf jegliche Konstruktion der Fliehkraftpendeleinrichtung 10 auf.
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Eine solche Fliehkraftpendeleinrichtung 10 eignet sich besonders gut zur Verwendung in einer Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges, wie beispielsweise einem Zweimassenschwungrad, einer Reibungskupplung oder Ähnlichem.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 12
- Führungsflansch
- 14
- Trägereinrichtung
- 16
- Pendelmasse
- 18
- Kulissenführung
- 20
- Verbindungselement
- 22
- Teilmasse
- 24
- Teilmasse
- 26
- Kulissenausnehmung
- 28
- Führungsrolle
- 30
- Drehachse
- 32
- Ende
- 34
- Ende
- 36
- Zugelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028556 A1 [0004, 0023]
