DE102014208982A1 - Flywheel with centrifugal pendulum - Google Patents
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- 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
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D13/00—Friction clutches
- F16D13/58—Details
- F16D13/70—Pressure members, e.g. pressure plates, for clutch-plates or lamellae; Guiding arrangements for pressure members
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schwungrad zur Befestigung an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mittels auf einem Lochkreis angeordneter Befestigungsöffnungen mit einem radial außerhalb dieser in einer der Brennkraftmaschine zugewandten Einsenkung axial vollständig aufgenommenen Fliehkraftpendel. Um ein Schwungrad mit einem in einer Einsenkung untergebrachten Fliehkraftpendel vorteilhaft weiterzubilden, weist das Fliehkraftpendel ein Flanschteil mit mehreren über den Umfang verteilt um eine Drehachse des Schwungrads begrenzt in Umfangsrichtung verlagerbar an dem Flanschteil aufgenommenen Pendelmassen auf, wobei jeweils zwei axial gegenüberliegende, beidseitig des Flanschteils angeordnete Pendelmassen fest miteinander zu einem Pendelmassenpaar verbunden sind und die Pendelmassen jeweils eines Pendelmassenpaars zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, einen Schwerpunkt des Pendelmassenpaars einschließende, bogenförmig nach radial außen weisende erste Laufbahnen und das Flanschteil hierzu komplementäre bogenförmig nach radial innen weisende zweite Laufbahnen aufweist und auf axial in Linie angeordneten Laufbahnen jeweils ein in die Pendelmassen eingreifender und das Flanschteil durchgreifender Wälzkörper abwälzt und wobei das Flanschteil an einem Umfang der Einsenkung zentriert und befestigt ist.The invention relates to a flywheel for fastening to a crankshaft of an internal combustion engine by means of fastening openings arranged on a hole circle with a centrifugal pendulum axially completely received radially outside of these in a recess facing the internal combustion engine. In order to advantageously develop a flywheel with a centrifugal pendulum housed in a recess, the centrifugal pendulum has a flange part with several pendulum masses distributed over the circumference around an axis of rotation of the flywheel, limited in the circumferential direction, accommodated on the flange part, with two axially opposite, on both sides of the flange part Pendulum masses are firmly connected to one another to form a pendulum mass pair and the pendulum masses of a pendulum mass pair each have two circumferentially spaced apart, a center of gravity of the pendulum mass pair enclosing, arc-shaped radially outwardly pointing first raceways and the flange part to this complementary arcuate second raceways pointing radially inward and axially in Line arranged raceways in each case a rolling element engaging in the pendulum masses and passing through the flange part and wherein the flange part zen on a circumference of the depression treaded and fastened.
Description
Die Erfindung betrifft ein Schwungrad zur Befestigung an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mittels auf einem Lochkreis angeordneter Befestigungsöffnungen mit einem radial außerhalb dieser in einer der Brennkraftmaschine zugewandten Einsenkung axial vollständig aufgenommenen Fliehkraftpendel.The invention relates to a flywheel for attachment to a crankshaft of an internal combustion engine by means of arranged on a bolt circle mounting holes with a radially outside of this in one of the engine facing depression axially completely recorded centrifugal pendulum.
Brennkraftmaschinen sind bauartbedingt drehschwingungsbehaftet. Zur Isolierung dieser Drehschwingungen kann im einfachsten Fall aufgrund seiner Massenträgheit ein starres Schwungrad eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich werden Drehschwingungsdämpfer beispielsweise in Form von geteilten Schwungrädern, Torsionsschwingungsdämpfern in Kupplungsscheiben von mit dem Schwungrad verbundenen Reibungskupplungen vorgeschlagen. Weiterhin sind drehzahladaptive Tilger wie Fliehkraftpendel allein oder in Verbindung mit Drehschwingungsdämpfern in geteilten Schwungrädern, Kupplungsdruckplatten und Kupplungsscheiben von Reibungskupplungen, hydrodynamischen Drehmomentwandlern und dergleichen bekannt. Aus der
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Schwungrads mit einem Fliehkraftpendel.The object of the invention is the development of a flywheel with a centrifugal pendulum.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.The object is solved by the subject matter of
Das vorgeschlagene Schwungrad ist zur Befestigung an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mittels auf einem Lochkreis angeordneten Befestigungsöffnungen vorgesehen und enthält ein in einer radial außerhalb dieser Befestigungsöffnungen der Brennkraftmaschine zugewandten Einsenkung axial vollständig aufgenommenes Fliehkraftpendel. Das Fliehkraftpendel weist ein Flanschteil mit mehreren über den Umfang verteilt um eine Drehachse des Schwungrads begrenzt in Umfangsrichtung verlagerbar an dem Flanschteil aufgenommenen Pendelmassen auf. Das Flanschteil ist an einem Umfang, bevorzugt dem Innenumfang der Einsenkung zentriert aufgenommen. Die Befestigung an dem Umfang kann durch Aufpressen, Schweißen, Verstemmen und dergleichen erfolgen. Der Umfang kann einen Axialanschlag, beispielsweise eine spanend hergestellte Stufe, eine in einer Ringnut angeordnete Anschlagscheibe oder dergleichen für das Flanschteil aufweisen. Beidseitig des Flanschteils sind über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmassen vorgesehen, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassen zu einem Pendelmassenpaar verbunden sind. Die Verbindungsmittel durchgreifen Ausschnitte im Flanschteil, die so bemessen sind, dass eine Verlagerung der Pendelmassenpaare gegenüber dem Flanschteil bevorzugt ohne Anschläge erfolgen kann. Die Verbindungsmittel können über Anschlagpuffer verfügen, so dass kontrollierte Anschläge der Verbindungsmittel an den Ausschnittsbegrenzungen den Verschwenkbereich der Pendelmassenpaare begrenzen und gegenseitige Anschläge der in Umfangsrichtung benachbarten Pendelmassen verhindern. Alternativ können die Pendelmassen endseitig mit Anschlagpuffern versehen sein, die an gegenseitigen Anschlägen oder Anschlägen des Flanschteils anschlagen. Die Pendelmassen jeweils eines Pendelmassenpaars weisen zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, einen Schwerpunkt des Pendelmassenpaars einschließende, bogenförmig nach radial außen weisende erste Laufbahnen auf. Das Flanschteil weist zu diesen Laufbahnen komplementäre bogenförmig nach radial innen weisende zweite Laufbahnen auf. Die Pendelmassenpaare sind gegenüber dem Flanschteil verschwenkbar gelagert, indem auf axial in Linie angeordneten Laufbahnen jeweils ein in die Pendelmassen eingreifender und das Flanschteil durchgreifender Wälzkörper abwälzt. Der Wälzkörper kann axial jeweils einen zwischen Flanschteil und einer Pendelmasse angeordneten Ringbund aufweisen. Die Laufbahnen sind bevorzugt auf begrenzenden Wandungen von Ausschnitten in den Pendelmassen und dem Flanschteil gebildet. Hierbei werden unter Fliehkrafteinfluss die Pendelmassenpaare nach radial außen beschleunigt, so dass pendelmassenseitig die radial inneren Wandungen und flanschteilseitig die radial äußeren Wandungen der Ausschnitte die Laufbahnen bilden, auf denen die Wälzkörper abwälzen, so dass diese zur Ausbildung des Pendelverhaltens entsprechend ausgebildet sind. Die Ausschnitte der Pendelmassen können an ihrer von dem Flanschteil wegweisenden Seite mittels Deckscheiben abgedeckt sein. Ein axialer Abstand zwischen Pendelmassen und Flanschteil kann durch in den Pendelmassen und/oder in dem Flanschteil vorgesehene, bevorzugt aus Kunststoff hergestellte Gleitnoppen ausgebildet sein.The proposed flywheel is provided for attachment to a crankshaft of an internal combustion engine by means of mounting holes arranged on a bolt circle and contains a in a radially outside of this mounting holes of the engine facing depression axially completely recorded centrifugal pendulum. The centrifugal pendulum has a flange part with a plurality of pendulum masses distributed over the circumference around an axis of rotation of the flywheel and displaceably mounted on the flange part in the circumferential direction. The flange part is accommodated on a circumference, preferably centered on the inner circumference of the depression. The attachment to the periphery can be done by pressing, welding, caulking and the like. The circumference may comprise an axial stop, for example a machined step, a stop disc or the like arranged in an annular groove for the flange part. On both sides of the flange part distributed pendulum masses are provided distributed over the circumference, wherein axially opposite pendulum masses are connected to a pendulum mass pair. The connecting means pass through cut-outs in the flange part, which are dimensioned such that a displacement of the pendulum mass pairs relative to the flange part can preferably take place without stops. The connecting means may have stop buffers, so that controlled stops of the connecting means at the cut-out delimiters limit the pivoting range of the pendulum mass pairs and prevent mutual stops of the circumferentially adjacent pendulum masses. Alternatively, the pendulum masses may be provided at the end with stop buffers, which abut against mutual stops or attacks of the flange. The pendulum masses in each case of a pendulum mass pair have two circumferentially spaced apart, a center of gravity of the pendulum mass pair enclosing, arcuate radially outwardly facing first raceways. The flange part has complementary to this raceways arcuate radially inwardly facing second raceways. The pendulum mass pairs are pivotally mounted relative to the flange by rolling on axially in-line raceways in each case an engaging in the pendulum masses and rolling the flange through rolling elements. The rolling element can axially each have a flange portion and a pendulum mass arranged annular collar. The raceways are preferably formed on delimiting walls of cutouts in the pendulum masses and the flange. Here, the pendulum mass pairs are accelerated radially outward under the influence of centrifugal force, so that pendulum mass side, the radially outer walls of the cutouts form the raceways on which the rolling elements roll, so that they are designed to form the pendulum behavior accordingly. The cutouts of the pendulum masses can be covered on their side facing away from the flange part by means of cover plates. An axial distance between pendulum masses and flange part can be formed by slide nubs provided in the pendulum masses and / or in the flange part, preferably made of plastic.
Die Verlagerung wie Verschwenkung der Pendelmassenpaare gegenüber der Drehachse der Schwungmasse erfolgt durch entsprechende Ausbildung der Laufbahnen in dem Flanschteil und in den Pendelmassen. Bevorzugt erfolgt die Verlagerung der Pendelmassenpaare abgestimmt auf die Schwingungsordnung der Brennkraftmaschine. Hierbei können alle Laufbahnen auf dieselbe Schwingungsordnung oder ein Teil der Pendelmassenpaare auf eine erste und der andere Teil auf eine zweite Schwingungsordnung abgestimmt sein. Die Ausbildung der Laufbahnen erfolgt in den Pendelmassen und im Flanschteil gegenläufig. Durch die Form der Laufbahnen wird die Form der Pendelbewegung das heißt das Verschwenken der Pendelmassenpaare gegenüber dem Flanschteil festgelegt. Hierdurch können entsprechende Pendelformen von Fadenpendeln vorgegeben sein. Beispielsweise kann eine Bogenform der Laufbahnen derart ausgestaltet sein, dass eine Verlagerung des Schwerpunkts der Pendelmassenpaare gegenüber der Drehachse des Schwungrads epizykloid ausgebildet ist. Hierunter ist beispielsweise die Pendelbewegung eines Pendelmassenpaars zu verstehen, welches als sogenanntes Parallelpendel ausgebildet ist, dessen in Umfangsrichtung der Drehachse parallel und senkrecht zum Schwerpunkt des Pendelmassenpaars angeordnete Fäden mit einer vorgegebenen Länge an Drehpunkten eines um die Drehachse gezogenen Kreises aufgehängt sind. Der Schwerpunkt der Pendelmassenpaare schwenkt dabei um einen auf dem Kreis angeordneten Kreisbogen mit kleinerem Radius. Beispielsweise können hierzu die Laufbahnen in Form von Kreisbögen ausgebildet sein.The displacement such as pivoting of the pendulum mass pairs with respect to the axis of rotation of the flywheel takes place by appropriate training of the raceways in the flange and in the pendulum masses. Preferably, the displacement of the pendulum mass pairs is coordinated with the vibration order of the internal combustion engine. Here, all tracks on the same order of vibration or a part of the pendulum mass pairs can be matched to a first and the other part to a second order of vibration. The training of the raceways takes place in the pendulum masses and in the flange in opposite directions. By the form the raceways is the shape of the pendulum motion that is the pivoting of the pendulum mass pairs relative to the flange set. As a result, corresponding pendulum shapes of filament pendulums can be predetermined. For example, an arc shape of the raceways may be configured such that a displacement of the center of gravity of the pendulum mass pairs with respect to the axis of rotation of the flywheel is formed epicycloid. This is understood, for example, the pendulum motion of a pendulum mass pair, which is designed as a so-called parallel pendulum, which are suspended in the circumferential direction of the rotation axis parallel and perpendicular to the center of gravity of the pendulum mass pair of threads with a predetermined length at pivot points of a circle drawn around the axis of rotation. The center of gravity of the pendulum mass pairs pivots around a circular arc of smaller radius arranged on the circle. For example, for this purpose, the tracks may be formed in the form of circular arcs.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Pendelform der Pendelmassenpaare durch eine Ausbildung der Bogenform der Laufbahnen derart ausgestaltet ist, dass bei einem Verschwenken dieser gegenüber der Drehachse des Schwungrads zusätzlich zu der epizykloiden Pendelform eine Verdrehung der Pendelmassenpaare um deren Schwerpunkt vorgesehen ist. Diese Pendelform entspricht einem sogenannten Trapezpendel. Bei einem Trapezpendel sind die Pendelmassenpaare in gedachter Weise jeweils mittels zweier gleich langer und in Umfangsrichtung beabstandeter, den Schwerpunkt einschließender Fäden an einem Kreis um die Drehachse aufgenommen. Im Unterschied zu einem Parallelpendel sind die Fäden nicht parallel zueinander angeordnet sondern an dem Kreis enger als an dem Pendelmassenpaar zueinander beabstandet aufgenommen. Dies führt dazu, dass bei einer Pendelbewegung ausgehend von einer durch Fliehkraft eingestellten Ausgangsposition eine durch eine Drehschwingung verursachte Verschwenkbewegung das Pendelmassenpaar neben der epizykloiden Bewegung zusätzlich um dessen Schwerpunkt dreht. Auf diese Weise können verglichen mit Parallelpendeln größere Schwingwinkel und/oder größere Massen der Pendelmassenpaare vorgesehen werden, wodurch deren Isolationswirkung gegenüber Drehschwingungen der Brennkraftmaschine erhöht werden kann. Die gedachte Pendelführung als Trapezpendel wird durch eine entsprechende Ausbildung der Bogenform der Laufbahnen der Pendelmassen und des Flanschteils ausgebildet. Hierzu kann ausgehend von einer ausschließlich fliehkraftbelasteten Ausgangslage ohne Einfluss von Drehschwingungen jeweils ein Bogenteil der Laufbahnen abhängig von der Schwingrichtung der Pendelmassenpaare von der Kreisbogenform abweichen. Beispielsweise kann bezogen auf die Kreisbogenform ein in Schwingrichtung weisender Bogenteil einer gegenüber dem Schwerpunkt in Schwingrichtung weisenden Laufbahn der Pendelmassenpaare gegenüber der Kreisbogenform verringert sein, während ein gegen die Schwingrichtung weisender Bogenteil einer gegenüber dem Schwerpunkt gegen die Schwingrichtung weisende Laufbahn des Flanschteils gegenüber der Kreisbogenform verringert sein kann. It has proved to be particularly advantageous if the pendulum shape of the pendulum mass pairs is designed by forming the arc shape of the raceways such that when pivoting this relative to the axis of rotation of the flywheel in addition to the epicyclic pendulum form a rotation of the pendulum mass pairs is provided around the center of gravity. This pendulum form corresponds to a so-called trapeze pendulum. In the case of a trapezoidal pendulum pendulum mass pairs are assumed in an imaginary way by means of two equally long and circumferentially spaced, the gravity einschließender threads on a circle around the axis of rotation. In contrast to a parallel pendulum, the threads are not arranged parallel to one another, but are taken closer to one another at the circle than at the pendulum mass pair. As a result, in the case of a pendulum movement, starting from a starting position set by centrifugal force, a pivoting movement caused by a torsional vibration additionally turns the pendulum mass pair next to the epicycloidal movement about its center of gravity. In this way, compared to parallel pendulums larger swing angle and / or larger masses of pendulum mass pairs can be provided, whereby their isolation effect against torsional vibrations of the engine can be increased. The imaginary pendulum guide as Trapezpendel is formed by a corresponding design of the arc shape of the raceways of the pendulum masses and the flange. For this purpose, starting from an exclusively centrifugally loaded starting position without the influence of torsional vibrations, in each case an arc part of the raceways can deviate from the circular arc shape, depending on the direction of oscillation of the pendulum mass pairs. For example, based on the circular arc shape pointing in the swing direction arch portion of facing the center of gravity in the swinging career of Pendelmassenpaare be reduced compared to the circular arc, while a pointing against the swing direction arch portion of facing the center of gravity against the swing direction career of the flange with respect to the arc shape to be reduced can.
Die Anzahl der über den Umfang verteilten Pendelmassenpaare kann zwischen zwei und sechs vorgesehen sein. In Bezug auf eine optimale Materialausnutzung, effektive Ausbildung von Ausschnitten in dem Flanschteil und der hierdurch begrenzten Festigkeit des Flanschteils, Ausnutzung der einsetzbaren Masse und erreichbarem Schwingwinkel hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn vier über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmassenpaare vorgesehen sind.The number of pendulum mass pairs distributed over the circumference can be between two and six. With regard to optimum material utilization, effective formation of cutouts in the flange part and the limited strength of the flange part, utilization of the usable mass and achievable swing angle, it has proved to be particularly advantageous if four pendulum mass pairs distributed over the circumference are provided.
Das vorgeschlagene Schwungrad eignet sich als drehzahladaptiver Drehschwingungstilger in alleinigem Einsatz oder in Verbindung mit weiteren Drehschwingungsdämpfern und/oder Drehschwingungstilgern. Beispielsweise kann das Schwungrad das Primärteil eines geteilten Schwungrads bilden. Weiterhin ist die Verwendung des Schwungrads als starres Schwungrad, welches eine Gegendruckplatte mit einer Reibfläche einer Reibungskupplung ausbildet, vorgesehen, wobei die Einsenkung auf radialer Höhe der Reibfläche vorgesehen ist. Hierbei kann der Außenumfang der Einsenkung sehr dünn ausgebildet sein, wobei ein radial außerhalb der Einsenkung ein eine statische Verstärkung bildender Anlasserzahnkranz vorgesehen sein kann. Um thermischen Problemen durch Eintrag von Reibungswärme der Reibungskupplung durch die Reibfläche im Bereich des Fliehkraftpendels zu begegnen, ist das Schwungrad aus wärmeleitendem Material, beispielsweise als Schmiede- oder Gussteil ausgebildet. Im Weiteren kann eine Scheibenstärke zwischen Reibfläche und Einsenkung besonders stark, beispielsweise größer als eine Flanschstärke im Bereich der Befestigungsöffnungen ausgebildet sein. Weiterhin kann die Wärme aufnehmende und abstrahlende Masse vergrößert werden, indem beispielsweise das Schwungrad radial außen einen gegenüber der Reibfläche axial erweiterten Ansatz aufweist, an dem beispielsweise ein entsprechend angepasster Deckel einer Kupplungsdruckplatte einer Reibungskupplung befestigt ist.The proposed flywheel is suitable as a speed-adaptive torsional vibration damper in sole use or in conjunction with other torsional vibration dampers and / or torsional vibration absorbers. For example, the flywheel may form the primary part of a split flywheel. Furthermore, the use of the flywheel as a rigid flywheel, which forms a counter-pressure plate with a friction surface of a friction clutch is provided, wherein the depression is provided at the radial height of the friction surface. Here, the outer circumference of the depression may be formed very thin, wherein a radially outside of the depression may be provided a static reinforcement forming starter ring gear. To counteract thermal problems by the entry of frictional heat of the friction clutch through the friction surface in the region of the centrifugal pendulum, the flywheel is made of thermally conductive material, for example as a forged or cast part. Furthermore, a disk thickness between the friction surface and the recess can be designed to be particularly strong, for example greater than a flange thickness in the region of the fastening openings. Furthermore, the heat-absorbing and radiating mass can be increased by, for example, the flywheel has radially outwardly a relation to the friction surface axially extended approach to which, for example, a suitably adapted cover a clutch pressure plate of a friction clutch is attached.
Die Erfindung wird anhand des in den
Die
Das Fliehkraftpendel
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schwungrad flywheel
- 22
- Befestigungsöffnung fastening opening
- 33
- Gegendruckplatte Platen
- 44
- Reibfläche friction surface
- 5 5
- Einsenkung depression
- 66
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 77
- Anlasserzahnkranz Starter gear
- 88th
- axialer Ansatz axial approach
- 99
- Flanschteil flange
- 1010
- Axialanschlag axial stop
- 1111
- Pendelmasse pendulum mass
- 1212
- Pendelmassenpaar Pendulum mass pair
- 1313
- Wälzkörper rolling elements
- 1414
- Ausschnitt neckline
- 1515
- Ausschnitt neckline
- 1616
- Laufbahn career
- 1717
- Laufbahn career
- 1818
- Verbindungsmittel connecting means
- dd
- Drehachse axis of rotation
- ff
- Flanschstärke flange thickness
- LL
- Linie line
- ss
- Scheibenstärke slice thickness
- Spsp
- Schwerpunkt main emphasis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10018955 A1 [0002] DE 10018955 A1 [0002]
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-
2014
- 2014-05-13 DE DE201410208982 patent/DE102014208982A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150415 |
|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |