DE102014216752A1

DE102014216752A1 - Fliehkraftpendeleinrichtung

Info

Publication number: DE102014216752A1
Application number: DE201410216752
Authority: DE
Inventors: Parviz Movlazada
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2015-03-26
Also published as: CN105579738B; WO2015043587A1; CN105579738A; DE112014004404A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung, insbesondere eine Trapezfliehkraftpendeleinrichtung, für eine Dämpfereinrichtung und/oder eine Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem um eine Rotationsachse der Fliehkraftpendeleinrichtung rotierbaren Pendelmassenträger, an welchem eine Mehrzahl gegenüber dem Pendelmassenträger in Umfangsrichtung und in Radialrichtung der Fliehkraftpendeleinrichtung bewegbare Pendelmassen aufgehängt sind, wobei ferner wenigstens eine Pendelmasse in Axialrichtung in Abhängigkeit eines Verhaltens der Fliehkraftpendeleinrichtung verlagerbar am Pendelmassenträger aufgehängt ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Dämpfereinrichtung oder eine Drehmomentübertragungseinrichtung insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei die Dämpfereinrichtung bzw. die Drehmomentübertragungseinrichtung eine erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung, insbesondere eine Trapezfliehkraftpendeleinrichtung, für eine Dämpfereinrichtung und/oder eine Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Dämpfereinrichtung oder eine Drehmomentübertragungseinrichtung insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs; z. B. ein Fliehkraftpendel, einen Drehmomentwandler, eine Kupplung, eine Kupplungsbaugruppe, einen Dämpfer, einen Drehschwingungsdämpfer, einen Turbinendämpfer, einen Pumpendämpfer, einen Zweimassenwandler oder ein Zweimassenschwungrad, oder eine Baugruppe und/oder eine Kombination davon, wobei die Dämpfereinrichtung bzw. die Drehmomentübertragungseinrichtung eine erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung aufweist.
An Wellen periodisch arbeitender Maschinen, z. B. an einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, treten bei einer Rotationsbewegung der Welle Drehschwingungen auf, wobei sich deren Frequenzen mit einer Drehzahl der Welle ändert. – Durch Verbrennungsvorgänge des Verbrennungsmotors werden insbesondere in einem Zugbetrieb Drehschwingungen im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeregt. Zur Verringerung dieser Drehschwingungen kann ein Fliehkraftpendel vorgesehen sein, das die Drehschwingungen über einen größeren Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors, idealerweise über dessen gesamten Drehzahlbereich hinweg, hauptsächlich oder im Wesentlichen tilgen kann.
Einem Fliehkraftpendel liegt das physikalische Prinzip zugrunde, dass dessen Pendelmassen fliehkraftbedingt bestrebt sind, eine Rotationsachse (Welle, s. o.) bei Einleitung einer Rotationsbewegung um diese Achse in einem größtmöglichem Abstand zu umkreisen. Die Drehschwingungen in der Welle führen zu einer pendelnden Relativbewegung der Pendelmassen, wobei das Fliehkraftpendel eine zur Drehzahl proportionale Eigenfrequenz besitzt, sodass Drehschwingungen mit Frequenzen, die der Drehzahl der Welle in gleicher Weise proportional sind, über einen großen Drehzahlbereich hinweg tilgbar sind.
Ein Fliehkraftpendel umfasst u. a. eine Mehrzahl von Pendelmassen, die mittels Führungselementen an einem rotierbaren Pendelmassenträger aufgehängt sind und entlang vorgegebener Führungsbahnen eine Relativbewegung zum Pendelmassenträger ausführen können, um hierbei einen variablen Abstand zur Rotationsachse des Pendelmassenträgers einnehmen zu können. Als eine Folge der Drehschwingungen im Antriebsstrang werden die Pendelmassen zum Pendeln bzw. Schwingen angeregt, wobei sich deren Schwerpunkte permanent und zeitversetzt zu den Drehschwingungen im Antriebsstrang verändern, was durch eine mechanische Rückkopplung eine Dämpfung der Drehschwingungen im Antriebsstrang bewirkt. Eine effiziente Dämpfung kann durch eine entsprechende Abstimmung der Pendelmassen und deren Führungsbahnen erfolgen.
Problematisch bei Fliehkraftpendeleinrichtungen ist ein Verschleiß und eine Geräuschentwicklung. Dies wird durch mechanische Anschläge der Pendelmassen an den Pendelmassenträgern der Fliehkraftpendeleinrichtungen verursacht. Im Stand der Technik wird versucht diesem dadurch zu begegnen, dass die axialen Anschläge der Pendelmassen nicht verhindert werden, sondern deren Ergebnisse bekämpft werden, was jedoch nur geringe Auswirkungen auf den Verschleiß und die Geräuschentwicklung hat. Eine Variante mit federunterstützten Pendelmassen kann zwar die axialen Anschläge der Pendelmassen am Pendelmassenträger verhindern, hat aber auch einen vergleichsweise starken Einfluss auf eine Tilgerordnung, also eine Dämpfung der Drehschwingungen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Fliehkraftpendeleinrichtung für eine Dämpfereinrichtung und/oder eine Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, anzugeben. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine entsprechend verbesserte Dämpfereinrichtung und/oder eine verbesserte Drehmomentübertragungseinrichtung zur Verfügung zu stellen. – Hierbei soll die erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung mechanische Anschläge der Pendelmassen an einem Pendelmassenträger verhindern und ein Entstehen von Anschlagsenergie verkleinern, wobei eine Tilgerordnung wenig beeinflusst sein soll. Ferner soll die verbesserte Fliehkraftpendeleinrichtung vergleichsweise klein und kostengünstig in ihrer Herstellung, ihrer Montage und ihrem Betrieb sein.
Die Aufgabe der Erfindung ist mittels einer Fliehkraftpendeleinrichtung, insbesondere einer Trapezfliehkraftpendeleinrichtung, für eine Dämpfereinrichtung und/oder eine Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 1; und mittels einer Dämpfereinrichtung und/oder einer Drehmomentübertragungseinrichtung, bevorzugt für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.
Die erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung weist wenigstens einen um eine Rotationsachse der Fliehkraftpendeleinrichtung rotierbaren Pendelmassenträger auf, an welchem eine Mehrzahl gegenüber dem Pendelmassenträger in Umfangsrichtung und in Radialrichtung der Fliehkraftpendeleinrichtung bewegbare Pendelmassen aufgehängt sind. Gemäß der Erfindung ist ferner wenigstens eine Pendelmasse der Fliehkraftpendeleinrichtung in Axialrichtung insbesondere in Abhängigkeit eines Verhaltens der Fliehkraftpendeleinrichtung verlagerbar am Pendelmassenträger aufgehängt, gelagert bzw. gehaltert Hierbei kann die Fliehkraftpendeleinrichtung und/oder die Pendelmasse derart ausgebildet sein, dass das Verlagern der Pendelmasse gegenüber dem Pendelmassenträger in Axialrichtung in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Fliehkraftpendeleinrichtung erfolgt.
Die Pendelmasse kann dabei im Wesentlichen in einem Lastfall der Fliehkraftpendeleinrichtung bevorzugt vom Pendelmassenträger wegbewegt sein. Ferner kann die Pendelmasse im Wesentlichen bei einem Austrudeln und/oder im Wesentlichen bei einem Stillstand der Fliehkraftpendeleinrichtung bevorzugt auf den Pendelmassenträger zubewegt sein. D. h. z. B. ausgehend von einem Stillstand der Fliehkraftpendeleinrichtung, ist die Pendelmasse im Wesentlichen für einen Lastfall der Fliehkraftpendeleinrichtung vom Pendelmassenträger wegbewegbar, d. h. im Lastfall ggf. um eine bestimmte Strecke axial wegbewegt. Ferner ist z. B. ausgehend von einem Lastfall die Pendelmasse im Wesentlichen für das Austrudeln oder im Wesentlichen für den Stillstand der Fliehkraftpendeleinrichtung auf den Pendelmassenträger zubewegbar, d. h. beim Austrudeln und/oder im Stillstand ggf. um eine bestimmte Strecke axial zubewegt.
Ein Wegverlagern der Pendelmasse vom Pendelmassenträger in Axialrichtung kann entgegen einer Kraft, insbesondere entgegen einer Federkraft, erfolgen. Hierbei stammt die Kraft bevorzugt aus einem Energiespeicherelement, insbesondere die Federkraft aus einem Federelement, mittels welchem die Pendelmasse im Wesentlichen beim Austrudeln und/oder im Wesentlichen beim Stillstand der Fliehkraftpendeleinrichtung an den oder an einen Pendelmassenträger ansitzbar ist. Die Kraft drückt die Pendelmasse bevorzugt in Richtung auf den Pendelmassenträger zu.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist die Pendelmasse ein Führungselement auf, mittels welchem die Pendelmasse bevorzugt in Umfangsrichtung und Radialrichtung bewegbar, d. h. pendelbar bzw. schwenkbar, am Pendelmassenträger aufgehängt ist. Eine Lagerung zwischen dem Führungselement und der Pendelmasse ist bevorzugt derart ausgebildet, dass das Verlagern der Pendelmasse gegenüber dem Pendelmassenträger in Axialrichtung in Abhängigkeit von der Drehzahl der Fliehkraftpendeleinrichtung erfolgt. Das Führungselement kann im Bereich der Lagerung mit der Pendelmasse einen Lagerkonus aufweisen, der mit einem Lagerkonus der Führungsbahn der Pendelmasse derart zusammenwirkbar ist, dass die Pendelmasse bei einem Auftreten einer Zentrifugalkraft auf die Pendelmasse, vom Pendelmassenträger axial wegverlagerbar ist.
Ein Radius des Lagerkonus des Führungselements und ein ‚Radius’ des Lagerkonus der Führungsbahn der Pendelmasse ausgehend vom Pendelmassenträger nehmen beide in Axialrichtung bevorzugt ab, wobei ein Lagerabschnitt des Führungselements im Pendelmassenträger bevorzugt zylinderförmig ausgebildet ist. Eine Schräge des Lagerkonus des Führungselements und eine Schräge des Lagerkonus der Führungsbahn der Pendelmasse sind dabei im Wesentlichen gleich. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Führungselement als ein teilkonischer Abstandsbolzen ausgebildet, welcher ausgehend von seinem im Wesentlichen zylinderförmigen Lagerabschnitt ein oder beidseitig den Lagerkonus aufweist, dessen Radius ausgehend vom Lagerabschnitt axial nach außen hin abnimmt. Das Führungselement bzw. der teilkonische Abstandsbolzen ist zusammen mit der Pendelmasse und dem Pendelmassenträger in der Fliehkraftpendeleinrichtung zwangsgeführt.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Pendelmasse in Axialrichtung zwei hintereinander angeordnete Massenhälften aufweisen, welche derart zur Pendelmasse in Axialrichtung gegeneinander verlagerbar verbunden sind, dass wenigstens eine Massenhälfte bevorzugt jedoch beide Massenhälften in Axialrichtung vom Pendelmassenträger wegbewegbar sind. Hierbei sind bevorzugt beide Massenhälften jeweils mittels einer Befestigung an einem Befestigungsmittel und mittels dieses Befestigungsmittels aneinander festgelegt, wobei die eine Massenhälfte mittels eines Axialloslagers und die andere Massenhälfte mittels eines Axialfestlagers, oder beide Massenhälften mittels zweier Axialloslager am Befestigungsmittel festgelegt sind. Hierbei ist die Pendelmasse selbst derart konzipiert, dass sich die beiden Massenhälften lediglich in Axialrichtung gegeneinander eine vergleichsweise geringe Strecke bewegen lassen.
Eine wie auch immer geartete Verdrehbarkeit der Massenhälften der Pendelmasse zueinander oder eine Bewegbarkeit der einen Massenhälfte gegenüber der anderen Massenhälfte in Radial- und/oder Umfangsrichtung ist im Wesentlichen nicht möglich. Aufgrund einer Konstruktion der Pendelmasse ist eine signifikante Bewegbarkeit der einen Massenhälfte gegenüber der anderen Massenhälfte – abgesehen von der Möglichkeit der axialen Verlagerbarkeit einer oder beider Massenhälften am betreffenden Axialloslager – nicht möglich, wodurch es unerheblich ist, inwieweit die Axiallager einen Freiheitsgrad in eine andere mögliche Richtung bieten; sie können dies erlauben (z. B. ein im Axialfestlager verdrehbares Befestigungsmittel), müssen es aber nicht. Bevorzugt ist das Befestigungsmittel nicht im Axialfestlager verdrehbar.
Gemäß der Erfindung kann die Fliehkraftpendeleinrichtung derart ausgebildet sein, dass zwischen zwei in Axialrichtung hintereinander angeordneten Massenhälften einer einzelnen Pendelmasse der Pendelmassenträger vorgesehen ist (vgl. Zeichnung). Es ist jedoch auch möglich, dass die Fliehkraftpendeleinrichtung zwei Pendelmassenträger aufweist, zwischen welchen als bevorzugt einstückige oder integrale Einzelmassen ausgebildete Pendelmassen bewegbar aufgehängt sind (nicht dargestellt). Ferner kann die Fliehkraftpendeleinrichtung einen einzigen Pendelmassenträger aufweisen, an welchem als bevorzugt einstückige oder integrale Einzelmassen ausgebildete Pendelmassen bewegbar aufgehängt sind, d. h. in einem solchen Fall sind die Pendelmassen seitlich am Pendelmassenträger angehängt (ebenfalls nicht dargestellt).
Das Energiespeicherelement, insbesondere das Federelement, kann zwischen dem Befestigungsmittel und der Pendelmasse, insbesondere mechanisch vorgespannt vorgesehen sein. Hierbei kann das Energiespeicherelement, insbesondere das Federelement, bevorzugt loslagerseitig zwischen der Pendelmasse und dem Befestigungsmittel, insbesondere einem Bund des Befestigungsmittels vorgesehen sein. Das Energiespeicherelement ist beispielsweise als ein Federelement und insbesondere als eine Tellerfeder oder eine Wellfeder ausgebildet. – Das Ansitzen der Pendelmasse am Pendelmassenträger kann mittels eines Form- und/oder Reibschlusses zwischen der Pendelmasse und dem Pendelmassenträger unterstützt sein. So können für das Ansitzen die Pendelmasse und/oder der Pendelmassenträger zueinander korrespondierende und/oder komplementäre Einrichtungen (z. B. geprägt), einen Reibbelag, eine Beschichtung und/oder eine bestimmte Oberflächengestaltung aufweisen.
Gemäß der Erfindung kann der Lagerkonus des Führungselements bzw. des Abstandsbolzens als ein Lageraußenkonus ausgebildet sein. Analog dazu kann der Lagerkonus der Führungsbahn der Pendelmasse als ein Lagerinnenkonus ausgebildet sein. Darüber hinaus kann das Axialloslager der Massenhälfte oder der Pendelmasse ein Gleitlager sein und/oder eine Gleitbuchse aufweisen. In Ausführungsformen der Erfindung können in Umfangsrichtung einander direkt benachbarte Pendelmassen über ein Feder- und/oder Dämpferelement miteinander mechanisch koppelbar und/oder gekoppelt sein.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Elemente oder Bauteile, welche eine identische, univoke oder analoge Ausbildung und/oder Funktion besitzen, sind in den verschiedenen Figuren (Fig.) der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. In den detaillierten Fig. der Zeichnung zeigen unter einem Weglassen von Umlaufkanten:
1 eine weggebrochene zweidimensionale Radialhalbschnittansicht einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Pendelmasse bei einem Stillstand der Fliehkraftpendeleinrichtung, wobei die Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich eines Befestigungsmittels einer ihrer Pendelmassen dargestellt ist;
2 eine Ansicht analog zur 1, wobei die Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich eines Führungselements einer ihrer Pendelmassen geschnitten dargestellt ist;
3 wiederum eine weggebrochene zweidimensionale Radialhalbschnittansicht der erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung mit der erfindungsgemäßen Pendelmasse in einem Lastfall der Fliehkraftpendeleinrichtung, wobei die Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich des Befestigungsmittels der Pendelmasse dargestellt ist; und
4 eine Ansicht analog zur 3, wobei die Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich des Führungselements der Pendelmasse geschnitten dargestellt ist.
Die spezielle Ausführungsform der Zeichnung zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1, insbesondere eine Trapezfliehkraftpendeleinrichtung 1, bzw. eine Einrichtung zur drehzahladaptiven Schwingungstilgung 1, z. B. für eine Dämpfereinrichtung 0 oder eine Drehmomentübertragungseinrichtung 0 (in der 1 lediglich angedeutet), insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Beispielhafte Anwendungen sind eingangs genannt. – Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf sämtliche Einrichtungen angewendet werden, bei welcher ein Fliehkraftpendel 0 bzw. eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 eine sinnvolle Ergänzung ist.
Die dargestellte Ausführungsform der Erfindung weist an einem Pendelmassenträger 10 bzw. einem Pendelmassenflansch 10 bewegbar aufgehängt wenigstens zwei, drei, bevorzugt jedoch vier, fünf oder sechs Pendel- 20, Tilger- 20 bzw. Trägheitsmassen 20 auf, die sich in Radialrichtung Ra und in Umfangsrichtung Um der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gegenüber dem Pendelmassenträger 10 pendelnd bewegen können, was von einer Drehzahl und Drehzahländerungen des Pendelmassenträgers 10 abhängt (vgl. 1 und 2 mit 3 und 4). Eine andere Anzahl von Pendelmassen 20 ist natürlich anwendbar. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist um eine Rotationsachse R rotierbar, die mit einer Axialrichtung Ax bzw. einer Längsrichtung Ax der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 deckungsgleich ist.
Eine pendelnde Bewegbarkeit der Pendelmassen 20 gegenüber dem Pendelmassenträger 10 ist je Pendelmasse 20 von bevorzugt zwei von dieser Pendelmasse 20 und dem Pendelmassenträger 10 separaten Führungselementen 26 gewährleistet. Das Führungselement 26 kann dabei wie in der Zeichnung dargestellt ausgebildet sein (s. u.). Jedes Führungselement 26 ist dabei zwischen der betreffenden Pendelmasse 20 und dem Pendelmassenträger 10 zwangsgeführt und führt die Pendelmasse 20 am Pendelmassenträger 10 bzw. diese beiden gegenseitig. Es ist z. B. auch möglich, ein einzelnes Führungselement 26 je Pendelmasse 20 und ein Gegenlager dafür vorzusehen.
Damit eine gewünschte Relativbewegung der Pendelmasse 20 gegenüber dem Pendelmassenträger 10 erfolgen kann, weisen eine jede Pendelmasse 20 bevorzugt zwei Führungsbahnen 220 und der Pendelmassenträger 10 je Pendelmasse 20 ebenfalls bevorzugt zwei Führungsbahnen 120 auf. Bevorzugt sind sowohl die Führungsbahnen 120 im Pendelmassenträger 10 als auch die Führungsbahnen 220 in den Pendelmassen 20 Rollenausbrüche. – Eine Pendelmasse 20 weist, wie in der Zeichnung zu sehen, bevorzugt zwei als Einzelmassen 22 ausgebildete Massenhälften 22 auf. Es ist aber auch möglich eine Pendelmasse 20 als eine Einzelmasse 22 auszubilden (nicht dargestellt).
Die jeweilige Führungsbahn 220 der Pendelmasse 20 verläuft von ihrem Mittenabschnitt (nicht dargestellt) in der Pendelmasse 20 in beide Umfangsrichtungen Um bevorzugt radial nach außen innerhalb der Pendelmasse 20, wobei die bevorzugt symmetrische Führungsbahn 220 insbesondere bogenförmig verläuft. Die jeweilige Führungsbahn 120 des Pendelmassenträgers 10 verläuft von ihrem Mittenabschnitt (nicht dargestellt) in beide Umfangsrichtungen Um bevorzugt radial nach innen innerhalb des Pendelmassenträgers 10, wobei die jeweilige bevorzugt symmetrische Führungsbahn 120 insbesondere bogenförmig verläuft. D. h. zwei einem Führungselement 26 zugehörige Führungsbahnen 120, 220 krümmen sich innerhalb der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in entgegengesetzte Richtungen.
Ein Grundkörper 200 einer Massenhälfte 22 der Pendelmasse 20 bzw. der Pendelmasse 20 (s. u.) ist ein scheibenförmiger, d. h. ebener und vergleichsweise dünner Körper 200, z. B. aus einem (Form-)Stanzblech. Analog dazu ist ein Grundkörper 100 des Pendelmassenträgers 10 bevorzugt ebenfalls ein scheibenförmiger, d. h. ein ebener und vergleichsweise dünner Körper 100, z. B. wiederum aus einem (Form-)Stanzblech. Vorliegend ist der Grundkörper 100 nur dergestalt verdeutlicht, dass damit eine Funktion einer Fliehkraftpendeleinrichtung 1 realisierbar ist.
Der Grundkörper 100 des Pendelmassenträgers 10 kann Bestandteil der Dämpfereinrichtung 0 oder der Drehmomentübertragungseinrichtung 0 sein. Zu diesem Zweck weist der Grundkörper 100 einen radial inneren Anschlussabschnitt 110 auf, über welchen die Dämpfereinrichtung 0 oder die Drehmomentübertragungseinrichtung 0 bzw. ein Bauteil davon mechanisch, (stofflich) einstückig oder integral angekoppelt sein kann, wobei der Grundkörper 100 selbst bevorzugt ein Bauteil, z. B. ein Massenträger, dieser Einrichtung sein kann. Analoges gilt für einen radial äußeren Bereich des Grundkörpers 100 (nicht dargestellt).
Gemäß der Erfindung ist die Einzelmasse 22 axial beweglich am Pendelmassenträger 10 (nicht dargestellt) oder sind die Massenhälften 22 axial beweglich zueinander (vgl. Zeichnung), z. B. durch eine lose Nietverbindung, vorgesehen. Die Einzelmasse 22 oder die Massenhälften 22 werden mittels einer z. B. axialen Federung, bevorzugt einer Teller- 25 oder einer Wellfeder an der Nietverbindung, insbesondere mit mechanischer Vorspannung, in Richtung auf den Pendelmassenträger 10 gedrückt, sodass bei einem Stillstand und/oder einem Austrudeln der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 durch Reibkräfte die Einzelmasse 22 oder die Massenhälften 22 in einer Position am Pendelmassenträger 10 gehalten werden. Mittels konstruktiver Maßnahmen können diese Haltekräfte maximiert werden, z. B. mittels eines Reibbelags und/oder eines Formschlusses an den Kontaktflächen.
Das bevorzugt als eine Rolle 26 ausgebildete Führungselement 26 und dazu korrespondierende Rollflächen (Führungsbahnen 120) in der Pendelmasse 20 besitzen insbesondere eine konische Gestalt, sodass bei einem Betriebslauf der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ab einer bestimmten Drehzahl die Einzelmasse 22 vom Pendelmassenträger 10 durch eine Fliehkraft weggedrückt wird oder die Massenhälften 22 durch die Fliehkraft auseinander geschoben werden, wobei eine z. B. angewendete Tellerfeder 25 im Wesentlichen schlagartig flachgedrückt wird. Hierbei löst sich ein Reib-/Halteschluss der Einzelmasse 22 oder der Massenhälften 22, wodurch eine korrekte Tilgerfunktion der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 zu Stande kommt, da die Einzelmasse 22 bzw. die Massenhälften 22 axial vom Pendelmassenträger 10 entkoppelt sind.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine gegenüber dem Pendelmassenträger 10 axial bewegliche Einzelmasse 22, oder gegeneinander bzw. gegenüber dem Pendelmassenträger 10 axial bewegliche Massenhälften 22 aus. Ferner zeichnet sich die Erfindung durch eine Axialfederung zwischen der Einzelmasse 22 und dem Pendelmassenträger 10, oder den beweglichen Massenhälften 22 untereinander und den Massenhälften 22 und dem Pendelmassenträger 10 aus, wobei die Einzelmasse 22 bzw. die Massenhälften 22 auf den Pendelmassenträger 10 mechanisch vorgespannt sind. Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung durch konische Rollflächen in der Einzelmasse 22 oder in den Massenhälften 22 (Führungsbahnen 120) sowie an dem Führungselement 26 bzw. der Rolle 26 aus.
Die folgenden Ausführungen gemäß der Zeichnung beziehen sich auf eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 mit Pendelmassen 20, welche zwei Massenhälften 22 aufweisen, wobei der Pendelmassenträger 10 zwischen den Einzelmassen 22 vorgesehen ist; die Pendelmassen 20 mit ihren Einzelmassen 22 also rechts und links am Pendelmassenträger 10 hängen. Die 1 und 3 zeigen eine Befestigung bzw. Lagerung des Befestigungsmittels 24 in den Massenhälften 22, d. h. auf welche Weise das Befestigungsmittel 24 die beiden Massenhälften 22 insbesondere in Axialrichtung Ax zusammenhält. Bevorzugt weist die Pendelmasse 20 wenigstens zwei solche Befestigungsmittel 24 auf. Damit im Betrieb der Fliehkraftpendeleinrichtung das Befestigungsmittel 24 nicht mit dem Pendelmassenträger 10 kollidiert, weist der Pendelmassenträger 10 eine entsprechend geformte Durchgangsausnehmung 140, bevorzugt einen z. B. gestanzten Nietausbruch 140, auf.
Eine der beiden Massenhälften 22 (rechts in den 1 und 3) ist fest am Befestigungsmittel 24 vorgesehen. Hier weist die Pendelmasse 20 u. a. ein Axialfestlager 244 auf. Die andere der beiden Massenhälften 22 (links in den 1 und 3) ist ebenfalls fest am Befestigungsmittel 24 vorgesehen, jedoch axial verschieblich gegenüber diesem, z. B. als Sonderniet 24 konzipierten Befestigungsmittel 24, eingerichtet. Hier weist die Pendelmasse 20 u. a. ein Axialloslager 242, bevorzugt ein Gleitlager 242 ggf. mit einer Gleitbuchse 242 auf. Zwischen einem freien Ende des Befestigungsmittels 24, insbesondere einem Bund des Befestigungsmittels 24, und einer Außenseite der Massenhälfte 22 ist ein Energiespeicherelement 25, insbesondere das bevorzugt als Teller- 25 oder Wellfeder ausgebildete Federelement 25 vorgesehen. Dieses Energiespeicherelement 25 liefert eine Kraft F₂₅, welche die beiden Massenhälften 22 der Pendelmasse 20 zusammendrückt.
In Umfangsrichtung Um weiter vorne und/oder weiter hinten in Bezug auf ein Befestigungsmittel 24 weist die Pendelmasse 20 ein Führungselement 26 für deren Führung am/im Pendelmassenträger 10 auf. Hierbei ist das Führungselement 26 mit einem Lagerabschnitt 265, z. B. einem Mittenabschnitt 265, der insbesondere zylinderförmig ausgebildet ist, in der Führungsbahn 120 im Pendelmassenträger 10 geführt. Bevorzugt weist die Pendelmasse 20 zwei solche Führungselemente 26 auf. – Die bevorzugt zwei Führungsbahnen 220 in der Pendelmasse 20 (beidseitig jeweils als eine gezählt), die bevorzugt zwei Führungsbahnen 120 im Pendelmassenträger 10 und die bevorzugt zwei in den Führungsbahnen 120, 220 rollenden Führungselemente 26 führen die Pendelmasse 20 am/im Pendelmassenträger 10.
Eine Lagerung 260 des Führungselements 26 in der Pendelmasse 20 umfasst dabei je Massenhälfte 22 einen Lagerkonus 266, insbesondere einen Lageraußenkonus 266 des Führungselements 26, sowie einen Lagerkonus 262, insbesondere einen Lagerinnenkonus 262 der Pendelmasse 20. Vorliegend ist das Führungselement 26 als ein teilkonischer Abstandsbolzen 26 mit an seinen beiden freien Endabschnitten vorgesehenen Lageraußenkonen 266 und dem zylindrischen Mittenabschnitt 265 ausgebildet. Die Lagerinnenkonen 262 der Pendelmasse 20 sind dabei keine Flächen eines geraden Kreiskegelstumpfs, sondern besitzen als jeweilige Grundfläche eine betreffende innere Seitenfläche der gekrümmten Führungsbahn 120 in der Pendelmasse 20.
Fängt nun an, ausgehend von einem Stillstand der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 (vgl. 1 und 2), der Pendelmassenträger 10 um die Rotationsachse R zu rotieren, so ergibt sich aufgrund einer Fliehkraft (Radialrichtung Ra) auf die Massenhälften 22 und der in Bezug auf den Pendelmassenträger 10 axial nach außen hin kleiner werdenden Radien der betreffenden Konen 262, 266; 262, 266 eine Axialkraft auf die jeweilige Massenhälfte 22 der Pendelmasse 20 einzuwirken (siehe Pfeile an den Massenhälften 22 in der 4). Ist die Axialkraft F₂₀ auf die Pendelmasse 20 größer als die Kraft aus dem Energiespeicherelement F₂₅, so bewegen sich die Massenhälften 22 der Pendelmasse 20 vom Pendelmassenträger 10 weg (vgl. 3 und 4). Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 kann dabei ihre Funktion ungestört durch axiale Reibungskräfte der Massenhälften 22 mit dem Pendelmassenträger 10 erfüllen.
Es ist bevorzugt, dass sowohl das bzw. die Befestigungsmittel 24 der Massenhälften 22 als auch das oder die Führungselemente 26 der Massenhälften 22 derart an/in der Pendelmasse 20 eingerichtet bzw. vorgesehen sind, dass im Betrieb der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 keine Momente aus der Federkraft F₂₅, entstehen. Hierbei ist es bevorzugt, dass das bzw. die Befestigungsmittel 24 und das oder die Führungselemente 26 alle auf einem gemeinsamen (mittleren) Radius an/in der Pendelmasse 20 eingerichtet bzw. vorgesehen sind. Dieser Radius ist bevorzugt der Mittenradius der Pendelmasse 20, also der Abstand der jeweiligen Längsachse Ax des oder der Befestigungsmittel 24 und des oder der Führungselemente 26 zur Rotationsachse R der Fliehkraftpendeleinrichtung 1.
Die Führungsbahnen 120 des Pendelmassenträgers 10 und die Führungsbahnen 220 der Pendelmassen 20 sind bevorzugt derart ausgebildet, dass bei Übergangsphasen sich bewegender Pendelmassen 20 und/oder bei einem maximalen Schwingwinkel (nicht dargestellt) der Fliehkraftpendeleinrichtung 1, ein gegenseitiger Anschlag der Pendelmassen 20 in Umfangsrichtung Um vermieden ist. Ferner kann in Umfangsrichtung Um zwischen zwei direkt benachbarten Pendelmassen 20 ein Feder- und/oder Dämpferelement (nicht dargestellt), z. B. eine Blattfeder oder ein Gummielement, vorgesehen sein.
Ferner kann die Fliehkraftpendeleinrichtung bezüglich ihren Pendelmassen in Axialrichtung gegenüberliegend zwei Pendelmassenträger aufweisen (nicht dargestellt). Hierbei können die Pendelmassen als einstückige oder integrale Einzelmassen ausgebildet sein. Eine solche Ausführungsform ist z. B. dann vorteilhaft, wenn im Antriebsstrang schon ein Massenträger oder gar zwei Massenträger vorhanden sind, an welchem bzw. zwischen welchen eine Fliehkraftpendeleinrichtung vorgesehen sein soll. Der bzw. die Massenträger sind dabei bevorzugt nicht nur Pendelmassenträger sondern auch z. B. ein Bestandteil bzw. Bestandteile einer Dämpfereinrichtung oder einer Drehmomentübertragungseinrichtung (beides in der Zeichnung nicht dargestellt).
Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 bzw. ein Fliehkraftpendel 0, bei welchem die Pendelmassen 20 bevorzugt über konische Abstandsbolzen 26 gegenüber dem Pendelmassenträger 10 axial verschieblich sind und über Federelemente 25 wieder in einen Ausgangszustand zurückgedrückt werden können. Bevorzugt ist hierbei, dass je Pendelmasse 20 zwei axial relativ zueinander bewegliche Massenhälften 22 die Pendelmasse 20 bilden und mittels einer axialen Federung durch Reib- und/oder Formschluss beim Stillstand der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gehalten werden. Bei einer Betriebsdrehzahl wird durch Auflösung dieses Reib- und/oder Formschlusses zwischen der betreffenden Massenhälfte 22 und dem Pendelmassenträger 10 unter Wirkung von Pendelfliehkräften eine Tilgerfunktion gewährleistet.
Bezugszeichenliste

0: Drehmomentübertragungseinrichtung, z. B. Drehmomentwandler, Kupplungsbaugruppe, Kupplung, Dämpfereinrichtung, Dämpferbaugruppe, Turbinendämpfer, Pumpendämpfer, Torsionsschwingungsdämpfer, Drehschwingungsdämpfer, Dämpfer, Zweimassenwandler, Zweimassenschwungrad, Fliehkraftpendel etc. oder Baugruppe und/oder Kombination davon
1: Fliehkraftpendeleinrichtung, insbesondere Trapezfliehkraftpendeleinrichtung, Einrichtung zur drehzahladaptiven Schwingungstilgung, Tilgereinrichtung
10: Pendelmassenträger, Pendelflansch
20: Pendelmasse, Tilgermasse, Trägheitsmasse, z. B. zwei axial hintereinander angeordnete Massenhälften 22 oder lediglich eine einfache Masse aufweisend
22: Massenhälfte, Einzelmasse (einfache Masse) der Pendelmasse 20
24: Befestigungsmittel zum aneinander Festlegen zweier axial hintereinander angeordneter Massenhälften 22 zur Pendelmasse 20, bevorzugt Niet, Sonderniet
25: Energiespeicherelement, insbesondere Federelement, bevorzugt Teller- oder Wellfeder
26: (konisches bzw. teilkonisches) Führungselement zur pendelnden Lagerung der Pendelmasse 20, insbesondere Abrollelement, (Lauf-)Rolle, Gleitelement, Niet, Stift, (konischer bzw. teilkonischer) Abstandsbolzen
100: scheibenförmiger, d. h. ebener und vergleichsweise dünner Grundkörper des Pendelmassenträgers 10
110: Anschlussabschnitt des Pendelmassenträgers 10 an Dämpfereinrichtung 0, Drehmomentübertragungseinrichtung 0, Nabe etc.
120: Führungsbahn im Pendelmassenträger 10 für Führungselement 26 zur pendelnden Führung der Pendelmasse 20, bevorzugt gerader Rollenausbruch (z. B. gestanzt)
140: (Durchgangs-)Ausnehmung, bevorzugt Nietausbruch (z. B. gestanzt) für Bewegungsfreiheit des Befestigungsmittels 24
200: scheibenförmiger, d. h. ebener und vergleichsweise dünner Grundkörper der Pendelmasse 20 bzw. der Massenhälfte 22
220: (konische) Führungsbahn in der Pendelmasse 20 für Führungselement 26 zur pendelnden Führung der Pendelmasse 20 im Pendelmassenträger 10, bevorzugt konischer Rollenausbruch
240: Befestigung, Lagerung des Befestigungsmittels 24 in den Massenhälften 22
242: Axialloslager, bevorzugt Gleitlager ggf. mit Gleitbuchse
244: Axialfestlager
260: Lagerung des Führungselements 26 in der Pendelmasse 20
262: Lagerkonus, insbesondere Lagerinnenkonus der Führungsbahn 220
265: (gerader) Lagerabschnitt, z. B. Mittenabschnitt des Führungselements 26, insbesondere zylinderförmig
266: Lagerkonus, insbesondere Lageraußenkonus des Führungselements 26
Ax: Axialrichtung, Längsrichtung der Drehmomentübertragungseinrichtung 0, der Fliehkraftpendeleinrichtung 1, des Pendelmassenträgers 10, der Pendelmasse 20, einer Kurbelwelle, einer Getriebewelle, des Antriebsstrangs etc.
F₂₅: Kraft aus Energiespeicherelement 25, insbesondere Federkraft aus Federelement 25
F₂₀: Kraft im Lastfall auf Pendelmasse 20, mit F₂₀ > F₂₅
R: Rotationsachse der Drehmomentübertragungseinrichtung 0, der Fliehkraftpendeleinrichtung 1, des Pendelmassenträgers 10, der Pendelmasse 20, der Kurbelwelle, der Getriebewelle, des Antriebsstrangs etc.
Ra: Radialrichtung der Drehmomentübertragungseinrichtung 0, der Fliehkraftpendeleinrichtung 1, des Pendelmassenträgers 10, der Pendelmasse 20, der Kurbelwelle, der Getriebewelle, des Antriebsstrangs etc.
Um: Umfangsrichtung der Drehmomentübertragungseinrichtung 0, der Fliehkraftpendeleinrichtung 1, des Pendelmassenträgers 10, der Pendelmasse 20, der Kurbelwelle, der Getriebewelle, des Antriebsstrangs etc.

Claims

Fliehkraftpendeleinrichtung, insbesondere Trapezfliehkraftpendeleinrichtung (1), für eine Dämpfereinrichtung (0) und/oder eine Drehmomentübertragungseinrichtung (0), insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem um eine Rotationsachse (R) der Fliehkraftpendeleinrichtung (1) rotierbaren Pendelmassenträger (10), an welchem eine Mehrzahl gegenüber dem Pendelmassenträger (10) in Umfangsrichtung (Um) und in Radialrichtung (Ra) der Fliehkraftpendeleinrichtung (1) bewegbare Pendelmassen (20) aufgehängt sind, dadurch gekennzeichnet, dass ferner wenigstens eine Pendelmasse (20) in Axialrichtung (Ax) in Abhängigkeit eines Verhaltens der Fliehkraftpendeleinrichtung (1) verlagerbar am Pendelmassenträger (10) aufgehängt ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftpendeleinrichtung (1) und/oder die Pendelmasse (20) derart ausgebildet ist, dass das Verlagern der Pendelmasse (20) gegenüber dem Pendelmassenträger (10) in Axialrichtung (Ax) in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Fliehkraftpendeleinrichtung (1) erfolgt, wobei die Pendelmasse (20) im Wesentlichen in einem Lastfall der Fliehkraftpendeleinrichtung (1) bevorzugt vom Pendelmassenträger (10) wegbewegt ist, und die Pendelmasse (20) im Wesentlichen bei einem Austrudeln und/oder im Wesentlichen bei einem Stillstand der Fliehkraftpendeleinrichtung (1) bevorzugt auf den Pendelmassenträger (10) zubewegt ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegverlagern der Pendelmasse (20) vom Pendelmassenträger (10) in Axialrichtung (Ax) entgegen einer Kraft (F₂₅) erfolgt, wobei die Kraft (F₂₅) aus einem Energiespeicherelement (25) stammt, mittels welchem die Pendelmasse (20) im Wesentlichen beim Austrudeln und/oder im Wesentlichen beim Stillstand der Fliehkraftpendeleinrichtung (1) an den oder an einen Pendelmassenträger (10) ansitzbar ist, und/oder die Kraft (F₂₅) die Pendelmasse (20) bevorzugt in Richtung auf den Pendelmassenträger (10) hindrückt.
Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmasse (20) ein Führungselement (26) aufweist, mittels welchem die Pendelmasse (20) in Umfangsrichtung (Um) und Radialrichtung (Ra) bewegbar am Pendelmassenträger (10) aufgehängt ist, wobei eine Lagerung (260) zwischen dem Führungselement (26) und der Pendelmasse (20) derart ausgebildet ist, dass das Verlagern der Pendelmasse (20) gegenüber dem Pendelmassenträger (10) in Axialrichtung (Ax) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Fliehkraftpendeleinrichtung (1) erfolgt.
Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (26) im Bereich der Lagerung (260) mit der Pendelmasse (20) einen Lagerkonus (266) aufweist, der mit einem Lagerkonus (262) der Pendelmasse (20) derart zusammenwirkbar ist, dass die Pendelmasse (20) bei einem Auftreten einer Zentrifugalkraft auf die Pendelmasse (20), vom Pendelmassenträger (10) wegverlagerbar ist, und/oder ein Radius des Lagerkonus (266) des Führungselements (26) und ein Radius des Lagerkonus (262) der Pendelmasse (20) ausgehend vom Pendelmassenträger (10) beide bevorzugt abnehmen, wobei ein Lagerabschnitt (265) des Führungselements (26) im Pendelmassenträger (10) bevorzugt zylinderförmig ausgebildet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (26) als ein teilkonischer Abstandsbolzen (26) ausgebildet ist, welcher ausgehend von seinem im Wesentlichen zylinderförmigen Lagerabschnitt (265) ein oder beidseitig den Lagerkonus (266) aufweist, dessen Radius ausgehend vom Lagerabschnitt (265) axial nach außen hin abnimmt.
Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmasse (20; 22, 22) in Axialrichtung (Ax) zwei hintereinander angeordnete Massenhälften (22) aufweist, welche derart zur Pendelmasse (20; 22, 22) in Axialrichtung (Ax) gegeneinander verlagerbar verbunden sind, dass wenigstens eine Massenhälfte (22) bevorzugt jedoch beide Massenhälften (22, 22) in Axialrichtung (Ax) vom Pendelmassenträger (10) wegbewegbar sind, und bevorzugt beide Massenhälften (22, 22) jeweils mittels einer Befestigung (240) an einem Befestigungsmittel (24) und mittels des Befestigungsmittels (24) aneinander festgelegt sind, wobei die eine Massenhälfte (22) mittels eines Axialloslagers (242) und die andere Massenhälfte (22) mittels eines Axialfestlagers (244), oder beide Massenhälften mittels zweier Axialloslager am Befestigungsmittel (24) festgelegt sind.
Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeicherelement (25) zwischen dem Befestigungsmittel (24) und der Pendelmasse (20) mechanisch vorgespannt vorgesehen ist, wobei das Energiespeicherelement (25) bevorzugt loslagerseitig zwischen der Pendelmasse (20) und dem Befestigungsmittel (24), insbesondere einem Bund des Befestigungsmittels (24), vorgesehen ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Energiespeicherelement (25) als ein Federelement (25), eine Tellerfeder (25) oder eine Wellfeder ausgebildet ist; – das Ansitzen der Pendelmasse (20) am Pendelmassenträger (10) mittels eines Form- und/oder Reibschlusses zwischen der Pendelmasse (20) und dem Pendelmassenträger (10) erfolgt; • der Lagerkonus (266) des Führungselements (26) als ein Lageraußenkonus (266) ausgebildet ist; • der Lagerkonus (262) einer Führungsbahn (220) der Pendelmasse (20) als ein Lagerinnenkonus (262) ausgebildet ist; • das Axialloslager (242) der Massenhälfte (22) ein Gleitlager (242) ist und/oder eine Gleitbuchse aufweist; • zwischen den zwei in Axialrichtung (Ax) hintereinander angeordneten Massenhälften (22, 22) einer einzelnen Pendelmasse (20; 22, 22) der Pendelmassenträger (10) vorgesehen ist; • die Fliehkraftpendeleinrichtung (1) zwei Pendelmassenträger aufweist, zwischen welchen als einstückige oder integrale Einzelmassen (22) ausgebildete Pendelmassen bewegbar aufgehängt sind; und/oder • die Fliehkraftpendeleinrichtung (1) einen einzigen Pendelmassenträger aufweist, an welchem als einstückige oder integrale Einzelmassen (22) ausgebildete Pendelmassen bewegbar aufgehängt sind.
Dämpfereinrichtung oder Drehmomentübertragungseinrichtung insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfereinrichtung (0) bzw. die Drehmomentübertragungseinrichtung (0) eine Fliehkraftpendeleinrichtung (1) aufweist, welche nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.