DE102014217304A1

DE102014217304A1 - Fliehkraftpendeleinrichtung

Info

Publication number: DE102014217304A1
Application number: DE102014217304.3A
Authority: DE
Inventors: Alexis Leflon; Michael Zöller; Mathias Kopp; Filipp Koleyko; Philipp Handrik
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-03-03
Also published as: WO2016030138A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Tilgung von Torsionsschwingungen, vorzugsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens einen um eine Drehachse drehbaren Tilgermassenträger und mindestens eine an dem Tilgermassenträger angeordnete Tilgermasse, wobei die Tilgermasse gegenüber dem Tilgermassenträger entlang einer Laufbahn begrenzt verschwenkbar ist, wobei mindestens eine Reibeinrichtung angeordnet ist, wobei die Reibeinrichtung mit der Tilgermasse in Kontakt bringbar ist, so dass die Tilgermasse zumindest an einem Endbereich der Laufbahn durch die Reibeinrichtung abbremsbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Tilgung von Torsionsschwingungen, vorzugsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens einen um eine Drehachse drehbaren Tilgermassenträger und mindestens eine an dem Tilgermassenträger angeordnete Tilgermasse, wobei die Tilgermasse gegenüber dem Tilgermassenträger entlang einer Laufbahn begrenzt verschwenkbar ist.
Bei entsprechenden Fliehkraftpendeleinrichtungen existieren Betriebszustände, in welchen eine Tilgermasse gegen das Ende der Laufbahn am Tilgermassenträger anschlägt. Dies führt zu einer mitunter erheblichen Geräuschentwicklung sowie zu einer Verschlechterung der Entkopplung. Daher ist ein Anschlagen der Tilgermassen am Ende der Laufbahnen zu verhindern.
Aus der WO 2011/157255 A1 ist eine Fliehkraftpendeleinrichtung vorbekannt. Die Fliehkraftpendeleinrichtung umfasst einen um eine Drehachse drehbaren Tilgermassenträger und wenigstens ein daran angeordnetes Tilgermassenpaar bestehend aus zwei axial gegenüberliegenden Tilgermassen. Das Tilgermassenpaar und der Tilgermassenträger weisen Laufbahnen auf, in denen ein Abrollelement aufgenommen ist, so dass das Tilgermassenpaar gegenüber dem Tilgermassenträger begrenzt verschwenkbar ist.
Um zu verhindern, dass die Tilgermassenpaare bzw. die Abrollelemente an die Enden der Laufbahnen anschlagen, ist auf wenigstens einer Seite des Tilgermassenträgers zwischen zwei umfangsseitig benachbarten Tilgermassen ein Führungselement angeordnet, das als Federanschlag dient. Dabei ist jedoch nachteilig, dass das Führungselement als Energiespeicher wirkt und die Tilgermassen daher in die Gegenrichtung beschleunigt. Des Weiteren ist nachteilig, dass diese Konstruktion aufwändig und somit teuer in der Herstellung ist.
In der DE 10 2012 220 960 A1 ist ebenfalls eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Dämpfung von Torsionsschwingungen gezeigt. Die Fliehkraftpendeleinrichtung umfasst einen um eine Drehachse drehbaren Tilgermassenträger und wenigstens ein an dem Tilgermassenträger unter Fliehkraftwirkung verlagerbar angeordnetes Tilgermassen-paar. Zur verlagerbaren Anordnung des Tilgermassenpaares an dem Tilgermassenträger ist eine Pendelrolle vorgesehen. Um das Tilgermassepaar an dem Laufbahnende abzubremsen, ist eine Klemmfedereinrichtung angeordnet, die die Pendelrolle mit einer Kraft beaufschlagt. Bei dieser Konstruktion ist ebenfalls nachteilig, dass keine Dämpfung der Bewegungsenergie, sondern lediglich eine Energiespeicherung durch die Klemmfedereinrichtung erfolgt. Die Tilgermassen werden durch die als Energiespeicher wirkende Klemmfedereinrichtung somit in die Gegenrichtung beschleunigt. Des Weiteren ist diese Konstruktion ebenfalls sehr kompliziert und damit teuer in der Herstellung.
Weitere aus der Praxis bekannte Vorrichtungen weisen Gummielemente auf, die an Abstandsbolzen der Tilgermassen angeordnet sind, welche am Ende der Laufbahn der Tilgermasse mit einer Kontur des Tilgermassenträgers kontakten. Die Gummielemente haben ebenfalls den Nachteil, dass sie die Bewegung der Tilgermassen nicht dämpfen, sondern als Energiespeicher wirken und daher die Tilgermassen in die Gegenrichtung beschleunigen.
Schließlich ist es bekannt, Fliehkraftpendeleinrichtungen mit hydraulischen Anschlagsdämpfungen auszugestalten, um so ein Anschlagen der Tilgermassen am Tilgermassenträger zu vermeiden. Hydraulische Anschlagsdämpfungen sind jedoch dahingehend nachteilig, dass diese oftmals nicht hinreichend dicht ausgebildet und daher wartungsintensiv sind. Ferner zeichnen sich hydraulische Anschlagsdämpfungen durch eine komplizierte und kostenintensive Herstellung aus.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der ein Anschlagen der Tilgermassen am Tilgermassenträger sicher unterbunden ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Verfügung zu stellen, die einfach in der Konstruktion ist und mit geringen Kosten herstellbar ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es schließlich, eine alternative Fliehkraftpendeleinrichtung zur Verfügung zu stellen.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben mit einer Fliehkraftpendeleinrichtung zur Dämpfung von Torsionsschwingungen, vorzugsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens einen um eine Drehachse drehbaren Tilgermassenträger und mindestens eine an dem Tilgermassenträger angeordnete Tilgermasse, wobei die Tilgermasse gegenüber dem Tilgermassenträger entlang einer Laufbahn begrenzt verschwenkbar ist, dadurch, dass mindestens eine Reibeinrichtung angeordnet ist, wobei die Reibeinrichtung mit der Tilgermasse in Kontakt bringbar ist, so dass die Tilgermasse zumindest an einem Endbereich der Laufbahn durch die Reibeinrichtung abbremsbar ist.
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass die Bewegungsenergie der Tilgermasse in Wärmeenergie umwandelbar ist, so dass keine Speicherung der Bewegungsenergie erfolgt. Die Tilgermasse ist daher durch konstruktiv einfache Mittel sicher abbremsbar und ein Anschlagen der Tilgermasse an einem Endbereich der Laufbahn ist nahezu ausgeschlossen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass es sich bei dieser Anordnung um eine sehr einfache Konstruktion handelt, so dass die Fliehkraftpendeleinrichtung einfach im Aufbau und somit kostengünstig herstellbar ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Zweckmäßigerweise ist die Reibeinrichtung in Axialrichtung mit einer Kraft beaufschlagt und in Umfangsrichtung drehbar. Die Reibeinrichtung kann somit die Bewegungsenergie der Tilgermasse durch Friktion in Wärmeenergie umwandeln, indem die Tilgermasse die Reibscheibe in Umfangsrichtung verdreht. Dadurch wird die Bewegungsenergie der Tilgermasse nicht zwischengespeichert, sondern in Wärmeenergie umgewandelt, so dass eine effektive Abbremsung der Tilgermasse erfolgt.
Vorteilhafterweise ist die Reibeinrichtung als Reibscheibe oder als Reibring oder als Reibsegment ausgebildet. Durch die Realisierung einer Reibscheibe oder eines Reibrings oder eines Reibsegments lässt sich die Reibeinrichtung besonders einfach und kostengünstig herstellen und in der Fliehkraftpendeleinrichtung anordnen.
Zweckmäßigerweise ist an der Tilgermasse ein Mitnehmer und an der Reibeinrichtung eine Ausnehmung ausgebildet oder ist an der Reibeinrichtung ein Mitnehmer und an der Tilgermasse eine Ausnehmung ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung lässt sich die Tilgermasse mit konstruktiv einfachen Mitteln mit der Reibeinrichtung in Kontakt bringen.
Vorteilhafterweise sind der Mitnehmer und die Ausnehmung in derselben Axialebene angeordnet, wobei der Mitnehmer radial innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist und wobei die Ausnehmung in Umfangsrichtung größer ist als der Mitnehmer. Durch die Anordnung von Mitnehmer und Ausnehmung in derselben Radialebene, wobei der Mitnehmer radial innerhalb der Ausnehmung vorgesehen ist, baut die gesamte Vorrichtung sehr klein. Indem die Ausnehmung in Umfangsrichtung größer als der Mitnehmer ausgebildet ist, existiert ein sog. Freiwinkelbereich, in dem die Tilgermassen nicht durch die Reibeinrichtung abbremsbar sind. Erst nachdem dieser Freiwinkelbereich überschritten ist, befindet sich die Reibeinrichtung mit der Tilgermasse in Kontakt. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn der Kontakt zwischen Reibeinrichtung und Tilgermasse erst im Schutzbereich des Tilgersystems erfolgt, d.h. in dem Winkelbereich, in dem die Ordnung in Richtung einer kleineren Ordnung verstimmt ist, um das Tilgersystem zu schützen.
Zweckmäßigerweise ist die Reibeinrichtung radial innerhalb oder radial außerhalb der Tilgermasse angeordnet. Eine radial innerhalb der Tilgermasse angeordnete Reibeinrichtung hat den Vorteil, dass die gesamte Vorrichtung in axialer Richtung klein baut und somit nur wenig Platz beansprucht. Eine radial außerhalb der Tilgermasse angeordnete Reibeinrichtung hat zusätzlich den Vorteil, dass die Reibeinrichtung leicht zugänglich ist, so dass eine Wartung besonders einfach durchzuführen ist.
Vorteilhafterweise ist die Reibeinrichtung axial parallel zu der Tilgermasse angeordnet. Eine solche Konstruktion bietet den Vorteil, dass die Fliehkraftpendeleinrichtung in radialer Richtung ein Minimum an Platz beansprucht.
Zweckmäßigerweise entspricht die Drehachse der Reibeinrichtung der Drehachse des Tilgermassenträgers. Durch die Realisierung einer einzigen Drehachse für die Reibeinrichtung und den Tilgermassenträger ist die gesamte Konstruktion äußerst simpel und die Fliehkraftpendeleinrichtung somit kostengünstig herzustellen.
Vorteilhafterweise verläuft die Drehachse der Reibeinrichtung parallel versetzt zu der Drehachse des Tilgermassenträgers. Durch diese Konstruktion kann die Drehachse der Reibeinrichtung unabhängig von der Drehachse des Tilgermassenträgers realisiert sein. Folglich lässt sich die Drehachse der Reibeinrichtung optimal an die Reibeinrichtung anpassen.
Zweckmäßigerweise ist in Axialrichtung beidseits des Tilgermassenträgers jeweils eine Tilgermasse angeordnet, so dass diese Tilgermassen ein Tilgermassenpaar bilden. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Tilgermassen besonders einfach und sicher an dem Tilgermassenträger anordenbar sind.
Vorteilhafterweise sind mehrere Tilgermassenpaare, vorzugsweise vier Tilgermassenpaare, in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet. Somit lässt sich die Fliehkraftpendeleinrichtung nahezu beliebig an die zu tilgende Ordnung anpassen, so dass in idealer Weise eine Tilgung von Torsionsschwingungen ermöglicht ist.
Zweckmäßigerweise ist die Tilgermasse in Axialrichtung zwischen zwei Tilgermassenträgern angeordnet. Diese Konstruktion bietet den Vorteil, dass die Tilgermassenträger die Tilgermasse zwischen sich führen, so dass die Tilgermassen äußerst exakt positionierbar sind.
Vorteilhafterweise sind mehrere Tilgermassen, vorzugsweise vier Tilgermassen, in Axialrichtung zwischen zwei Tilgermassenträgern und in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass mehrere Tilgermassen möglichst exakt gegenüber den Tilgermassenträgern positionierbar und auf die zu tilgende Ordnung abstimmbar sind.
Zweckmäßigerweise ist jeweils eine Reibeinrichtung pro Tilgermasse oder pro Tilgermassenpaar angeordnet. Der Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, dass sich die Tilgermassen bei gegenläufigen Bewegungen nicht über die Reibeinrichtung beeinflussen können.
Vorteilhafterweise sind mindestens ein Federelement, vorzugsweise zwei Federelemente, angeordnet, wobei sich die Federelemente jeweils einerseits an der mindestens einen Reibeinrichtung und andererseits an dem mindestens einen Tilgermassenträger abstützen. Folglich ist eine Rückstellung der Reibeinrichtung in ihre Ausgangsposition möglich, so dass sich die Reibeinrichtung in jedem Betriebszustand in einer definierten Position gegenüber der Tilgermasse befindet.
Zweckmäßigerweise dient die mindestens eine Reibeinrichtung als Stützring für die mindestens eine Tilgermasse. Dadurch ist die Tilgermasse mit der Reibeinrichtung radial abstützbar, was je nach Materialeigenschaften des Stützringes die Bewegung der Tilgermasse hinreichend weich stoppen kann, so dass keine mechanischen Schäden oder eine Geräuschentwicklung entstehen.
Vorteilhafterweise ist die Reibeinrichtung über einen Innendurchmesser der Reibeinrichtung auf dem Tilgermassenträger zentriert. Durch diese Ausgestaltung ist auf einfache Weise die Reibeinrichtung gegenüber dem Tilgermassenträger positioniert und eine besonders effektive Abbremsung der Tilgermassen gewährleistet
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der dazugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
Dabei zeigen jeweils in schematischer Form
1a in einer Aufsicht eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1b in einer Schnittdarstellung die Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß 1a;
2a in einer Aufsicht die Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß 1a mit ausgelenkten Tilgermassen;
2b in einer Schnittdarstellung die Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß 2a;
3a in einer Aufsicht eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3b in einer Schnittdarstellung die Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß 3a;
4a in einer Aufsicht eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4b in einer Schnittdarstellung die Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß 4a;
5a in einer Aufsicht eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5b in einer Schnittdarstellung die Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß 5a;
6a in einer Aufsicht eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6b in einer Schnittdarstellung die Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß 6a;
7a in einer Aufsicht eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7b in einer Schnittdarstellung die Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß 7a;
8a in einer Aufsicht eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8b in einer Schnittdarstellung die Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß 8a;
9a in einer schematischen Ansicht eine erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung, wobei die Reibeinrichtung radial innerhalb der Tilgermasse angeordnet ist;
9b in einer schematischen Ansicht eine erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung, wobei die Reibeinrichtung radial außerhalb der Tilgermasse angeordnet ist;
9c in einer schematischen Ansicht eine erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung, wobei die Reibeinrichtung axial parallel zu der Tilgermasse angeordnet ist;
10 in einer Schnittdarstellung eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 die Kennlinie einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung; und
12 eine weitere Kennlinie einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung.
1a zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Aufsicht. 1b zeigt die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß 1a in einer Schnittdarstellung.
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 aus 1a weist einen Tilgermassenträger 2 auf. An dem Tilgermassenträger 2 sind Tilgermassen 3 angeordnet. In den Tilgermassen 3 sind jeweils zwei bogenförmige Durchgänge 4 vorgesehen, wobei die Geometrie der bogenförmigen Durchgänge 4 in Tilgermassen 3 und Tilgermassenträger 2 in der Auslegung berechnet werden. Des Weiteren sind in der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 insgesamt acht Durchgänge 5 angeordnet, so dass die Tilgermassen 3 über in den Durchgängen 4, 5 angeordnete Abrollelemente 6 gegenüber dem Tilgermassenträger 2 entlang einer Laufbahn begrenzt verschwenkbar sind.
Wie aus 1b hervorgeht, ist in Axialrichtung beidseits des Tilgermassenträgers 2 jeweils eine Tilgermasse 3 angeordnet, so dass diese Tilgermassen 3 jeweils ein Tilgermassenpaar bilden. Gemäß 1a und 1b sind somit insgesamt vier Tilgermassenpaare in Umfangsrichtung versetzt zueinander an dem Tilgermassenträger 2 angeordnet.
In 1a ist des Weiteren die Reibeinrichtung 7 zum Abbremsen der Tilgermassen 3 gezeigt. Die Reibeinrichtung 7 ist als Reibring bzw. Reibscheibe ausgebildet und umfasst Mitnehmer 8, die in Ausnehmungen 9 der Tilgermassen 3 eingreifen. Die Reibeinrichtung 7 ist radial innerhalb der Tilgermassen 3 angeordnet und weist mit dem Tilgermassenträger 2 eine gemeinsame Drehachse 13, 14 auf. Dabei zeigt 1a einen Zustand, in dem die Tilgermassen 3 gegenüber dem Tilgermassenträger 2 nicht ausgelenkt sind und die Mitnehmer 8 nicht in Kontakt mit den Ausnehmungen 9 stehen.
2a zeigt die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß 1a. 2b zeigt die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß 2a in einer Schnittdarstellung.
In 2a ist die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß 1a in einem Betriebszustand gezeigt, in dem die Tilgermassen 3 gegenüber dem Tilgermassenträger 2 ausgelenkt sind und die Mitnehmer 8 mit den Seitenflächen der Ausnehmungen 9 in Kontakt stehen. Durch die Bewegung der Tilgermassen 3 wird über die Ausnehmungen 9 eine Kraft auf die Mitnehmer 8 übertragen und die Reibeinrichtung 7 in Umfangsrichtung um die Drehachse 13, 14 gedreht. Dabei wird die Bewegungsenergie der Tilgermassen 3 in Wärmeenergie umgewandelt, so dass die Tilgermassen 3 abgebremst werden.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sei des Weiteren auf die Beschreibung der 1a und 1b verwiesen.
3a zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Aufsicht. 3b zeigt die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß 3a in einer Schnittdarstellung.
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 aus 3a und 3b entspricht der Fliehkraftpendeleinrichtung aus den 1a, 1b, 2a und 2b, mit dem Unterschied, dass zusätzlich vier Federelemente 10 angeordnet sind. Die Federelemente 10 stützen sich jeweils einerseits an der Reibeinrichtung 7 und andererseits an dem Tilgermassenträger 2 ab. Insgesamt sind in Umfangsrichtung vier Federelemente 10 angeordnet. Die Federlemente 10 dienen dazu, die Reibeinrichtung 7 wieder in ihre in 3a gezeigte Grundposition zurückzustellen.
Bezüglich der weiteren Beschreibung der 3a und 3b wird auf die Beschreibung der 1a, 1b, 2a und 2b verwiesen.
4a zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Aufsicht. 4b zeigt die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß 4a in einer Schnittdarstellung.
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 aus 4a und 4b entspricht der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß 1a, 1b, 2a und 2b, mit dem Unterschied, dass die Mitnehmer 8 jeweils an den Tilgermassen 3 und die Ausnehmungen 9 an der Reibeinrichtung 7 ausgebildet sind.
Bezüglich der weiteren Beschreibung der 4a und 4b wird auf die Beschreibung der 1a, 1b, 2a und 2b verwiesen.
5a zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Aufsicht. 5b zeigt die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß 5a in einer Schnittdarstellung.
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 aus 5a und 5b entspricht der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß 4a und 4b, mit dem Unterschied, dass zusätzlich vier Federelemente 10 angeordnet sind. Die Federelemente 10 stützen sich jeweils einerseits an der Reibeinrichtung 7 und andererseits an dem Tilgermassenträger 2 ab. Insgesamt sind in Umfangsrichtung vier Federelemente 10 angeordnet. Die Federelemente 10 dienen dazu, die Reibeinrichtung 7 wieder in ihre in 5a gezeigte Grundposition zurückzustellen.
Bezüglich der weiteren Beschreibung der 5a und 5b wird auf die Beschreibung der 4a und 4b verwiesen.
6a zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Aufsicht. 6b zeigt die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß 6a in einer Schnittdarstellung.
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 aus 6a und 6b entspricht der Fliehkraftpendelreinrichtung 1 gemäß 1a, 1b, 2a und 2b, mit dem Unterschied, dass jeweils eine Reibeinrichtung 7 pro Tilgermassenpaar angeordnet ist. In 6b ist gezeigt, dass insgesamt vier Reibeinrichtungen 7 radial innerhalb der Tilgermassen 3 und axial parallel zueinander angeordnet sind und eine gemeinsame Drehachse 13, 14 mit dem Tilgermassenträger 2 aufweisen. Jede Reibeinrichtung 7 umfasst jeweils einen Mitnehmer 8, der in die entsprechende Aufnahme 9 einer Tilgermasse 3 eingreift. Somit ist jedes Tilgermassenpaar über eine separate Reibeinrichtung 7 abbremsbar.
Bezüglich der weiteren Beschreibung der 6a und 6b wird auf die Beschreibung der 1a, 1b, 2a und 2b verwiesen.
7a zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Aufsicht. 7b zeigt die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß 7a in einer Schnittdarstellung.
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 aus 7a weist einen Tilgermassenträger 2 auf. An dem Tilgermassenträger 2 sind Tilgermassen 3 angeordnet. In den Tilgermassen 3 sind jeweils zwei bogenförmige Durchgänge 4 vorgesehen. Des Weiteren sind in der Fliehkraftpendeleinrichtung 2 insgesamt acht Durchgänge 5 angeordnet, so dass die Tilgermassen 3 über in den Durchgängen 4, 5 angeordnete Abrollelemente 6 gegenüber dem Tilgermassenträger 2 entlang einer Laufbahn begrenzt verschwenkbar sind.
Wie aus 7b hervorgeht, ist in Axialrichtung beidseits des Tilgermassenträgers 2 jeweils eine Tilgermasse 3 angeordnet, so dass diese Tilgermassen 3 jeweils ein Tilgermassenpaar bilden. Gemäß 7a und 7b sind somit insgesamt vier Tilgermassenpaare in Umfangsrichtung versetzt zueinander an dem Tilgermassenträger 2 angeordnet.
In 7a sind des Weiteren die Reibeinrichtungen 7 zum Abbremsen der Tilgermassen 3 gezeigt. Für jedes Tilgermassenpaar ist jeweils eine Reibeinrichtung 7 angeordnet, wobei die Reibeinrichtung 7 als Reibsegment 11 ausgebildet ist. Die Reibsegmente 11 sind jeweils radial innerhalb der Tilgermassen 3 angeordnet. Die Drehachsen 14 der Reibsegmente 11 verlaufen parallel zu der Drehachse 13 des Tilgermassenträgers 2. Jedes Reibsegment 11 umfasst jeweils zwei Mitnehmer 8, die in Ausnehmungen 9 der Tilgermassen 3 eingreifen. Dabei zeigt 7a einen Zustand, in dem die Tilgermassen 3 gegenüber dem Tilgermassenträger 2 nicht ausgelenkt sind und die Mitnehmer 8 nicht in Kontakt mit den Ausnehmungen 9 stehen.
8a zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Aufsicht. 8b zeigt die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß 8a in einer Schnittdarstellung.
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 aus 8a und 8b entspricht der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 aus den 1a, 1b, 2a und 2b, mit dem Unterschied, dass die als Reibscheibe bzw. Reibring ausgebildete Reibeinrichtung 7 auch als Stützring für die Tilgermassen 3 dient. Die Reibeinrichtung 7 bildet dabei einen Stützbereich 12. Die Tilgermassen 3 sind, wenn sie gemäß 8a gegenüber dem Tilgermassenträger 2 aus ihrer Grundposition verschwenkt sind, mit dem Stützbereich 12 der Reibeinrichtung 7 in Kontakt und dadurch radial abgestützt.
Bezüglich der weiteren Beschreibung der 8a und 8b wird auf die Beschreibung der 1a, 1b, 2a und 2b verwiesen.
9a zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung 1. An dem Tilgermassenträger 2 sind eine Tilgermasse 3 und eine Reibeinrichtung 7 angeordnet. Dabei ist die Reibeinrichtung 7 radial innerhalb der Tilgermasse 3 angeordnet.
9b zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung 1. An dem Tilgermassenträger 2 sind eine Tilgermasse 3 und eine Reibeinrichtung 7 angeordnet. Dabei ist die Reibeinrichtung 7 radial außerhalb der Tilgermasse 3 angeordnet.
9c zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung 1. An dem Tilgermassenträger 2 sind eine Tilgermasse 3 und eine Reibeinrichtung 7 angeordnet. Dabei ist die Reibeinrichtung 7 axial parallel zu der Tilgermasse 3 angeordnet.
10 zeigt in einer Schnittdarstellung eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Bei der in 10 gezeigten Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist die Tilgermasse 3 in Axialrichtung zwischen zwei Tilgermassenträgern 2 angeordnet. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass die Tilgermasse 3 durch die beidseits angeordneten Tilgermassenträger 3 besonders exakt positionierbar ist.
11 zeigt die Kennlinie einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 1.
In 11 ist das auf eine Tilgermasse 3 wirkende Rückstellmoment in Abhängigkeit von dem Winkel, um den die Tilgermasse 3 ausgelenkt wird, aufgetragen. Ist keine Reibeinrichtung 7 angeordnet, so entspricht das wirkende Rückstellmoment dem schlaufenartig verlaufenden Funktionsgraph.
Ist hingegen eine Reibeinrichtung 7 angeordnet, die die Tilgermasse 3 ab einem Winkel α bzw. –α abbremst, so erhöht sich das Rückstellmoment ab dem Winkel α bzw. –α bis zu dem maximalen Auslenkwinkel β bzw. –β und verringert sich das Rückstellmoment zwischen dem maximalen Auslenkwinkel β bzw. –β und dem Winkel α bzw. –α, wenn die Tilgermasse 3 zurückschwingt. Im Bereich zwischen –α und α, dem sog. Freiwinkelbereich, wird die Tilgermasse 3 somit nicht von der Reibeinrichtung 7 abgebremst. Dabei ist die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 derart abgestimmt, dass der Freiwinkelbereich, d.h. der Betrag des Winkels α, so groß ist, dass ein Abbremsen der Tilgermasse 3 erst in dem Bereich erfolgt, in dem die Ordnung in Richtung einer kleineren Ordnung verstimmt ist, um die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 zu schützen.
12 zeigt eine weitere Kennlinie einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 1.
Die in 12 dargestellte Kennlinie unterscheidet sich von der Kennlinie gemäß 11 dadurch, dass die Reibeinrichtung 7 die Tilgermasse 3 beim Zurückschwingen in dem Bereich zwischen dem maximalen Winkel β bzw. –β und dem Winkel α bzw. –α nicht abbremst. Daher ist das Rückstellmoment beim Zurückschwingen der Tilgermassen nicht verringert. Eine Abbremsung der Tilgermassen erfolgt ausschließlich im Bereich zwischen α und β bzw. –α und –β.
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass die Bewegungsenergie der Tilgermassen in Wärmeenergie umwandelbar ist und keine Speicherung von Bewegungsenergie erfolgt. Somit ist ein Anschlagen der Tilgermassen am Endbereich der Laufbahn nahezu ausgeschlossen, so dass keine störenden Geräusche verursacht werden. Schließlich ist die Fliehkraftpendeleinrichtung mit konstruktiv einfachen Mitteln realisiert und daher kostengünstig in der Herstellung.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Bezugszeichenliste

1: Fliehkraftpendeleinrichtung
2: Tilgermassenträger
3: Tilgermassen
4: Durchgang (Tilgermasse)
5: Durchgang (Tilgermassenträger)
6: Abrollelement
7: Reibeinrichtung
8: Mitnehmer
9: Ausnehmung
10: Federelemente
11: Reibsegment
12: Stützbereich
13: Drehachse (Tilgermassenträger)
14: Drehachse (Reibeinrichtung)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/157255 A1 [0003]
DE 102012220960 A1 [0005]

Claims

Fliehkraftpendeleinrichtung (1) zur Tilgung von Torsionsschwingungen, vorzugsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens einen um eine Drehachse (13) drehbaren Tilgermassenträger (2) und mindestens eine an dem Tilgermassenträger (2) angeordnete Tilgermasse (3), wobei die Tilgermasse (3) gegenüber dem Tilgermassenträger (2) entlang einer Laufbahn begrenzt verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Reibeinrichtung (7) angeordnet ist, wobei die Reibeinrichtung (7) mit der Tilgermasse (3) in Kontakt bringbar ist, so dass die Tilgermasse (3) zumindest an einem Endbereich der Laufbahn durch die Reibeinrichtung (7) abbremsbar ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinrichtung (7) in Axialrichtung mit einer Kraft beaufschlagt ist und in Umfangsrichtung drehbar ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinrichtung (7) als Reibscheibe oder als Reibring oder als Reibsegment (11) ausgebildet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Tilgermasse (3) ein Mitnehmer (8) und an der Reibeinrichtung (7) eine Ausnehmung (9) ausgebildet sind oder dass an der Reibeinrichtung (7) ein Mitnehmer (8) und an der Tilgermasse (3) eine Ausnehmung (9) ausgebildet sind.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (8) und die Ausnehmung (9) in derselben Axialebene angeordnet sind, wobei der Mitnehmer (8) radial innerhalb der Ausnehmung (9) angeordnet ist und wobei die Ausnehmung (9) in Umfangsrichtung größer ist als der Mitnehmer (8).
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinrichtung (7) radial innerhalb oder radial außerhalb der Tilgermasse (3) angeordnet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinrichtung (7) axial parallel zu der Tilgermasse (3) angeordnet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (14) der Reibeinrichtung (7) der Drehachse (13) des Tilgermassenträgers (2) entspricht.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (14) der Reibeinrichtung (7) parallel versetzt zu der Drehachse (13) des Tilgermassenträger (2) verläuft.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Axialrichtung beidseits des Tilgermassenträgers (2) jeweils eine Tilgermasse (3) angeordnet ist, so dass diese Tilgermassen (3) ein Tilgermassenpaar bilden.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Tilgermassenpaare, vorzugsweise vier Tilgermassenpaare, in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (3) in Axialrichtung zwischen zwei Tilgermassenträgern (2) angeordnet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Tilgermassen (3), vorzugsweise vier Tilgermassen (3), in Axialrichtung zwischen zwei Tilgermassenträgern (2) und in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Reibeinrichtung (7) pro Tilgermasse (3) oder pro Tilgermassenpaar angeordnet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Federelement (10), vorzugsweise zwei Federlemente (10), angeordnet sind, wobei sich die Federelemente (10) jeweils einerseits an der mindestens einen Reibeinrichtungen (7) und andererseits an dem mindestens einen Tilgermassenträger (2) abstützen.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Reibeinrichtung (7) als Stützring für die mindestens eine Tilgermasse (3) dient.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinrichtung (7) über einen Innendurchmesser der Reibeinrichtung (7) auf dem Tilgermassenträger (2) zentriert ist.