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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten sowie die Verwendung eines Permanentmagneten in einem derartigen Fliehkraftpendel, mit dessen Hilfe ein der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment erzeugt werden kann.
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Beispielsweise aus
DE 10 2008 059 297 A1 ist ein Fliehkraftpendel bekannt, bei dem eine über in entsprechenden Laufbahnen geführte Laufrollen relativ zu einem Trägerflansch verlagerbare Pendelmasse vorgesehen ist, die bei einer Drehzahlschwankung ein der Drehzahlschwankung entgegen gerichtetes Rückstellmoment zur Dämpfung der Drehzahlschwankung erzeugen kann. Der Trägerflansch weist zwei über Abstandsbolzen miteinander verbundene Flanschteile auf, zwischen denen die Pendelmasse pendeln kann. Die Pendelmasse weist an ihren in tangentialer Richtung weisenden Endseiten jeweils ein Pufferelement aus einem elastischen Gummimaterial auf, das bei Erreichung eines maximalen Schwingwinkels der Pendelmasse an dem jeweils zugeordneten Abstandsbolzen des Trägerflanschs anschlagen kann.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis Geräuschentwicklungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu reduzieren.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen geräuscharmen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Fliehkraftpendel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten vorgesehen mit einem mit der Antriebswelle verbindbaren Trägerflansch, mindestens einer relativ zu dem Trägerflansch pendelbaren Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments und mindestens einer in einer Laufbahn des Trägerflanschs und einer Pendelbahn der Pendelmasse geführten Laufrolle zur Führung der Pendelmasse relativ zum Trägerflansch, wobei die Laufrolle ein mit der Laufbahn und/oder der Pendelbahn zusammenwirkendes Magnetfeld aufweist.
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Wenn die Pendelmasse in tangentialer Richtung, insbesondere über einen in tangentialer Richtung weisenden endseitigen Gummianschlag, bei einem maximal möglichen Schwingwinkel an dem Trägerflansch oder einem anderen Bauteil anschlägt, haben die Laufrollen in der Laufbahn des Trägerflansches und in der Pendelbahn der Pendelmasse noch etwas Luft. Die Laufrollen können dadurch aufgrund ihres eigenen Impulses noch weitergetrieben werden bis sie auf das jeweilige Bahnende auftreffen und dadurch metallische Anschlaggeräusche erzeugen. Es kann durchaus vorkommen, dass die Laufrolle mehrfach entlang der Laufbahn und/oder der Pendelbahn hin und her geschleudert wird bis der Impuls der Laufrolle aufgebraucht ist. Durch das Magnetfeld der Laufrolle ist es jedoch möglich, dass die Laufrolle in der Laufbahn und/oder in der Pendelbahn, vorzugsweise an ihrem jeweiligen Ende in Umfangsrichtung, magnetisch haften bleibt und nicht von ihrem eigenen Impuls nach einem (teil-)elastischen Stoß zurückgeschleudert wird. Die Laufrolle kann dadurch nicht mehr frei zwischen dem Trägerflansch und der Pendelmasse hin und her fliegen. Das heißt die Laufrolle rollt an den Bahnen entlang, bis sie am Bahnende haften bleibt. Somit wird auch ein mehrfaches hin und her schlagen unterbunden. Durch das Magnetfeld der Laufrolle kann bei einem tangentialen Anschlagen der Pendelmasse ein geräuschbehaftetes hin und her schlagen der Laufrolle vermieden werden, indem die Laufrolle magnetisch an einem Bahnende der Laufbahn und/oder der Pendelbahn haften bleiben kann, so dass ein geräuscharmer Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ermöglicht ist.
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Das die Laufbahn und/oder die Pendelbahn ausbildende Material ist insbesondere ferromagnetisch. Vorzugsweise ist der Trägerflansch und/oder die Pendelmasse aus einem ferromagnetischen Material hergestellt.
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Die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels hat unter Fliehkrafteinfluss das Bestreben eine möglichst weit vom Drehzentrum entfernte Stellung anzunehmen. Die „Nulllage“ ist also die radial am weitesten vom Drehzentrum entfernte Stellung, welche die Pendelmasse in der radial äußeren Stellung einnehmen kann. Bei einer konstanten Antriebsdrehzahl und konstantem Antriebsmoment wird die Pendelmasse diese radial äußere Stellung einnehmen. Bei Drehzahlschwankungen lenkt die Pendelmasse aufgrund ihrer Massenträgheit entlang ihrer Pendelbahn aus. Die Pendelmasse kann dadurch in Richtung des Drehzentrums verschoben werden. Die auf die Pendelmasse wirkende Fliehkraft wird dadurch aufgeteilt in eine Komponente tangential und eine weitere Komponente normal zur Pendelbahn. Die tangentiale Kraftkomponente stellt die Rückstellkraft bereit, welche die Pendelmasse wieder in ihre „Nulllage“ bringen will, während die Normalkraftkomponente auf ein die Drehzahlschwankungen einleitendes Krafteinleitungselement, insbesondere eine mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors verbundene Schwungscheibe beispielsweise einer Primärmasse oder Sekundärmasse eines Zweimassenschwungrads, einwirkt und dort ein Gegenmoment erzeugt, das der Drehzahlschwankung entgegenwirkt und die eingeleiteten Drehzahlschwankungen dämpft. Bei besonders starken Drehzahlschwankungen kann die Pendelmasse also maximal ausgeschwungen sein und die radial am weitesten innen liegende Stellung annehmen. Die in dem Trägerflansch und/oder in der Pendelmasse vorgesehenen Bahnen weisen hierzu geeignete Krümmungen auf. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse vorgesehen. Insbesondere können mehrere Pendelmassen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Die träge Masse der Pendelmasse und/oder die Relativbewegung der Pendelmasse zum Trägerflansch ist insbesondere zur Dämpfung eines bestimmten Frequenzbereichs von Drehungleichförmigkeiten, insbesondere einer Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors, ausgelegt. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse und/oder mehr als ein Trägerflansch vorgesehen. Beispielsweise ist der Trägerflansch zwischen zwei Pendelmassen und/oder zwischen zwei Masseelementen einer Pendelmasse angeordnet. Alternativ kann die Pendelmasse zwischen zwei Flanschteilen des Trägerflanschs aufgenommen sein, wobei die Flanschteile beispielsweise Y-förmig miteinander verbunden sind.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Laufrolle einen Permanentmagnet zur Erzeugung des Magnetfelds aufweist oder aus einem Permanentmagnet zur Erzeugung des Magnetfelds besteht. Der Permanentmagnet kann beispielsweise in eine Hülse der Laufrolle eingesteckt sein. Der Permanentmagnet kann dadurch zylindrisch ausgeformt sein, während eine dreidimensionale Außenkonturierung der Mantelfläche der Laufrolle ausschließlich durch die Hülse ausgeformt werden kann. Dadurch kann beispielsweise ein in radialer Richtung abstehender und in axialer Richtung zwischen der Pendelmasse und dem Trägerflansch positionierter Anschlagbord durch die Hülse ausgestaltet sein. Die Hülse ist insbesondere aus einem Metall, beispielsweise einem magnetisierbaren Metall hergestellt. Insbesondere ist die Hülse ferromagnetisch.
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Vorzugsweise ist eine durch das Magnetfeld erzeugte Magnetkraft größer als eine Gewichtskraft der Pendelmasse. Dadurch kann die Pendelmasse bei zu geringer Zentrifugalkraft nicht mehr nach innen fallen und damit verbundene Anschlaggeräusche erzeugen, da die Laufrolle am Trägerflansch und die Pendelmasse wiederum an der Laufrolle haftet. In diesem Fall ist die Magnetkraft stark genug gewählt, um bei einem gegebenen Eigengewicht der Pendelmasse die Pendelmasse ohne angreifende Fliehkraft halten zu können.
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Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines Permanentmagneten in einer Laufrolle eines zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten vorgesehenen Fliehkraftpendels, das insbesondere wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zu dem Zweck, dass bei einem Anschlagen einer Pendelmasse des Fliehkraftpendels in tangentialer Richtung die Laufrolle an einer Laufbahn eines Trägerflanschs des Fliehkraftpendels und/oder an einer Pendelbahn einer Pendelmasse des Fliehkraftpendels zur Absorbtion eines Anschlagimpulses haften bleibt. Durch das Magnetfeld der Laufrolle kann bei einem tangentialen Anschlagen der Pendelmasse ein geräuschbehaftetes hin und her schlagen der Laufrolle vermieden werden, indem die Laufrolle magnetisch an einem Bahnende der Laufbahn und/oder der Pendelbahn haften bleiben kann, so dass ein geräuscharmer Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ermöglicht ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1: eine schematische Draufsicht eines Fliehkraftpendels,
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2: eine erste Ausführungsform einer schematische Schnittansicht des Fliehkraftpendels aus 1 entlang der Schnittlinie X-X und
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3: eine zweite Ausführungsform einer schematische Schnittansicht des Fliehkraftpendels aus 1 entlang der Schnittlinie X-X.
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Das in 1 dargestellte Fliehkraftpendel 10 weist einen Trägerflansch 12 auf, der beispielsweise mittelbar oder unmittelbar an einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors oder einem mit der Antriebswelle gekoppelten Zweimassenschwungrad angebunden werden kann. Mit dem Trägerflansch 12 sind Pendelmassen 14 relativ über in Laufbahnen 15 des Trägerflanschs 12 und Pendelbahnen 16 der Pendelmasse 14 geführten Laufrollen 18 pendelbar gekoppelt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Trägerflansch 12 in axialer Richtung zwischen zwei mit einander verbundenen Pendelmassen 14 positioniert. Alternativ ist es möglich die Pendelmasse 14 in axialer Richtung zwischen zwei beispielsweise Y-förmig miteinander verbunden Flanschteilen des Trägerflanschs 12 zu positionieren. Mehrere Pendelmassen 14 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt mit dem Trägerflansch 12 verbunden.
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Wie in 2 dargestellt kann die Laufrolle 18 vollständig durch einen Permanentmagneten 20 ausgebildet sein. In axialer Richtung zwischen dem Trägerflansch 12 und der Pendelmasse 18 positionierte Anschlagborde 22, die in radialer Richtung von der Laufrolle 18 abstehen, können durch das Material des Permanentmagneten 20 ausgeformt sein.
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Wie in 3 dargestellt kann im Vergleich zu der in 2 dargestellten Ausführungsform der Laufrolle 18 der Permanentmagnet 20 zylindrisch ausgeformt sein und in axialer Richtung in eine Hülse 24 eingesteckt sein. Insbesondere ist der Permanentmagnet 20 in die Hülse 24 eingepresst. Die Anschlagsborde 22 können in diesem Fall ausschließlich durch das Material der Hülse 24 ausgeformt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fliehkraftpendel
- 12
- Trägerflansch
- 14
- Pendelmasse
- 15
- Laufbahn
- 16
- Pendelbahn
- 18
- Laufrolle
- 20
- Permanentmagnet
- 22
- Anschlagbord
- 24
- Hülse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008059297 A1 [0002]
