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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel, insbesondere für einen Antriebsstrang eines mit einer Brennkraftmaschine betriebenen Kraftfahrzeugs mit einem um eine Drehachse angeordneten Pendelmassenträger und über den Umfang verteilt an dem Pendelmassenträger aufgenommenen, unter Fliehkrafteinwirkung des um die Drehachse drehenden Pendelträgers entlang einer Pendelbahn über einen vorgegebenen Schwingwinkel verlagerbar angeordneten Pendelmassen, wobei zwischen Endbereichen in Umfangsrichtung benachbarter Pendelmassen jeweils eine Schraubendruckfeder angeordnet ist.
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Fliehkraftpendel dienen der drehzahladaptiven Drehschwingungsisolation und werden insbesondere in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine eingesetzt. Die Drehschwingungsisolierung erfolgt, indem im Fliehkraftfeld pendelnd an einem Pendelmassenträger aufgehängte Pendelmassen zwischenzeitlich von Drehmomentspitzen eingetragene Energie als potentielle Energie speichern und danach wieder an den Antriebsstrang abgeben. Ein Fliehkraftpendel kann – wie beispielsweise aus
WO2014/082629 A1 bekannt – an einem Einmassenschwungrad, beispielsweise einem aus Blech hergestellten Einmassenschwungrad vorgesehen sein. Wie beispielsweise aus den Druckschriften
WO2014/023303 A1 und
DE 10 2013 201 981 A1 bekannt, können ein oder mehrere Fliehkraftpendel an einem Drehschwingungsdämpfer, entsprechend der Druckschrift
WO2014/114 280 A1 an einer Kupplungsscheibe, entsprechend der Druckschrift
EP 2 600 030 A1 an einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, an einem Gehäuse einer Reibungskupplung oder an ähnlichen Stellen des Antriebsstrangs vorgesehen sein. Beispielsweise können – wie aus der
WO2014/082629 A1 bekannt – axial zwischen zwei Seitenteilen, die das Trägerteil bilden, über den Umfang verteilt Pendelmassen angeordnet sein.
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Um beispielsweise harte Anschläge der in Umfangsrichtung benachbart angeordneten Pendelmassen zu vermeiden, die Pendelmassen miteinander zu synchronisieren und/oder durch elastische Koppelung der Pendelmassen die Schwingungsordnung des Fliehkraftpendels gezielt zu beeinflussen, können – wie beispielsweise aus den Dokumenten
DE 10 2011 087 693 A1 und
DE 10 2012 221 103 A1 bekannt – zwischen benachbarten Pendelmassen Federelemente angeordnet sein.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Fliehkraftpendels mit in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Pendelmassen angeordneten Federelementen. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, den Verschleiß der Federelemente zu verringern. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, harte Anschläge zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Anschlägen zu vermeiden oder zu verringern. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung eine Führung der Federelemente zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel ist insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und kann separat als drehzahladaptiver Drehschwingungstilger eingesetzt werden. Alternativ kann das Fliehkraftpendel in ein weiteres Aggregat des Antriebsstrangs integriert sein, beispielsweise ein- und/oder ausgangsseitig in einen Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise in ein Zweimassenschwungrad, in eine Kupplungsscheibe, in eine Reibungskupplung, in einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, an einen Rotor einer Elektromaschine oder dergleichen. Bei Anordnung des Fliehkraftpendels in Verbindung mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer nass betriebenen Reibungskupplung oder Doppelkupplung kann das Fliehkraftpendel innerhalb oder außerhalb eines Gehäuses dieser untergebracht sein, also nass oder trocken betrieben werden. Beispielsweise kann der Pendelmassenträger des Fliehkraftpendels an einem Eingangsteil und/oder einem Ausgangsteil eines Drehschwingungsdämpfers einer Wandlerüberbrückungskupplung, beispielsweise einem sogenannten Lock-Up-Dämpfer angeordnet sein.
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Der Pendelmassenträger ist um eine Drehachse verdrehbar angeordnet, an dem zumindest zwei, bevorzugt zwischen zwei und sechs über den Umfang verteilte, mithilfe von zwei voneinander in Umfangsrichtung beabstandeten Pendelrollen verlagerbare Pendelmassen angeordnet sind.
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Der um die Drehachse drehende Pendelmassenträger kann aus einem Pendelflansch mit beidseitig angeordneten Pendelmassen gebildet sein. Hierbei können axial gegenüberliegende Pendelmassen mittels Verbindungsmitteln, die Ausnehmungen des Pendelflanschs durchgreifen, zu Pendelmasseneinheiten verbunden sein. Hierbei können in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Pendelmassen angeordnete Federelemente wie Schraubendruckfedern an beiden Seiten des Pendelmassenträgers die in Umfangsrichtung benachbarten Pendelmassen miteinander elastisch koppeln. Der Pendelmassenträger kann aus zwei Seitenteilen gebildet sein, die zwischen sich axial erweiterte Bereiche bilden, in denen über den Umfang verteilt Pendelmassen aufgenommen sind, wobei jeweils zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Pendelmassen eine Schraubendruckfeder angeordnet ist.
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Die Pendelmassen können aus mehreren, beispielsweise zwei axial geschichteten Pendelmassenteilen gebildet sein. Die Pendelmassen sind mittels in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager pendelnd an dem Pendelmassenträger aufgehängt. Die Pendellager sind jeweils aus einer Pendelrolle und an dem Pendelmassenträger, beispielsweise an dem Pendelflansch oder den beiden Seitenteilen und an den Pendelmassenteilen vorgesehenen Laufbahnen wie Pendelbahnen gebildet, auf denen die Pendelrollen unter Fliehkrafteinwirkung der nach radial außen beschleunigten Pendelmassen abwälzen.
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Die Pendelrollen wälzen jeweils auf Laufbahnen mit vorgegebenen Formkurven ab, die komplementär zueinander in den Pendelmassen und in dem Pendelmassenträger vorgesehen sind. Hierzu sind jeweils Ausnehmungen vorgesehen, an denen die Laufbahnen eingebracht sind. Jeweils eine Pendelrolle übergreift dabei die Ausnehmungen in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmassen, so dass hierdurch jeweils ein Pendellager ausgebildet wird. Durch die Form der Formkurven der Laufbahnen wird dabei die Pendelbahn wie Pendelschwingung einer Pendelmasse vorgegeben, beispielsweise eine Pendelschwingung in Freiform oder eine Pendelschwingung entsprechend einer bifilar an parallel oder trapezförmig an dem Pendelmassenträger aufgehängten Pendelmasse oder Pendelmasseneinheit.
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Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel weist zwischen Endbereichen in Umfangsrichtung benachbarter Pendelmassen jeweils eine Schraubendruckfeder auf, wobei die Schraubendruckfedern an ihren Stirnseiten mittels Federnäpfen an den Endbereichen der Pendelmassen aufgenommen sind. Aufnahmebereiche der Federnäpfe sind beispielsweise zylinderförmig ausgebildet und umschließen in vorteilhafter Weise den Umfang der Schraubendruckfedern komplett in dem Bereich dessen Abstützung an dem Federnapf. Hierdurch wird die Schraubendruckfeder gegenüber der Pendelmasse zentriert und gehalten. Durch die verliersichere Aufnahme der Schraubendruckfeder in dem beziehungsweise beidseitig in den Federnäpfen in Umfangsrichtung benachbarter Pendelmassen wird die Schraubendruckfeder stabilisiert und neigt weniger zu einem Ausformen in Umfangsrichtung.
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Die Federnäpfe können aus elastischem Material, beispielsweise Kunststoff wie beispielsweise einem Elastomer gebildet sein. Die Federnäpfe sind dabei zwischen den Schraubendruckfedern und den Pendelmassen angeordnet, so dass Metall/Metallkontakte vermieden und damit ein Verschleiß der Schraubendruckfedern und der Pendelmassen verhindert oder zumindest vermindert wird.
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Die Aufnahme der Federnäpfe erfolgt verliersicher an den Endbereichen der Pendelmassen. Beispielsweise können die Federnäpfe in die Endbereiche der Pendelmassen eingeclipst oder mit diesen verrastet sein.
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An den Endbereichen der Pendelmassen können Ausnehmungen, beispielsweise bezogen auf deren radiale Erstreckung bevorzugt mittige Ausnehmungen eingebracht sein. Die Federnäpfe sind dabei in die Ausnehmungen eingesenkt und können bündig mit den Endbereichen abschließen. In den Federnäpfen kann beispielsweise zumindest ein Viertel, bevorzugt zumindest ein Drittel der Windungen der Schraubenruckfedern aufgenommen sein. Dies bedeutet, dass insgesamt die Hälfte bis zu mehr als zwei Drittel der Windungen in den Federnäpfen aufgenommen ist und die übrigen Windungen bis zu einem Anschlag der Stirnflächen der Endbereiche der Pendelmassen beziehungsweise der die Stirnflächen bedeckenden elastischen Teile der Federnäpfe angeordnet sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erstrecken sich die Federnäpfe zumindest über die Stirnflächen der Endbereiche der Pendelmassen, können jedoch auch als die Stirnbereiche übergreifende Kappen ausgebildet sein. Dabei können Bereiche zwischen dem Pendelmassenträger und den Pendelmassen als Distanzhalter, Schleifkontakte oder dergleichen ausgebildet sein. Die die Endbereiche der Pendelmassen abdeckenden Federnäpfe können in Umfangsrichtung benachbarter Endbereiche von Pendelmassen einen Anschlag gegeneinander bilden. Diese Anschläge können derart ausgebildet sein, dass durch diese der Schwingwinkel der Pendelmassen begrenzt ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Pendelmassen aneinander entgegen der Wirkung der Schraubendruckfedern an den elastisch ausgebildeten Federnäpfen der Endbereiche anschlagen, bevor ein metallischer Kontakt zwischen den Pendelrollen und den umfangsseitigen Wandungen der Ausnehmungen mit den Laufbahnen der Pendellager auftritt. Hierdurch werden der Verschleiß der Pendellager verringert und metallische Anschlaggeräusche vermieden.
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Alternativ oder zusätzlich können die Anschläge zwischen den Federnäpfen an den Endbereichen der Pendelmassen eine Blocklage der Schraubendruckfedern verhindern.
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Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt eine Ansicht einer Pendelmasse
1 mit einem an einem Endbereich
2 der Pendelmasse angeordneten Federnapf
3. Zum generellen Aufbau von Fliehkraftpendeln in ihren unterschiedlichen Ausführungsformen wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen. Zur Anordnung von Schraubendruckfedern zwischen Endbereichen in Umfangrichtung benachbarter Pendelmassen wird insbesondere auf die
DE 10 2012 221 103 A1 verwiesen.
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Die Pendelmasse 1 des gezeigten Ausführungsbeispiels ist als Teil einer Pendelmasseneinheit ausgebildet, die aus beidseitig an einem Pendelflansch eines Fliehkraftpendels aufgenommenen Pendelmassen 1 gebildet ist. Axial gegenüber liegende Pendelmassen 1 sind jeweils mittels Verbindungsmitteln, beispielsweise Bolzen, Stiften oder Scheiben fest miteinander verbunden, die an den Aufnahmepunkten 4, 5, beispielsweise Öffnungen und Stufenöffnungen für Schließ- und Setzköpfe von Nieten oder Bolzen der Pendelmassen 1 aufgenommen sind. Die pendelnde Aufnahme der Pendelmassen 1 an dem Pendelflansch erfolgt mittels zweier in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager, die durch Ausnehmungen 6 mit Laufbahnen 7 an axial gegenüberliegenden Pendelmassen 1 und komplementär zu diesen an dem Pendelflansch angeordneten Ausnehmungen und Laufbahnen gebildet sind, wobei auf den Laufbahnen 7 und den Laufbahnen des Pendelflanschs die Pendelrolle 8 abwälzt. An den Endbereichen 2 sind stirnseitig die Ausnehmungen 9 vorgesehen, in die jeweils ein Federnapf 3, der beispielsweise aus Kunststoff, beispielsweise einem Elastomer, Thermo- oder Duroplast gebildet sein kann, eingesetzt ist. Der Federnapf 3 nimmt im Bereich der zylinderförmigen Einsenkung 10 die Schraubendruckfeder 11 verliergesichert auf. An dem dem in der Einsenkung 10 aufgenommenen Ende gegenüberliegenden Ende der Schraubendruckfeder 11 ist die Schraubendruckfeder 11 entsprechend in einem Federnapf der in Umfangsrichtung benachbarten Pendelmasse aufgenommen. Diese Federverbindung aus Schraubendruckfedern 11 erfolgt über den Umfang an allen benachbarten Pendelmassen 1 sowie in derselben Form an den axial gegenüberliegenden Pendelmassen auf der anderen Seite des Pendelflanschs. Die Federnäpfe 3 sind in nicht dargestellter Weise mit der Pendelmasse 1 verliergesichert verbunden, beispielsweise verrastet oder eingeclipst. Die Federnäpfe 3 sind gegenüber ihren Einsenkungen 10 radial erweitert und decken mittels ihrer Erweiterungen 12 zumindest die Stirnflächen 13 der Endbereiche 2 der Pendelmassen 1 ab. Auf diese Weise können in Umfangsrichtung elastische Anschläge 14 ausgebildet sein, so dass die in Umfangsrichtung benachbarten Pendelmassen 1 gegebenenfalls gedämpft aneinander anschlagen und harte Anschläge sowohl an den Stirnflächen 13 als auch der Pendelrollen 8 an den umfangsseitigen Wandungen 15 der Ausnehmungen 6 sowie eine Blocklage der Schraubendruckfedern 11 vermieden werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pendelmasse
- 2
- Endbereich
- 3
- Federnapf
- 4
- Aufnahmepunkt
- 5
- Aufnahmepunkt
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Laufbahn
- 8
- Pendelrolle
- 9
- Ausnehmung
- 10
- Einsenkung
- 11
- Schraubendruckfeder
- 12
- Erweiterung
- 13
- Stirnfläche
- 14
- Anschlag
- 15
- Wandung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/082629 A1 [0002, 0002]
- WO 2014/023303 A1 [0002]
- DE 102013201981 A1 [0002]
- WO 2014/114280 A1 [0002]
- EP 2600030 A1 [0002]
- DE 102011087693 A1 [0003]
- DE 102012221103 A1 [0003, 0017]
