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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Fliehkraftpendel, das an einer rotierenden Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann, wobei das Fliehkraftpendel zwei Pendelmassen umfasst, die voneinander beabstandet fest miteinander verbunden sind und beiderseits der Trägerscheibe angeordnet sind, wobei zwischen Trägerscheibe und jeder der Pendelmassen jeweils eine Gleitplatte angeordnet ist.
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Gattungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtungen (FKP) sind beispielsweise aus der
DE 10 2006 028 536 A1 mit Pendelteilmassen beiderseits eines zentralen Pendelflansches als Trägerscheibe bekannt. Bekannt sind zudem Fliehkraftpendel mit einem Zwischenblech und Abstandsblechen zwischen Pendelmassen und Trägerscheibe. Anlaufen oder Reibung zwischen der Pendelmasse und der Trägerscheibe vermindert die Wirksamkeit der Fliehkraftpendelanordnung, das Isolationsvermögen wird dadurch verringert. Das Anlaufen kann prinzipiell nicht vermieden werden, vor allem nicht nach einer Laufstrecke der Pendelbewegung. Um die Wirksamkeit zu verbessern muss der Reibwert bei dem Anlaufen reduziert werden. Die Reduzierung kann durch eine günstigere Reibpaarung realisiert werden, beispielsweise eine Reibpaarung Stahl/Kunststoff. Eine solche Reibpaarung wird im Stand der Technik realisiert beispielsweise durch das Anbringen von Abdeckkappen an der Innenseite der Pendelmassen oder indem die Gleitplatte aus Kunststoff gefertigt wird.
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Das Anbringen von Abdeckkappen ist nicht immer möglich, bei einer Gleitplatte aus Kunststoff muss dieses Bauteil zusammen mit den weiteren Bauteilen der Pendelmasse vernietet werden, was durch die geringere Drucksteifigkeit des Kunststoffbauteils gegenüber den Stahlbauteilen zu Festigkeitsprobleme führen kann. Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine alternative Gestaltung der Befestigung der Gleitplatte an den weiteren Bauteilen der Pendelmasse anzugeben, die die zuvor genannten Probleme vermeidet.
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Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Fliehkraftpendel, das an einer rotierenden Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann, wobei das Fliehkraftpendel zwei Pendelmassen umfasst, die voneinander beabstandet fest miteinander verbunden sind und beiderseits der Trägerscheibe angeordnet sind, wobei zwischen Trägerscheibe und jeder der Pendelmassen jeweils eine Gleitplatte angeordnet ist, wobei die Gleitplatte eine Ausnehmung oder Bohrung aufweist, die einen Befestigungsbereich der Pendelmasse zumindest bereichsweise umgreift. Der Befestigungsbereich ist aus Stahl gefertigt und entweder einstückig mit der Pendelmasse gefertigt oder mit dieser in montiertem Zustand fest verbunden. Dazu ragt in montiertem Zustand der Fliehkraftpendel vorzugsweise ein Niet zur Verbindung der Bauteile der Fliehkraftpendel durch den Befestigungsbereich. Durch die erfindungsgemäße Lösung verbinden die Niete nur Stahlbauteile miteinander.
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Der Befestigungsbereich ist in einer Ausführungsform der Erfindung eine an der Pendelmasse angebrachte Erhöhung. Die Erhöhung wird vorzugsweise beim Stanzen der Bohrungen zur Aufnahme der Niete zur Montage der Bauteile der Pendelmassen plastisch aus der Pendelmasse herausgeformt (herausgedrückt).
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Der Befestigungsbereich ist in einer Ausführungsform der Erfindung eine an der Pendelmasse angeordnete Distanzscheibe. Diese ist in einer Ausführungsform der Erfindung kreisrund und vorzugsweise aus Stahl gefertigt und wird bei der Montage in die zugeordneten Bohrungen in der Gleitplatte gelegt.
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Die Distanzscheibe weist in einer Ausführungsform der Erfindung mehrere Vernietungsbohrungen auf. Statt mehrerer runder Distanzscheiben wird dabei nur eine Distanzscheibe mit mehrere Bohrungen verwendet, was die Montage erleichtert. Die Distanzscheibe kann dabei beispielsweise die Kontur eines an den Ecken abgerundeten Dreiecks aufweisen.
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Die Gleitplatte umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens eine Bohrung mit einem Durchmesser, der zu dem Außendurchmesser der Distanzscheibe korrespondiert. Dadurch wird eine spielfreie oder nahezu spielfreie dauerfeste formschlüssige Verbindung in der radialen Ebene für die Gleitplatte erzielt.
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Die Gleitplatte umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung, insbesondere wenn die Distanzscheibe mehrere Bohrungen zur Aufnahme der Nieten umfasst, mindestens eine Ausnehmung mit einer Kontur, die zur Außenkontur der Distanzscheibe korrespondiert. Dadurch wird die Gleitplatte in der radialen Ebene drehfest gegenüber den weiteren Bauteilen der Pendelmasse befestigt.
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Der Befestigungsbereich weist in einer Ausführungsform der Erfindung eine axiale Höhe auf, die größer oder gleich der Dicke des Abstandsbleches ist, sodass eine Druckkraft bei der Vernietung der Pendelmassen im Wesentlichen oder vollständig über den Befestigungsbereich übertragen wird.
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Der Befestigungsbereich ist in einer Ausführungsform der Erfindung aus Stahl und die Gleitplatte aus Kunststoff gefertigt, wobei der Befestigungsbereich und die Gleitplatte in einer Ausführungsform der Erfindung als Verbundbauteil gefertigt sind. Die Fertigung als Verbundbauteil vereinfacht sowohl den Fertigungsablauf als auch die Montage.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein Vergleichsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung,
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2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pendelmasse in einer Seitenansicht,
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3 das Ausführungsbeispiel der 2 im Schnitt,
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4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gleitplatte,
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5 eine erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer Pendelmasse nach 2 und 3 und einer Gleitplatte nach 4 im Schnitt,
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6 eine Explosionsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
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7 eine Schnittdarstellung einer Fliehkraftpendeleinrichtung mit Pendelmassen, Gleitplatten und Unterlegscheiben nach 6,
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8 eine Explosionsdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in einer räumlichen Darstellung als Vergleichsbeispiel zum Verständnis der Erfindung. Teile der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind nach Art einer Explosionsdarstellung gezeigt, andere Teile der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind in Einbaulage, wenn also die Fliehkraftpendeleinrichtung fertig montiert ist, dargestellt. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse R. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 wird zwischen einer Antriebseinheit, insbesondere einem Verbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle, und einer ausrückbaren Fahrzeugkupplung, die mit einem Getriebe gekoppelt ist, angeordnet. Die Fliehkraftpendeleinrichtung kann beispielsweise an der Sekundärseite eines in dem Antriebsstrang angeordneten Zweimassenschwungrades (ZMS) oder an einem Kupplungsgehäuse angeordnet sein.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst eine Trägerscheibe 2, die in Einbaulage beispielsweise mit einem nicht dargestellten Sekundärflansch eines Zweimassenschwungrades im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbunden ist. Die Verbindung kann beispielsweise durch eine Verschraubung erfolgen, wozu eine Vielzahl von Bohrungen 3 zur Aufnahme von Schrauben über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt angeordnet sind. Die Umfangsrichtung ist eine Drehung um die Rotationsachse R. Unter der axialen Richtung wird die Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung jede Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden. Neben den Bohrungen 3 zur Aufnahme von Schrauben für die Befestigung der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind über den Umfang verteilt auch Bohrungen 4 zur Aufnahme von Stiften, die der Zentrierung der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gegenüber einem Sekundärflansch dienen, angeordnet.
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Über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt sind mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier, Pendelmassen 5 angeordnet. Die Pendelmassen 5 umfassen jeweils eine erste oder kupplungsseitige Pendelmasse 6a und eine zweite oder getriebeseitige Pendelmasse 6b. Die Begriffe kupplungsseitig und getriebeseitig dienen hier allein der leichteren Unterscheidbarkeit und dem leichteren Verständnis der Vorrichtung und der Anordnung der Teile der Vorrichtung. Die erste Pendelmasse 6a und die zweite Pendelmasse 6b sind beiderseits der Trägerscheibe 2 angeordnet und fest miteinander verbunden. In 1 ist eine der Pendelmassen 5 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Die erste Pendelmasse 6a und die zweite Pendelmasse 6b werden durch mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei, Nietbolzen 7 fest miteinander verbunden.
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Sowohl in der ersten Pendelmasse 6a als auch der zweiten Pendelmasse 6b sind mehrere Bohrungen 19 eingebracht, die der Aufnahme der Nietbolzen 7 dienen. Die Nietbolzen 7 werden nach Art von Nieten beiderseits mit Köpfen versehen und verbinden die erste Pendelmasse 6a und die zweite Pendelmasse 6b sowie weitere zwischen den beiden Pendelmassen angeordnete Bauteile fest miteinander.
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In Langlöchern 8 der Trägerscheibe 2 sind Pendelrollen 9 aufgenommen. Die Pendelrollen 9 umfassen jeweils ein zylindrisches Mittelteil 11, welches an beiden axialen Enden mit Rollenzentrierborden 12 versehen ist. Die Rollenzentrierborde 12 dienen der axialen formschlüssigen Festlegung der Pendelrollen 9 in den Langlöchern 8. Über die jeweiligen Rollenzentrierborde 12 axial hinausragende Rollenenden 13 der Pendelrollen 9 ragen jeweils in Langlöcher 14 in den Pendelmassen 6a bzw. 6b. Die Langlöcher 14 ermöglichen, wie an sich aus dem Eingangs zitierten Stand der Technik bekannt, zusammen mit den Langlöchern 8 und den Pendelrollen 9 eine Pendelbewegung der Pendelmassen 5 gegenüber der Trägerscheibe 2. Dazu sind die Rollenbahnen für die Pendelrollen 9 nierenförmig gestaltet und bilden zusammen mit den Pendelrollen 9 und den Langlöchern 8 eine Kulissenführung für die Pendelmassen 5.
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Die Laufbahnen der Pendelrollen 9 gegenüber dem Fliehkraftpendelflansch 2 bzw. den Pendelmassen 5 sind so ausgelegt, dass die Pendelmasse 5 eine Pendelbewegung eines so genannten Parallelpendels (auch als 1. Generation bekannt), oder eines so genannten Trapezpendels (2. Generation) ausführen kann. Bei dem Parallelpendel führt die Pendelmasse relativ zu ihrer Aufhängung an dem Pendelflansch keine Drehbewegung aus, dies entspricht der Bewegung eines viergliedrigen Koppelgetriebes mit jeweils zwei gleichlangen Gliedern. Bei dem Trapezpendel wird das eine Pendelende bei der Pendelbewegung radial nach innen geführt, während das andere Ende gleichzeitig radial nach außen wandert. Dies entspricht der Bewegung eines viergliedrigen Koppelgetriebes mit zwei gegenüberliegenden unterschiedlich langen Gliedern. Die Eigenkreisfrequenz bzw. Tilgerfrequenz des Fliehkraftpendels ist proportional zur Drehzahl der Fliehkraftpendeleinrichtung. Bei Abstimmung nahe oder direkt auf die Haupterregeranordnung des Antriebsstrangs erfolgt eine Reduzierung der Schwingungsamplitude über dem gesamten Drehzahlbereich.
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Zwischen den jeweils einer Pendelmasse 5 zugeordneten Langlöchern 8 zur Aufnahme der Pendelrollen 9 ist jeweils ein Ausschnitt 15 angeordnet. Durch den Ausschnitt 15 ragen die Nietbolzen 7. In dem Ausschnitt 15 sind des Weiteren auf den Nietbolzen 7 gelagerte Abstandsbleche 16a, 16b angeordnet. Die Abstandsbleche 16a, 16b ragen in den Ausschnitt 15 in der Trägerscheibe 2 und berühren diese selbst nicht, sind also frei oder fliegend dieser gegenüber gelagert.
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Zwischen Abstandsblech 16a und der ersten Pendelmasse 6a bzw. der Abstandsblech 16b und der zweiten Pendelmasse 6b ist jeweils eine Gleitplatte 17a bzw. 17b angeordnet. Die Gleitplatten 17a, 17b sind mit mehreren Bohrungen 18 an den Nietbolzen 7 befestigt. Ein Anschlagelement 21 aus Kunststoff greift in Nute der Abstandsbleche 16a, 16b und dient als Pufferelement beim Anschlagen der Pendelmassen 5 an die Trägerscheibe 2. Die Gleitplatten 17a, 17b verfügen an ihren umfangsseitigen Enden über Anschlagskonturen 22a und 22b, die jeweils Anschläge für die Pendelrollen 9 bilden, sodass die Langlöcher 14 die Anschlagsfunktion nicht selbst übernehmen müssen. Die Gleitplatten 17a, 17b sind aus Kunststoff gefertigt, die Abstandsbleche 16a, 16b und die Pendelmassen 6a, 6b sind jeweils aus Stahl gefertigt.
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Bei dem Vergleichsbeispiel nach Stand der Technik sind die Gleitplatten 17a, 17b mit den Abstandsblechen 16a, 16b und den Pendelmassen 6a, 6b vernietet, die Gleitplatten 17a, 17b aus relativ zu Stahl elastischem Kunststoff werden bei dem Nietvorgang stark zusammengedrückt. Die Bohrungen 18, 19 und 20 weisen jeweils einen Bohrungsdurchmesser auf, der dem Außendurchmesser der Niete 7 entspricht. Die 2 bis 8 zeigen Ausführungsbeispiele von Pendelmassen 5 oder Teilen davon, die statt der Pendelmassen 5 in der Fliehkraftpendeleinrichtung der 1 verwendet werden.
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Die 2 und 3 zeigen ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Pendelmasse 6, 4 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Gleitplatte 17, 5 zeigt die montierte Pendelmasse 5 im Schnitt. Da die Pendelmassen 6a, 6b und entsprechend die Gleitplatten 17a, 17b und weitere nachfolgend dargestellte Bauteile jeweils symmetrisch bezüglich der durch die Trägerscheibe 2 gebildeten Ebene sind und ggf. auch symmetrisch bezüglich einer radialen Achse, sodass die Bauteile beiderseits der Trägerscheibe identisch sind, sind nachfolgend die Indizes a und b unterdrückt.
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Die Pendelmasse 6 der 3 und 4 weist an der Seite, an der im montierten Zustand die Gleitplatte 17 angeordnet ist, Erhöhungen 23 in Form von Durchstellungen auf. Die Erhöhungen 23 sind plastisch verformte Bereiche, die beim Stanzen der Bohrungen 19 aus der Pendelmasse 6 herausgedrückt werden. Die Erhöhungen 23 sind kreisrund mit einem Außendurchmesser d und weisen eine axiale Höhe h auf. Die Gleitplatte 17 weist zu den Erhöhungen 23 korrespondierende Bohrungen 181 auf, deren Innendurchmesser D gleich oder unwesentlich größer, im Sinne einer Spielpassung, als der Außendurchmesser d der Erhöhungen 23 ist. Die Höhe h der Erhöhungen 23 ist größer als die Dicke der Gleitplatte 17. Daher liegen bei der Vernietung von Gleitplatten 17a, 17b, Abstandsblechen 16a, 16b und Pendelmassen 6a, 6b nur Metallteile direkt aufeinander. Die Gleitplatten 17 sind durch die Erhöhungen 23 in radialer Richtung formschlüssig festgelegt. Die Erhöhungen 23 dienen als Befestigungsbereich für die Gleitplatten 17.
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6 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem statt Erhöhungen bzw. Durchstellungen 23 nunmehr Unterlegscheiben 24 als Distanzblech bzw. als Befestigungsbereich verwendet werden. Die Unterlegscheiben 24 weisen eine Bohrung auf mit einem Durchmesser, der dem der Nietschafte der Niete 7 entspricht und haben einen Außendurchmesser d, der gleich oder geringfügig kleiner als der Durchmesser D der Bohrungen 181 ist. 7 zeigt einen Schnitt in einer axialen Ebene durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 mit Unterlegscheiben 24 wie in 6 gezeigt als Distanzblech.
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8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Explosionsdarstellung einer der Pendelmassen 6 samt Gleitplatte 17. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist statt mehrerer Unterlegscheiben 24, wie im zuvor dargestellten Ausführungsbeispiel, eine Unterlegplatte 25 mit einer im Wesentlichen dreieckigen und in den Ecken abgerundeten Außenkontur als Distanzblech bzw. Befestigungsbereich in eine Ausnehmung 26 in der Gleitplatte 17 eingelegt. Die Dicke der Unterlegplatte 25 ist gleich oder größer als die Dicke der Gleitplatte 17. Die Unterlegplatte weist Bohrungen 182 auf, durch die in montiertem Zustand die Nietschafte der Niete 7 ragen. Die Kontur von Unterlegplatte 25 und Ausnehmung 26 ist im Wesentlichen die eines Dreiecks mit abgerundeten Ecken, hier können aber auch andere Formen gewählt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Trägerscheibe
- 3
- Bohrung
- 4
- Bohrung
- 5
- Fliehkraftpendel
- 6a, 6b
- Pendelmasse
- 7
- Nietbolzen
- 8
- Langloch in Trägerscheibe
- 9
- Pendelrollen
- 11
- Mittelteil
- 12
- Rollenzentrierborde
- 13
- Rollenenden
- 14
- Langloch in Pendelmasse
- 15
- Ausschnitt
- 16a, 16b
- Abstandsblech
- 17a, 17b
- Gleitplatte
- 18, 181
- Bohrung in Gleitplatte
- 182
- Bohrung in Unterlegplatte
- 19
- Bohrung in Pendelmasse
- 20
- Bohrung in Abstandsblech
- 21
- Abstandhalter
- 22a, 22b
- Anschlagskonturen
- 23
- Erhöhung (Durchstellung)
- 24
- Unterlegscheibe
- 25
- Unterlegplatte
- 26
- Ausnehmung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028536 A1 [0002]
