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Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang von einem brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeug mit einer vorgegebenen Anzahl von Zylindern und einem Zylinderabschaltsystem (ZAS), über das ein Teil der Zylinder abschaltbar ist, wobei eine als Drehschwingungsdämpfer ausgeführte Dämpfungseinrichtung des Antriebsstrangs eine Bogenfederanordnung mit wenigstens einem Bogenfederkanal und integrierten Bogenfedern einschließt, sowie zumindest zwei auf unterschiedliche Schwingungsordnungen oder Tilgerordnungen abgestimmte Fliehkraftpendel, deren Pendelmassen über Pendelbahnen in Verbindung mit Laufrollen beweglich den Trägerflanschen zugeordnet sind.
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Fliehkraftpendel dienen als drehzahladaptive Drehschwingungstilger insbesondere in Verbindung mit Drehschwingungsdämpfern der Schwingungsisolation von Drehschwingungen von Brennkraftmaschinen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus den Dokumenten
DE 10 2011 104 137 A1 und
DE 10 2013 202 686 A1 bekannt. Hierbei werden über den Umfang verteilte Pendelmassen in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse eines Trägerflansches an diesem pendelnd aufgehängt. Die Pendelmassen werden im Fliehkraftfeld des drehenden Fliehkraftpendels radial nach außen beschleunigt und tilgen mittels Pendelbewegungen zumindest teilweise auf den Trägerflansch einwirkende Drehmomentschwingungen.
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Brennkraftmaschinen mit einem Zylinderabschaltungssystem werden eingesetzt, um CO2-Emissionen und den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Derartige Systeme stellen aufgrund unterschiedlicher Schwingungs- bzw. Tilgerordnungen an die zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe eingesetzte Dämpfungseinrichtung geänderte Anforderungen, um beispielsweise die NVH-Anforderungen (Noise, Vibration, Harshness) weiterhin erfüllen zu können.
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Die
DE 10 2015 201 030 A1 zeigt als gattungsgemäßen Stand der Technik einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, bei der im Betriebszustand ein Teil der Zylinder abschaltbar ist. Die dabei eingesetzte Dämpfungseinrichtung zur Tilgung von Drehschwingungen der Brennkraftmaschine umfasst eine erste, als Fliehkraftpendel ausgeführte Schwingungsordnung, die bei Betrieb mit allen Zylindern wirksam ist, sowie ein zweites Fliehkraftpendel als Schwingungsordnung für einen Betriebszustand mit reduzierter Zylinderzahl.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine baulich und funktional optimierte Dämpfungseinrichtung für einen Antriebsstrang zu schaffen, die einer Brennkraftmaschine mit einem Zylinderabschaltsystem zugeordnet ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Fliehkraftpendel gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen gerichtet.
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Zur Lösung der zuvor genannten Problemstellung wird durch eine Dämpfungseinrichtung vorgeschlagen, die eine Bogenfederanordnung mit zwei Bogenfederkanälen umfasst, sowie zwei axial zueinander versetzte, unterschiedliche Fliehkraftpendel. Das erste Fliehkraftpendel ist dabei zwischen zwei Trägerflanschen positioniert. Das zweite Fliehkraftpendel dagegen umfasst abweichend dazu getrennt voneinander außenseitig an beiden Trägerflanschen positionierte bzw. geführte Pendelmassen.
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Das erfindungsgemäße Konzept bietet insbesondere für eine Dämpfungseinrichtung mit einer als Doppelkanal ausgebildeten Bogenfederanordnung eine Lösung, um diese mit zwei getrennt wirksamen, unterschiedlich ausgelegten Fliehkraftpendeln zu kombinieren. Innerhalb der von den zwei nebeneinander positionierten Bogenfederkanälen bestimmten Längserstreckung sind die zwei Fliehkraftpendel der Dämpfungseinrichtung angeordnet. Somit ist die erfindungsgemäße Konstruktion selbst für eng bemessene Platzverhältnisse des Antriebsstrangs einer Brennkraftmaschine mit einem Zylinderabschaltungssystem (ZAS) geeignet, die zwei Bogenfederkanäle sowie zwei Fliehkraftpendel umfasst. Die zwei Fliehkraftpendel der Dämpfungseinrichtung sind weiterhin so ausgelegt, dass sie zwei unterschiedliche Ordnungen abdecken und folglich zwei Hauptanregungen bzw. Schwingungen der zugehörigen Brennkraftmaschine tilgen. Mittels der Erfindung ist damit eine aufgabengerechte, baulich und funktional verbesserte Dämpfungseinrichtung für einen Antriebsstrang realisierbar, mit der weiterhin vorteilhaft ein gewünschter hoher Isolationsgrad des Fahrzeuggetriebes erreichbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste zwischen den Trägerflanschen angeordnete Fliehkraftpendel für die 1. Ordnung ausgelegt ist. Das weitere zweite Fliehkraftpendel, dessen Pendelmassen getrennten Trägerflanschen zugeordnet ist, ist für die 2. Ordnung ausgelegt. Bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Konzeptes beispielsweise auf eine vier Zylinder umfassende Brennkraftmaschine mit einem Zylinderabschaltungssystem ist das innere Fliehkraftpendel der Dämpfungseinrichtung für die 1. Ordnung im Zweizylinder-Modus bestimmt.
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Eine weitere konstruktive Ausgestaltung der Erfindung bezieht sich auf die Bogenfederanordnung, die zwei axial beabstandete Bogenfederkanäle umfasst, welche mit einem übereinstimmenden Radius zu der Rotationsachse der Dämpfungseinrichtung angeordnet sind. Weiterhin ist vorgesehen, die Pendelmassen der Fliehkraftpendel abweichend voneinander zu dimensionieren. Zur Anpassung an die Einbauverhältnisse bietet es sich beispielsweise an, die Pendelmassen des zwischen den Trägerflanschen eingesetzten Fliehkraftpendels mit einer relativ geringen Stärke, aber einer größeren Länge im Vergleich zu den Pendelmassen des weiteren Fliehkraftpendels auszulegen. Alternativ oder ergänzend dazu besteht die Möglichkeit, die Pendelmassen der Fliehkraftpendel gezielt an die jeweiligen Einbauverhältnisse anzupassen, beispielsweise durch Variation des Längen-Breitenverhältnisses. Außerdem sind Pendelmassen mit einem mehrteiligen Aufbau einsetzbar, bei denen beispielsweise eine Distanzscheibe zwischen den Pendelmassen eingesetzt ist.
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Für den erfindungsgemäßen Aufbau der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung ist weiterhin vorgesehen, zumindest das zwischen den Trägerflanschen positionierte Fliehkraftpendel mit Koppelfedern zu bestücken, die jeweils zwischen den Pendelmassen eingesetzt sind. Ergänzend oder alternativ zu den zwischen den Pendelmassen eingesetzten Koppelfedern bietet es sich an, Pendel- oder Kulissenbahnen, die für die Laufrollen oder Wälzkörper der Pendelmassen des inneren Fliehkraftpendel bestimmt sind, zumindest in einem Endbereich zu verstimmen. Zur Erzielung einer optimalen Isolation ist für das innere, zwischen den Trägerflanschen angeordnete Fliehkraftpendel eine Kombination von zwischen den Pendelmassen eingesetzten Koppelfedern und verstimmten Pendel- oder Kulissenbahnen der Laufrollen vorgesehen. Vorteilhaft können die Pendelmassen dabei über die Geometrie der Pendel- oder Kulissenbahn auf eine bestimmte Ordnung abgestimmt werden.
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Die Dämpfungseinrichtung gemäß der Erfindung schließt zwei getrennte Fliehkraftpendel ein, die in einem nahezu übereinstimmenden Radius zur Rotationsachse der Dämpfungseinrichtung angeordnet und dabei beiden Trägerflanschen zugeordnet sind. Dazu bilden die Trägerflansche parallel verlaufende Führungsabschnitte, die gemeinsam seitlich einen für ein erstes Fliehkraftpendel bestimmten Bauraum begrenzen. An den Innenseiten der Fliehkraftpendel sind die Pendelmassen des ersten inneren Fliehkraftpendels und an den Außenseiten die Pendelmassen des äußeren Fliehkraftpendel geführt. Sowohl in den Innenseiten als auch in den Außenseiten der Trägerflansche sind Pendel- oder Kulissenbahnen eingebracht, die zusammen mit korrespondierenden Pendel- oder Kulissenbahnen der Pendelmassen zur Aufnahme der Laufrollen bestimmt sind, über die eine Führung der Pendelmassen der Fliehkraftpendel erfolgt.
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Weiterhin ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Trägerflansche innenseitig zusammengefügt und über Befestigungsmittel, beispielsweise eine Verschraubung, an einer Abtriebsnabe fixiert sind. Jeder Trägerflansch bildet außerdem außenseitig einen an die Führungsabschnitte anschließenden Mitnehmer. Dazu sind die Trägerflansche entgegengesetzt gekröpft, wobei an den in den Bogenfederkanal eingreifen Mitnehmern jeweils zumindest eine Bogenfeder abgestützt ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Figur näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in einem Halbschnitt den Aufbau einer erfindungsgemäßen, für einen Antriebsstrang bestimmten Dämpfungseinrichtung.
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In der einzigen Figur ist eine erfindungsgemäß aufgebaute Dämpfungseinrichtung 1 gezeigt, wobei die Darstellung auf erfindungswesentliche Bauteile der Dämpfungseinrichtung 1 beschränkt ist, die einem teilweise dargestellten Antriebsstrang 2 eines Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, der von einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) angetrieben wird. Die als Drehschwingungsdämpfer ausgeführte Dämpfungseinrichtung 1 umfasst ein Zweimassenschwungrad, bestehend aus einer Antriebsnabe 3 als Primärteil oder Primärmasse sowie einer mit einer Sekundärmasse verbundenen Abtriebsnabe 4, die gegen die Kraft einer Bogenfederanordnung 5 relativ zueinander um eine Rotationsachse 6 verdrehbar sind. Die als Doppelkanal ausgebildete Bogenfederanordnung 5 umfasst zwei axial versetzt, zueinander positionierte Bogenfederkanäle 7, 8, die mit einem übereinstimmenden Radius (R) zu der Rotationsachse 6 der Dämpfungseinrichtung (1) angeordnet sind. In jedem Bogenfederkanal 7, 8 sind jeweils in Umfangsrichtung mehrere Bogenfedern 9 angeordnet, die mit einem Federende mittelbar oder unmittelbar an dem Primärteil, der Antriebsnabe 3, abgestützt sind. Mit dem anderen Federende sind die Bogenfedern 9 der als Sekundärteil ausgebildeten Abtriebsnabe 4 zugeordnet.
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Die Antriebsnabe 3 ist weiterhin mit einer Kurbelwelle 10 der Brennkraftmaschine und die Abtriebsnabe 4 mit einer Getriebewelle 11 drehfest verbunden. Als Brennkraftmaschine ist dabei insbesondere ein Otto- oder Dieselmotor vorgesehen, von dem das Drehmoment über den Antriebsstrang 2 beispielsweise auf ein Schaltgetriebe und von dort über ein Differenzialgetriebe auf die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs übertragen wird. Zwei innenseitig zusammengefügte Trägerflansche 12, 13 sind über Befestigungsmittel 14 mit der Abtriebsnabe 4 verbunden. Die Trägerflansche 12, 13 sind jeweils von den Befestigungsmitteln 14 ausgehend, entgegengesetzt nach außen gestuft und bilden parallel verlaufende Abschnitte, die einen zur Aufnahme von einem inneren Fliehkraftpendel 16 bestimmten Bauraum 15 begrenzen. Ein weiteres äußeres Fliehkraftpendel 17 schließt Pendelmassen 18, 19 ein, die jeweils einer Außenseite 20, 21 der Trägerflansche 12, 13 zugeordnet sind. Die teilweise dargestellten Fliehkraftpendel 16, 17 üblichen Aufbaus und bekannter Wirkungsweise umfassen umfangsverteilt angeordnete Pendelmassen 18, 19; 22, 23, die gegenüber den Trägerflanschen 12, 13, auch Trägerelemente genannt, in Verbindung mit Laufrollen (nicht gezeigt), entlang vorgegebener Pendel- oder Kulissenbahnen (nicht gezeigt), eine Relativbewegung ausführen können. Sowohl in Innenseiten 24, 25 als auch in den Außenseiten 20, 21 der Trägerflansche 12, 13 sind dazu Pendel- oder Kulissenbahnen eingebracht, die zusammen mit korrespondierenden Pendel- oder Kulissenbahnen der Pendelmassen 18, 19; 22, 23 zur Aufnahme der Laufrollen bestimmt sind, über die eine Führung der Pendelmassen 18, 19; 22, 23 der Fliehkraftpendel 16, 17 erfolgt. Endseitig sind die Trägerflansche 12, 13 entgegengesetzt in Richtung des Antriebs bzw. des Abtriebs von dem Antriebsstrang 2 gekröpft und bilden zueinander parallel ausgerichtete Mitnehmer 26, 27. An den jeweils in einen Bogenfederkanal 7, 8 eingreifenden Mitnehmer 26, 27 ist zumindest eine Bogenfeder 9 abgestützt. Die Auslegung der Fliehkraftpendel 16, 17 sieht vor, dass eine Stärke S1 der Pendelmassen 18, 19 des äußeren Fliehkraftpendels 17 die entsprechende Stärke S2 der Pendelmassen 22, 23 des inneren Fliehkraftpendels 16 übertrifft. Andererseits übertrifft eine Länge L2 der Pendelmassen 22, 23 die Länge L1 der Pendelmassen 18, 19.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dämpfungseinrichtung
- 2
- Antriebsstrang
- 3
- Antriebsnabe
- 4
- Abtriebsnabe
- 5
- Bogenfederanordnung
- 6
- Rotationsachse
- 7
- Bogenfederkanal
- 8
- Bogenfederkanal
- 9
- Bogenfeder
- 10
- Kurbelwelle
- 11
- Getriebewelle
- 12
- Trägerflansch
- 13
- Trägerflansch
- 14
- Befestigungsmittel
- 15
- Bauraum Abschnitt
- 16
- Fliehkraftpendel (innen)
- 17
- Fliehkraftpendel (außen)
- 18
- Pendelmasse
- 19
- Pendelmasse
- 20
- Außenseite
- 21
- Außenseite
- 22
- Pendelmasse
- 23
- Pendelmasse
- 24
- Innenseite
- 25
- Innenseite
- 26
- Mitnehmer
- 27
- Mitnehmer
- L1
- Länge
- L2
- Länge
- R
- Radius
- S1
- Stärke
- S2
- Stärke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011104137 A1 [0002]
- DE 102013202686 A1 [0002]
- DE 102015201030 A1 [0004]
