-
Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit wenigstens zwei Pendelmassen, die an wenigstens einer Trägerscheibe angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Pendelbewegung gegenüber der Trägerscheibe ausführen können.
-
Fliehkraftpendel der ersten (Parallelpendel) und zweiten (Trapezpendel) Generation sind beispielsweise in „Auf die Isolation kommt es an; Die Evolution des Fliehkraftpendels nicht nur für ZMS“, Schaeffler Kolloquium 2014 S. 79 ff. beschrieben. Eine Kopplung benachbarter Pendelmassen ist für Trapezpendel aus der
DE 10 2014 210 489 A1 bekannt, welche die Anordnung von Druckfedern zwischen den Pendelmassen vorschlägt.
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, für ein Parallelpendel eine Kopplung benachbarter Pendelmassen anzugeben.
-
Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit wenigstens zwei Pendelmassen, die an wenigstens einer Trägerscheibe angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Pendelbewegung gegenüber der Trägerscheibe ausführen können, wobei zwischen benachbarten Pendelmassen ein Koppelelement angeordnet ist. Die Fliehkraftpendeleinrichtung kann Pendelmassen umfassen, die zwei beiderseits einer Trägerscheibe angeordnete Pendelteilmassen umfasst (Zentralflansch) oder zwischen zwei Trägerflanschen (Doppelflansch) angeordnete Pendelmassen umfasst. Die Fliehkraftpendeleinrichtung kann an einem Zweimassenschwungrad (ZMS) einem Einmassenschwungrad, einer Kupplungsscheibe oder dergleichen angeordnet sein.
-
Das Koppelelement umfasst vorzugsweise eine Torsionsfeder. Dabei ist die Torsionsfeder vorzugsweise an mindestens einer der Pendelmassen so gelagert, dass diese ein Drehmoment auf die Pendelmasse übertragen kann.
-
Die Torsionsfeder ist in einer Ausführungsform der Erfindung an beiden Pendelmassen so gelagert, dass diese ein Drehmoment auf die jeweilige Pendelmasse übertragen kann. Der Befestigungspunkt bzw. die Lagerung an den beiden Pendelmassen ist vorzugsweise so angeordnet, dass der Abstand zwischen den Befestigungspunkten bei einer Pendelbewegung der Pendelmassen gleich bleibt. Das Koppelelement überträgt somit nur ein Biegemoment bzw. ein Drehmoment zwischen den Pendelmassen.
-
Die Torsionsfeder umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung eine Schenkelfeder. Schenkelfedern bestehen im Wesentlichen aus einem Draht konstanten Querschnitts und sind kostengünstig herzustellen und zu montieren. Alternativ kann diese auch andere Formen von Torsionsfedern umfassen. Beispielsweise könnte das Koppelelement ein Verbindungselement nach Art eines Biegebalkens oder einer Scheibe umfassen, das Torsionsstäbe aufweist, die an den Pendelmassen befestigt sind.
-
Die Schenkelfeder umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens eine Federwicklung, die an einem Stift, der zwei Pendelteilmassen der Pendelmasse im Bereich eines umfangsseitigen Endes miteinander verbindet, gelagert ist. Dies ist eine besonders kostengünstige Ausführung eines Koppelelementes unter Nutzung bestehender Komponenten für dessen Lagerung.
-
Die Schenkelfeder umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung einen Schenkel, der an der Pendelmasse festgelegt ist, sowie einen Schenkel als Verbindungselement zur benachbarten Pendelmasse. Der an der Pendelmasse festgelegte Schenkel ragt in einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Haken in eine Bohrung einer der Pendelteilmassen. Diese Art der Befestigung ist leicht und kostengünstig herstellbar, da nur das Drahtende des Schenkels zu biegen ist, und ebenso leicht zu montieren.
-
Die Schenkelfeder umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung zwei Federwicklung, wobei die Federwicklungen jeweils an einem Stift, der zwei Pendelteilmassen der Pendelmasse im Bereich eines umfangsseitigen Endes der Pendelmasse miteinander verbindet, gelagert sind. Die Schenkelfeder umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung zwei Schenkel, die jeweils an einer der Pendelmassen festgelegt sind sowie einen Schenkel als Verbindungselement zur benachbarten Pendelmasse. Die Schenkelfeder ist dadurch symmetrisch und die Befestigung an den benachbarten Pendelmassen im Wesentlichen identisch, sodass auch die Pendelmassen bzw. Pendelteilmassen symmetrisch zu einer Mittelachse sein können.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ein Vergleichsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung,
- 2 eine Skizze der erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung in einer nicht ausgelenkten Mittelstellung der Pendelmassen,
- 3 einen vergrößerten Ausschnitt eines Bereichs zweier benachbarter Pendelmassen,
- 4 die Pendelmassen der 2 in einer maximal in einer Pendelrichtung ausgelenkten Stellung,
- 5 einen Ausschnitt der beiden benachbarten Pendelmassen in der Pendelstellung gemäß 4,
- 6 ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung des Koppelelementes an einer der Pendelmassen,
- 7 ein Ausführungsbeispiel eines Koppelelementes.
-
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung als Vergleichsbeispiel zum besseren Verständnis der Erfindung. Die Fliehkraftpendeleinrichtung
1 umfasst eine Trägerscheibe
2 mit einer Öffnung
3. Die Trägerscheibe
2 ist in Einbaulage mittels Befestigungsbohrungen
12 mit einem nicht dargestellten Sekundärflansch oder Primärflansch eines Zweimassenschwungrades, einem Kupplungsgehäuse oder einer Kupplungsgegendruckplatte oder dergleichen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges verschraubt oder vernietet. Die Fliehkraftpendeleinrichtung
1 wird in Einbaulage somit zwischen einer Antriebseinheit, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle als Antriebswelle, und einer Fahrzeugkupplung, die durch eine Ausrückeinrichtung betätigbar und mit einem Getriebe gekoppelt ist, angeordnet. Derartige Anordnungen eines Fliehkraftpendels im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges sind beispielsweise in der
DE 10 2006 028 556 A1 beschrieben.
-
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse R. Die Umfangsrichtung ist im Folgenden eine Drehung um die Rotationsachse R. Unter der axialen Richtung wird die Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung eine Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden.
-
Am Außenumfang der Trägerscheibe 2 sind jeweils vier Pendelmassen 4 angeordnet. Die Pendelmassen 4 umfassen jeweils zwei Pendelteilmassen 5a und 5b, die jeweils beiderseits der Trägerscheibe 2 angeordnet sind. Eine der Pendelteilmassen 5a ist in 1 nicht dargestellt damit eine der Pendelteilmassen 5b sichtbar ist. Die Pendelteilmassen 5a und 5b der Pendelmasse 4 sind jeweils fest miteinander verbunden und verschiebbar (beweglich) gegenüber der Trägerscheibe 2 gelagert.
-
Die zwei Pendelteilmassen 5a und 5b einer jeden Pendelmasse 4 sind mit mehreren Verbindungsbolzen 6, die über den Umfang jeder Pendelteilmasse 5a, 5b verteilt angeordnet sind, miteinander verbunden. Da die Pendelmassen 4 relativ zu der Trägerscheibe 2 sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung entlang einer Kulissenführung verschiebbar angeordnet sind, sind in der Trägerscheibe 2 jeweils Ausschnitte 7 eingebracht, durch die die Verbindungsbolzen 6 spielbehaftet gegenüber der Trägerscheibe 2 ragen. Einige oder sämtliche der Verbindungsbolzen 6 sind mit Manschetten 11, die beispielsweise aus Gummi oder dergleichen gefertigt sind, versehen, um ein Anschlagen der Verbindungsbolzen 6 in den Ausschnitten 7 im An- bzw. Auslauf oder bei geringen Drehzahlen zu dämpfen.
-
In Langlöchern 8 in den Pendelteilmassen 5a, 5b sowie in Langlöchern 9 in der Trägerscheibe 2 sind Führungsrollen 10 angeordnet. Die Führungsrollen 10 sind rotationssymmetrische Körper mit einer Mittelachse N. Die Führungsrollen 10 bilden in Verbindung mit den Langlöchern 8 in den Pendelteilmassen 5a, 5b und den Langlöchern 9 in der Trägerscheibe 2 eine Kulissenführung für die jeweilige Pendelmasse 4, die eine Bewegung der Pendelmasse 4 entlang vorgegebener Bahnen relativ zur Trägerscheibe 2 ermöglicht. Die Laufbahnen der Führungsrollen gegenüber der Trägerscheibe 2 bzw. den Pendelmassen 4 sind so ausgelegt, dass die Pendelmassen 4 ein so genanntes Parallelpendel (Fliehkraftpendel der ersten Genaration) bilden. Die Pendelmassen 4 führen relativ zur Trägerscheibe 2 eine Pendelbewegung (Schwenkbewegung) aus, im Gegensatz zu so genannten Trapezpendeln, die zusätzlich eine Drehbewegung gegenüber der Trägerscheibe 2 ausführen. Führen benachbarte Pendelmassen 4 eine Pendelbewegung aus, so findet eine radiale Verschiebung der umfangsseitigen Stirnflächen der Pendelmassen statt. Diese Bewegung wird anhand der 2 bis 5 verdeutlicht.
-
Die 2 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung als Prinzipskizze. Dargestellt ist nur eine Hälfte der Fliehkraftpendeleinrichtung über deren Umfang. Die 3 und 5 zeigen Ausschnitte aus den 2 bzw. 4.
-
2 zeigt eine Skizze der erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in einer nicht ausgelenkten Mittelstellung der Pendelmassen. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt eines Bereichs zweier benachbarter Pendelmassen 4. 4 zeigt die Pendelmassen 4 der Skizze der 2 in einer maximal in einer Pendelrichtung ausgelenkten Stellung. 5 zeigt einen Ausschnitt der beiden benachbarten Pendelmassen 4 in der Pendelstellung gemäß 4.
-
Dargestellt ist jeweils eine erste Pendelmasse 4a und eine benachbarte Pendelmasse 4b. Diese sind durch ein Koppelelement 12 miteinander gekoppelt. Das Koppelelement 12 ist schematisch als Balken mit beiderseitiger gelenkiger Lagerung in Lagerstellen 13a und 13b dargestellt. Die Lagerstellen 13a, 13b können Kräfte (Druck- Zug- und Querkraft) in der radialen Ebene zwischen dem Koppelelement 12 und den Pendelmassen 4a, 4b übertragen und können ein Drehmoment zwischen dem Koppelelement 12 und der jeweiligen Pendelmasse 4a, 4b übertragen. An benachbarten Pendelmassen 4a, 4b gibt es jeweils zwei Punkte, deren Abstand voneinander bei der Pendelbewegung der Pendelmassen 4a, 4b konstant bleibt. Die Lagerstellen 13a, 13b sind jeweils genau in dem Punkt an der Pendelmasse 4a, 4b angeordnet, deren Abstand a voneinander bei der Pendelbewegung der Pendelmassen 4a, 4b konstant bleibt. Ändert sich durch die Pendelbewegung der Pendelmassen 4a, 4b der Winkel α zwischen dem Koppelelement 12 und einer Bezugsgeraden von einem Winkel α1 auf einen größeren Winkel a2, so bleibt der Abstand a dabei konstant.
-
Bei einer Drehung des Koppelelementes 12 um die jeweilige Lagerstelle 13a, 13b wird eine Drehfeder gespannt, es wird also ein Rückstellmoment auf das Koppelelement 12 ausgeübt, das winkelabhängig, beispielsweise proportional zum Auslenkungswinkel α um die Lagerstelle 13a, 13b, ist. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung des Koppelelementes 12 an einer der Pendelmassen 4. Das Koppelelement 12 ist als Schenkelfeder ausgeführt und umfasst eine Federwicklung 14, deren Federenden in Schenkel 15a, 15b übergehen. Einer der Schenkel, hier mit dem Bezugszeichen 15a bezeichnet, weist einen parallel zu einer Mittelachse der Federwicklung 14 umgebogenen Haken 16 auf, der in eine Bohrung 17 einer der Pendelteilmassen 5 ragt. Der andere Schenkel 15b ragt in der Darstellung der 6 aus der Zeichenebene heraus. Die Federwicklung 14 ist auf einen Verbindungsbolzen 6 an der Stirnseite der Pendelmasse 4 aufgeschoben und wird durch den Verbindungsbolzen 6 in der radialen Ebene festgelegt. Da der Schenkel 15a durch den Haken 16 relativ zur Pendelmasse 4 festgelegt ist kann der andere Schenkel 15b gegen die Kraft der Schenkelfeder in der radialen Ebene gebogen werden, wobei die Federwicklung 14 gespannt wird.
-
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Koppelelementes 12 umfassend zwei Federwicklungen 14. Das Koppelelement 12 umfasst jeweils zwei Schenkel 15a, die in Einbaulage mit Haken 16 in Bohrungen 17 der Pendelmassen eingreifen können. Die jeweils anderen Schenkel 15b der Federwicklungen 14 bilden ein Verbindungselement 18. In Einbaulage ragenden Verbindungsbolzen 6 jeweils durch die Federwicklungen 14, was durch gestrichelt dargestellte geschnittene Verbindungsbolzen 6 in 4 verdeutlicht ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Trägerscheibe
- 3
- Bohrung
- 4, 4a,
- 4b Pendelmasse
- 5a, 5b
- Pendelteilmassen
- 6
- Verbindungsbolzen
- 7
- Ausschnitt
- 8
- Langloch in der Pendelteilmasse
- 9
- Langloch in der Trägerscheibe
- 10
- Führungsrolle
- 11
- Manschette
- 12
- Koppelelement
- 13a, 13b
- Lagerstellen
- 14
- Federwicklung
- 15a, 15b
- Schenkel
- 16
- Haken
- 17
- Bohrung
- 18
- Verbindungselement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014210489 A1 [0002]
- DE 102006028556 A1 [0013]
