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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung, bestimmt für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs, eingesetzt zwischen einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes, und einer scheibenförmigen, mit einem Schwungradelement verbundenen Trägerscheibe zugeordnet, die mehrere beidseitig der Trägerscheibe angeordnete Pendelmassen umfasst, die sich bei einer Drehungleichförmigkeit im Antriebsstrang unter Fliehkrafteinwirkung entlang von Laufbahnen in Verbindung mit Laufrollen verlagern. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Montage einer derartigen Fliehkraftpendeleinrichtung.
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An der Kurbelwelle einer Hubkolben-Brennkraftmaschine treten aufgrund der bauartbedingten Betriebsweise und der daraus folgenden Verbrennungsvorgänge bei der Rotationsbewegung der Kurbelwelle überlagernde Drehschwingungen auf, die auf den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs übertragen werden. Zur Verringerung der Drehschwingungen ist es bekannt, eine Fliehkraftpendeleinrichtung einzusetzen, die beispielsweise in Kombination mit einem Zweimassenschwungrad auftretende Drehungleichförmigkeiten reduziert. Bei einer beschleunigten Drehbewegung einer Welle speichert das Fliehkraftpendel Energie, die bei einer verzögerten Drehbewegung der Welle wieder abgegeben wird. Der Aufbau eines bekannten Fliehkraftpendels umfasst wenigstens eine Pendelmasse, die beispielsweise mittels Laufrollen oder dergleichen an einer rotierenden Trägerscheibe bzw. einem Pendelflansch aufgehängt ist. Die Pendelmasse kann dabei entlang vorgegebener Laufbahnen eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen. Der Aufbau und die Funktion einer solchen Fliehkraftpendeleinrichtung ist beispielsweise aus der
DE 10 2006 028 552 A1 bekannt.
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Die
DE 10 2009 042 836 A1 zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung, die einem Pendelflansch oder einer Trägerscheibe zugeordnet ist und die mehrere umfangsverteilt auf beiden Seiten des Pendelflansches angeordnete und gegenüber diesem begrenzt verschwenkbare Pendelmassen einschließt. Jeweils zwei axial gegenüberliegende Pendelmassen sind über Verbindungselemente zu einer Baueinheit verbunden, wobei die gegenüberliegenden Pendelmassen jeweils zwei voneinander beabstandete erste Laufbahnen und der Pendelflansch hierzu komplementäre zweite Laufbahnen aufweisen, in denen Laufrollen geführt sind. Aus der
DE 10 2011 100 868 A1 ist eine weitere gegenüberliegende Pendelmassen umfassende Fliehkraftpendeleinrichtung bekannt, bei der zwischen der Trägerscheibe und der Pendelmasse jeweils ein Zwischenblech eingesetzt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Fliehkraftpendeleinrichtung die Pendelmassen durch konstruktiv einfache und kostengünstig realisierbare Maßnahmen so anzuordnen, dass sich im Betriebszustand ein geräusch- und verschleißoptimiertes Anlaufen an der Trägerscheibe einstellt.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß ist eine Fliehkraftpendeleinrichtung vorgesehen, bei der zwei Pendelmassen zusammen mit weiteren Einzelelementen zu einem Pendelmassenpaket über separate Befestigungselemente zusammengefügt sind. Das Pendelmassenpaket schließt reibungsoptimiert ausgeführte Abstandselemente ein, über die jede Pendelmasse mittelbar an der Trägerscheibe anlaufen kann sowie zumindest ein die Abstandselemente verbindendes Zwischenblech, das bei eingebautem Pendelmassenpaket spielbehaftet in eine Aussparung der Trägerscheibe eingreift.
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Bei einem Anlaufen, einer mittelbaren axialen Abstützung der Pendelmasse über das reibungsoptimiert ausgeführte Abstandselement an der Trägerscheibe im Betriebszustand ergibt sich vorteilhaft ein geringer, den Verschleiß reduzierender Reibwert.
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Gleichzeitig nimmt das erfindungsgemäße Konzept positiven Einfluss auf das Geräusch bzw. die Geräuschentwicklung der Fliehkraftpendeleinrichtung und führt somit zu einer entscheidenden Verbesserung der Funktion gegenüber bisherigen Lösungen, bei denen sich ein Kontakt mit einem relativ hohen Reibwert zwischen den aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl, hergestellten Bauteilen, der Pendelmasse und der Trägerscheibe einstellte. Das reibungsarm und abriebfest ausgeführte Abstandselement nimmt weiterhin positiven Einfluss auf die Lebensdauer, wodurch ein gewünschter zuverlässiger, dauerhafter Betrieb der Fliehkraftpendeleinrichtung gewährleistet ist.
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Die Abstandselemente bewirken weiterhin jeweils eine gewisse Beabstandung zwischen der Pendelmasse und dem Flansch bzw. der Trägerscheibe, um einen ausreichenden Freiheitsgrad für die zwischen den Pendelmassen und der Trägerscheibe eingesetzten Laufrollen und den Borden oder Bünde der Laufrollenborde zu erreichen.
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Mittels der erfindungsgemäß eingesetzten separaten Befestigungselemente sind alle Einzelteile des Pendelmassenpakets fixiert und dauerfest verbunden. Diese Befestigungsart hält allen in der Fliehkraftpendeleinrichtung auftretenden mechanischen Beanspruchungen, wie beispielsweise einer Stoßbelastung, dauerhaft stand. Somit besteht keine Gefahr eines Zerfalls des Pendelmassenpakets, die beispielsweise bei eingesetzten Clipverbindungen aus Kunststoff besteht, wenn ein Befestigungsclip aufgrund eines Ermüdungsbruchs reißt und sich durch den Ausfall des Fliehraftpendels weitere Folgeschäden einstellen. Die erfindungsgemäßen konstruktiv einfachen und kostengünstig durchführbaren Maßnahmen ermöglichen es, eine baulich und funktional verbesserte, insbesondere geräusch- und verschleißoptimierte Fliehkraftpendeleinrichtung zu realisieren.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind alle Einzelteile des Pendelmassenpaketes durch Nieten starr zu einem Bauteil verbunden. Jeweils zwei Pendelmassen gemeinsam mit zumindest einem Zwischenblech sowie zwei Abstandselementen bilden eine Baueinheit, die durch mehrere versetzt eingebrachte Nieten zusammengehalten sind. Alternativ dazu schließt die Erfindung eine stoffschlüssige Verbindung aller Bauteile des Pendelmassenpaketes ein. Dazu eignet sich insbesondere eine Klebung, bei der ein geeigneter Kleber mit hoher Adhäsionskraft einen dauerhaften Zusammenhalt aller Fügeteile sichert.
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Als Werkstoff für die erfindungsgemäßen Abstandselemente ist bevorzugt Kunststoff vorgesehen. Dazu eignet sich ein dauerfester, temperaturbeständiger und verschleißfester Kunststoff mit einer hohen Maßhaltigkeit, beispielsweise Polymer, Polyamid, Duroplast oder Thermoplast. Zur Steigerung der Verschleißfestigkeit bietet es sich an, einen glasfaserverstärkten Kunststoff einzusetzen. Vorteilhaft besitzt ein Abstandselement aus einem reibungsoptimierten Kunststoff im Vergleich zu einem metallischen Werkstoff einen geringeren Reibkoeffizient, so dass bei einer Anlage, einem Anlaufen des Abstandselementes der Pendelmasse an der Trägerscheibe die Wirkungsweise der Fliehkraftpendeleinrichtung, das Schwingen der Pendelmasse nicht oder nur geringfügig beeinflusst wird. Die aus Kunststoff hergestellten, reibungsarmen und verschleißfesten Abstandselemente des Pendelmassenpaketes führen weiterhin zu einer längeren Lebensdauer und bewirken eine wirksame Geräuschdämpfung der Fliehkraftpendeleinrichtung.
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Ferner schließt die Erfindung als Alternative ein oberflächenbeschichtetes Abstandselement ein, wozu ein aus einem metallischen Werkstoff hergestelltes Abstandselement eine reibungsmindernde Beschichtung aufweist. Bevorzugt ist dazu das Abstandselement zumindest auf der zur Trägerscheibe ausgerichteten Seite mit PTFE (Polytetrafluorethylen) beschichtet. Das verschleißfeste PTFE verankert sich dauerfest auf dem Grundwerkstoff und zeichnet sich durch einen geringen Reibungskoeffizienten aus. Die einfach und kostengünstig aufbringbare PTFE-Beschichtung ist zur Lösung von Verschleiß-, Reibungs- oder Geräuschproblemen geeignet und somit für die Fliehkraftpendeleinrichtung einsetzbar. Weiterhin kann durch zusätzlich eingelagerte Verstärkungsschichten die Verschleißfestigkeit der PTFE-Beschichtung gesteigert werden.
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Als weitere Maßnahme zur Geräuschoptimierung der Fliehkraftpendeleinrichtung weisen die Pendelmassen an jeder Endseite einen elastischen Abschnitt auf. Jeder Abschnitt bildet jeweils zusammen mit einem in Umfangsrichtung an der Trägerscheibe positionierten Stift einen elastischen Endanschlag.
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Die Pendelmasse ist über in Langlöcher ausgeführten, gegenläufigen Laufbahnen der Trägerscheibe und der Pendelmasse eingesetzten Laufrollen geführt. Zur Sicherung einer Lageposition der Laufrollen in der Trägerscheibe weisen die Laufrollen zwei axial versetzte, außenseitig der Trägerscheibe spielbehaftet geführte Borde oder Bünde auf. Dadurch ist sichergestellt, dass die Laufrollen nach ihrer Montage gegen Herausfallen gesichert sind. Im Einbauzustand sind die Borde jeweils zwischen der Trägerscheibe und der zugehörigen Pendelmasse positioniert.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, das erfindungsgemäße Abstandselement plattenförmig und weitestgehend entsprechend einer Kontur der Pendelmassen zu gestalten. Bevorzugt ist dabei für das Abstandselement eine Bauteilstärke von ca. 1 mm vorgesehen. Das Abstandselement weist im Bereich der Laufbahnen, in denen die Laufrollen zur Führung der Pendelmassen eingesetzt sind, entsprechende Ausnehmungen auf. Diese Ausnehmungen sind größer ausgelegt als der von den Laufrollen mit zugehörigen Borden bzw. Bünden während einer Verschwenkung der Pendelmassenpaare gegenüber der Trägerscheibe beanspruchte Raum bzw. Umfang.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Montage einer Fliehkraftpendeleinrichtung, die im Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs eingesetzt ist. Die Fliehkraftpendeleinrichtung ist einer scheibenförmigen, an einem Schwungradelement befestigten Trägerscheibe zugeordnet und umfasst mehrere beidseitig der Trägerscheibe positionierte Pendelmassen. Unter Fliehkrafteinwirkung verlagern sich die Pendelmassen mit einem Umfangs- und Radialanteil in Laufbahnen in Verbindung mit Laufrollen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zur Bildung eines mehrere Einzelelemente umfassenden Pendelmassenpaketes zunächst auf eine Montageplatte eine erste Pendelmasse aufgelegt wird und anschließend ein erstes Abstandselement, ein Zwischenblech sowie eine Trägerscheibe, bevor Laufrollen in korrespondierende Laufbahnen der Pendelmasse und der Trägerscheibe eingesetzt werden. Danach wird ein zweites Abstandselement und eine zweite Pendelmasse aufgelegt, bevor mehrere Nieten, jeweils in korrespondierende Bohrungen aller Einzelelemente eingesetzt und anschließend vernietet werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigt:
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1 eine Teilansicht auf eine Fliehkraftpendeleinrichtung im eingebauten Zustand;
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2 die Ansicht Z der Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß 1.
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Die 1 und die 2 zeigen in Teilansichten den Grundaufbau einer erfindungsgemäß aufgebauten Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemeinsam mit einem Bauteil einer Umgebungskonstruktion von einem ansonsten nicht gezeigten Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist über eine einen Flansch bildende Trägerscheibe 2 mit einem um eine Drehachse rotierenden, beispielsweise als Einmassen- oder Zweimassenschwungrad aufgebauten Schwungrad verbunden. Die Trägerscheibe 2 nimmt an beiden Seiten über den Umfang versetzt zueinander verteilt angeordnete Pendelmassen 3, 4 auf, wobei gegenüberliegende Pendelmassen 3, 4 (gezeigt in 2) gemeinsam mit weiteren Bauteilen ein Pendelmassenpaket 5 bilden. Die 1 zeigt nur die rückseitig der Trägerscheibe 2 positionierte Pendelmasse 3. Bei einer auftretenden Drehungleichförmigkeit im Antriebsstrang sind die Pendelmassen 3, 4 unter Fliehkrafteinwirkung in Verbindung mit Laufrollen 6, die in gegenläufigen und langlochartig gestalteten Laufbahnen 7, 8 der Trägerscheibe 2 bzw. der Pendelmasse 3, 4 geführt und in bekannter Wirkungsweise relativ zu der Trägerscheibe 2 verstellbar sind. Zur Lagesicherung an der Trägerscheibe 2 weist jede auch als Wälzkörper zu bezeichnende Laufrolle 6 zwei axial beabstandete, jeweils einer Stirnseite der Trägerscheibe 2 zugeordnete Bünde 9, 10, auf. Wie die 2 zeigt, ist jeder Pendelmasse 3, 4 ein Abstandselement 11, 12 zugeordnet, das im Betriebszustand der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 an der Trägerscheibe 2 anlaufen kann. Die Abstandselemente 11, 12 sind aus Kunststoff hergestellt oder zumindest in Richtung der Trägerscheibe 2 zeigend reibungsmindernd beschichtet. Die bogenförmig, einer äußeren Kontur der Pendelmassen 3, 4 angepassten Abstandselemente 11, 12 erstrecken sich beidseitig über eine Aussparung 14 der Trägerscheibe 2 und schließen an beiden Endseiten den Laufbahnen 7 der Trägerscheibe 2 entsprechende Ausnehmungen 15 ein. Ein spielbehaftet in eine Aussparung 14 der Trägerscheibe 2 eingesetztes Zwischenblech 13 verbindet die Abstandselemente 11, 12, dessen Bauteildicke die Dicke der Trägerscheibe 2 übertrifft, um eine weitestgehend ungehinderte Pendel- oder Stellbewegung der Pendelmassen 3, 4 zu gewährleisten. Zur Darstellung des Pendelmassenpaketes 5 sind die Pendelmassen 3, 4, die Abstandselemente 11, 12 sowie das Zwischenblech 13 durch Nietverbindungen zu einer Baueinheit fest verbunden. Dazu sind mehrere sich über die Dicke aller Bauteile erstreckende Nieten 16 vorgesehen, die mit einem Nietkopf 17 an der Pendelmasse 4 abgestützt sind und deren Ende an der Pendelmasse 3 flächig umgeformt ist. Jede Pendelmasse 3, 4 schließt außerdem an den Endseiten einen elastischen Abschnitt 18 ein, der mit in Umfangsrichtung an der Trägerscheibe 2 positionierten, in den Figuren nicht abgebildeten Stiften einen elastischen Endanschlag bildet, um eine Pendelbewegung der Pendelmasse 3, 4 zu begrenzen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Trägerscheibe
- 3
- Pendelmasse
- 4
- Pendelmasse
- 5
- Pendelmassenpaket
- 6
- Laufrolle
- 7
- Laufbahn
- 8
- Laufbahn
- 9
- Bund
- 10
- Bund
- 11
- Abstandselement
- 12
- Abstandselement
- 13
- Zwischenblech
- 14
- Aussparung
- 15
- Ausnehmung
- 16
- Niet
- 17
- Nietkopf
- 18
- Abschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028552 A1 [0002]
- DE 102009042836 A1 [0003]
- DE 102011100868 A1 [0003]
