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Die Erfindung betrifft eine Pendelmasseanordnung, umfassend einen Träger sowie wenigstens eine an dem Träger beweglich gelagerte Pendelmasse.
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Eine solche Pendelmasseanordnung kommt beispielsweise in Form von Drehschwingungstilgern in drehmomentübertragenden Anordnung zur Tilgung oder Bedämpfung etwaiger Drehschwingungen zum Einsatz. Beispielsweise wird eine solche Pendelmasseanordnung respektive ein Drehschwingungstilger in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet, um etwaige, von der Brennkraftmaschine zumeist systemimmanent in den Antriebsstrang eingetragene Drehschwingungen zu tilgen. Eine solche Pendelmasseanordnung kann beispielsweise als Fliehkraftpendel ausgeführt sein.
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Typischerweise umfasst sie einen ringförmigen Träger, an dem wenigstens ein, üblicherweise um seinen Umfang verteilt mehrere bewegliche Pendelmassen angeordnet sind, die radial und/oder in Umfangsrichtung relativ zu dem Träger beweglich sind, wobei die Dämpfung durch die Beschleunigung der Pendelmassen erfolgt.
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Mitunter ist es erforderlich, an der Pendelmasse ein mit ihr zusammenwirkendes Funktionselement zu befestigen, das unterschiedlichen Zwecken dient, beispielsweise in Form eines Federelements, Koppelelements oder Abstützelements. Da eine Pendelmasseanordnung üblicherweise in einem Bereich angeordnet wird, in dem wenig Bauraum gegeben ist, insbesondere in Axialrichtung, gestaltet sich die Anbindung derartiger Funktionselemente häufig als sehr schwierig. Denn aufgrund insbesondere axialer Bauraumbeschränkungen ist eine Integration mitunter nicht möglich, da die Pendelmasseanordnung ansonsten zu stark axial aufbauen würde.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Pendelmasseanordnung anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Pendelmasseanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß wenigstens ein mit der Pendelmasse zusammenwirkendes Funktionselement vorgesehen, das mit einem Abschnitt in eine Ausnehmung der Pendelmasse eingreift und mit einem in der Ausnehmung angeordneten Niet mit der Pendelmasse verbunden ist.
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Erfindungsgemäß ist an der Pendelmasse eine Ausnehmung vorgesehen, in die das Funktionselement mit einem entsprechenden Befestigungsabschnitt eingreift. Zur festen Verbindung von Pendelmasse und Funktionselement dient ein Niet, der in der Ausnehmung angeordnet ist. Das heißt, dass die Befestigung des Funktionselements innerhalb der Dicke der Pendelmasse erfolgt, nicht aber an der Außenseite der Pendelmasse und damit nicht axial aufbauend. Das Funktionselement wird mit seinem Befestigungsabschnitt bevorzugt formschlüssig in die Ausnehmung eingesetzt und anschließend über einen Niet per Kraftschluss durch axiales Stauchen des Niets in der Ausnehmung und damit an der Pendelmasse spielfrei angebunden bzw. befestigt. Hierüber kann eine sehr einfache, gleichzeitig aber axial nicht aufbauende Befestigung eines wie auch immer ausgeführten Funktionselements an der Pendelmasse erreicht werden.
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Gemäß einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Länge des Niets maximal der Dicke der Pendelmasse entspricht. Das heißt, dass die Befestigung des Funktionselements vollständig innerhalb der Blechdicke der Pendelmasse erfolgt und das Befestigungselement, also der Niet, seinerseits in keinem Fall über die Pendelmasse axial hervorsteht.
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Die Ausnehmung selbst ist bevorzugt seitlich offen und hinterschnitten. Sie ist mit besonderem Vorteil zu einer der Schmalseiten der Pendelmasse, bevorzugt radial innenliegend, hin offen und hinterschnitten. Der Hinterschnitt ermöglicht ein einfaches Fixieren über den Niet, der die hinterschnittene Ausnehmung entsprechend ausfüllt.
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Diese seitlich offene und hinterschnittene Ausgestaltung insbesondere an der radial innenliegenden Schmalseite der Pendelmasse ermöglicht es des Weiteren, das Funktionselement ebenfalls radial innenliegend an der Pendelmasse der ringförmigen Pendelmasseanordnung anzuordnen. Es ergibt sich also ein rein radialer Aufbau bezüglich Funktionselement und Pendelmasse, so dass demzufolge auch das Funktionselement axial nicht über die Pendelmasse hervorsteht. Dies ist im Hinblick auf eine möglichst schmale, axial nur geringfügig aufbauende Pendelmasseanordnung besonders zweckmäßig.
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Das Funktionselement selbst ist bevorzugt ein streifenförmiges Blechbauteil, also selbst ein sehr schmales Bauteil. Es kann einteilig sein und einen entsprechenden, in dem Fall quasi ringförmig gebogenen Befestigungsabschnitt aufweisen, der in die seitlich offene Ausnehmung eingreift. Es kann aber auch zweiteilig ausgeführt sein, wobei die beiden Elementteile jeweils einen Befestigungsabschnitt aufweisen und abschnittsweise in der Ausnehmung aufgenommen sind.
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Hinsichtlich der Ausgestaltung respektive Funktion eines solchen Funktionselements sind unterschiedliche Ausgestaltungen denkbar. Es kann sich dabei um ein Federelement handeln, beispielsweise in Form eines Blattfederelements. Ein solches Federelement kann zur Bedämpfung von beschleunigten Massen gegen die Endlagen dienen. Es kann aber auch zur Unterstützung der Pendelfunktion über den gesamten Schwingwinkel oder nur über einen bestimmten Schwingwinkel dienen.
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Alternativ kann das Funktionselement auch ein Koppelelement sein, beispielsweise in Form einer Koppelspange. Ein solches Koppelelement kann zur Synchronisierung mehrerer am Umfang verteilter Pendelmassen der Pendelmasseanordnung dienen.
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Daneben kann das Funktionselement auch ein Abstützelement sein, das beispielsweise zur Mitnahme der Pendelmasse bzw. zur Übertragung eines Rückstellmoments dient.
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Die erfindungsgemäße Pendelmasseanordnung selbst ist bevorzugt als Fliehkraftpendel ausgeführt, insbesondere für einen Antriebsstrang eines mit einer Brennkraftmaschine betriebenen Kraftfahrzeugs. Ein solches Fliehkraftpendel dient der drehzahladaptiven Drehschwingungsisolation. Solche Drehschwingungen werden insbesondere von einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine systemimmanent erzeugt. Die Drehschwingungsisolation erfolgt, indem im Fliehkraftfeld die Pendelmassen pendelnd an dem um eine Drehachse drehbaren Pendelmassenträger aufgehängt sind. Sie speichern zwischenzeitlich von Drehmomentspitzen eingetragene Energie als potentielle Energie und geben sie danach wieder an den Antriebsstrang ab. Die Speicherung der Energie erfolgt über die spezifische Aufhängung, die ein Pendeln in Umfangsrichtung und in radialer Richtung ermöglicht. Hierzu sind z.B. axial zwischen zwei Flanschen oder Axialscheiben, die den Träger bilden, mehrere symmetrisch in Umfangsrichtung verteilte Pendelmassen beweglich aufgehängt, die über z.B. nierenförmige Ausnehmungen auf Führungszapfen, die die beiden Flansche verbinden, geführt sind. Um beispielsweise harte Anschläge der in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordneten Pendelmassen zu vermeiden, um die Pendelmassen zu synchronisieren und/oder um durch eine elastische Kopplung der Pendelmassen die Schwingungsordnung des Fliehkraftpendels gezielt zu beeinflussen können zwischen benachbarten Pendelmassen Federelemente, z.B. Schraubendruckfedern angeordnet sein.
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Ein solches Fliehkraftpendel kann, neben der Möglichkeit es als separaten drehzahladaptiven Drehschwingungstilger einzusetzen, an unterschiedlichen Stellen im oder Komponenten des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs angeordnet werden. So kann ein Fliehraftpendel beispielsweise an einem Drehschwingungsdämpfer, an einer Kupplungsscheibe, an einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, an einem Gehäuse einer Reibungskupplung, an einem Zweimassenschwungrad oder an vergleichbaren Stellen des Antriebsstrangs vorgesehen werden. Bei Anordnung des Fliehkraftpendels in Verbindung mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder in einer nass betriebenen Reibungs- oder Doppelkupplung kann das Fliehkraftpendel innerhalb oder außerhalb eines Gehäuses derselben untergebracht sein, also nass oder trocken betrieben werden. Z.B. kann der Pendelmassenträger des Fliehkraftpendels an einem Eingangsteil oder an einem Ausgangsteil eines Drehschwingungsdämpfers einer Wandlerüberbrückungskupplung, z.B. einem sogenannten Lock-Up-Dämpfer, angeordnet sein. Die genannten Einsatzzwecke sind exemplarisch und nicht beschränkend.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Pendelmasseanordnung in einer Teilansicht,
- 2 eine Prinzipdarstellung einer Pendelmasse mit befestigtem Funktionselement einer ersten Ausführungsform,
- 3 eine Schnittansicht durch eine Pendelmasseanordnung mit der Pendelmasse nebst Funktionselement aus 2 in einer Teilansicht,
- 4 eine Prinzipdarstellung einer Pendelmasseanordnung mit befestigtem Funktionselement einer zweiten Ausführungsform,
- 5 eine Prinzipdarstellung einer Pendelmasseanordnung mit Funktionselement einer dritten Ausführungsform, in einer Teilansicht, und
- 6 verschiedene Querschnittansichten verschiedener Nietausführungen.
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1 zeigt eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Pendelmasseanordnung 1, umfassend einen Träger 2 bestehend aus einer Grundplatte 3, die in geeigneter Weise mit einem Antriebsglied, über das zu bedämpfende Drehschwingungen eingekoppelt werden, zu verbinden ist. Der Träger 2 umfasst des Weiteren einen in 1 gezeigten Flansch 4, ein zweiter, ihm gegenüberliegender und ebenfalls ringförmiger Flansch ist nicht gezeigt, da dieser ansonsten die gezeigten Pendelmassen 5 sowie die mit ihnen verbundenen Funktionselemente 6 verdecken würde.
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Am Flansch 4 sind im gezeigten Beispiel vier Pendelmassen 5 um den Umfang verteilt angeordnet. Diese sind in radialer Richtung sowie in Umfangsrichtung relativ zum Träger 2 bzw. dem Flansch 4 beweglich. Hierzu sind am Flansch 4 Stufenrollen 7 vorgesehen, die mit einem Ende am gezeigten Flansch 4 und dem anderen Ende am nicht gezeigten Flansch 4 aufgenommen sind. Die Stufenrollen 7 greifen in entsprechende, quasi nierenförmige Ausnehmungen 8 der jeweiligen Pendelmasse 5 ein. Hierüber wird quasi eine Kulissenführung realisiert, die eine Bewegung der Pendelmassen 5 relativ zum Träger 2 respektive Flansch 4 längs der bogenförmigen, über die Ausnehmungen 8 definierten Bahnen zulässt. Der Aufbau und die Funktion einer solchen Pendelmasseanordnung 1 in Form eines Fliehkraftpendels ist bekannt.
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2 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Pendelmasse 5 sowie des an ihm befestigten Funktionselements 6, hier in Form eines spangenförmigen Koppelelements 9. Die Pendelmasse 5 weist eine zur radial innenliegenden Schmalseite hin offene und hinterschnittene Ausnehmung 10 auf, in die das aus einem schmalen Blechstreifen gebildete Funktionselement 6 mit einem Befestigungsabschnitt 11 eingreift. Zur Befestigung des Funktionselements 6 an der Pendelmasse 5 ist ein Niet 12 vorgesehen, der in die Ausnehmung 10 eingesetzt und durch Umformung kraftschlüssig in ihr fixiert ist, worüber natürlich auch der Befestigungsabschnitt 11 fest in der Ausnehmung 10 fixiert ist.
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Wie der Schnittansicht gemäß 3, in der im Übrigen auch der in 1 nicht gezeigte zweite Flansch 4 gezeigt ist, zu entnehmen ist, ist der Niet 12 vollständig innerhalb der Dicke der Pendelmasse 5 aufgenommen, er ist also kürzer als die Pendelmasse 5 dick ist und steht zwangsläufig axial nicht über die Pendelmasse 5 hinaus. Da auch das Funktionselement 6 schmäler als die Pendelmasse 5 bzw. maximal gleich dick ist, ergibt sich demzufolge ein extrem schmaler Aufbau, wie 3 anschaulich zeigt. Das Funktionselement 6, hier also das Koppelelement 9, ist auch in 1 gezeigt. Es ist ersichtlich mit seinen beiden freien Enden an entsprechenden Haltestiften 13, die am Träger 2 respektive der Grundplatte 3 vorgesehen sind, befestigt.
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4 zeigt eine weitere Ansicht einer Pendelmasse 5, an der wiederum in der Ausnehmung 10 mittels eines Niets 12 ein Funktionselement 6 hier in Form eines Federelements 14 befestigt ist. Auch das Federelement 14 ist aus einem schmalen Blechstreifen, dessen Breite bevorzugt maximal der Dicke der Pendelmasse 5 entspricht. Auch der Niet 12 entspricht mit seiner Länge maximal der Dicke der Pendelmasse 5, so dass sich auch bei dieser Ausführungsform der extrem schmale Aufbau ergibt.
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5 zeigt eine Teilansicht einer Pendelmasse 5, bei der wiederum ein Funktionselement 6 mittels eines Niets 12 in der Ausnehmung 10 festgelegt ist. Das Funktionselement 6, bei dem es sich um ein beliebiges Funktionselement handeln kann, beispielsweise ein Koppelelement 9 oder ein Federelement 14, ist hier zweiteilig. Es besteht aus den beiden Elementteilen 6a, 6b, die jeweils mit einem Befestigungsabschnitt 11a, 11b in die Ausnehmung 10 eingreifen, wo sie wiederum mittels des Niets 12 befestigt sind. Auch bei dieser Ausgestaltung sind die Elementteile 6a, 6b aus einem schmalen Blechstreifen, der bevorzugt maximal so breit ist wie die Pendelmasse 6, gebildet. Auch der Niet 12 ist von seiner Länge her maximal so lang gewählt, wie die Pendelmasse 5 dick ist.
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Die 6 zeigt schließlich eine Mehrzahl an Querschnitten durch verschiedene Niete 12, die durch die Umformung während des Stauchens unterschiedliche Geometrien aufweisen können.
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Erfindungsgemäß sind somit Pendelmasseanordnungen herstellbar, die extrem schmal sind. Sie können bei unterschiedlichen Dämpfungssystemen mit Fliehkraftpendeln oder ähnlichen Tilgermassen, bei denen bevorzugt eine Endlagendämpfung oder Kopplung bzw. Anbindung vorgesehen ist, eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pendelmasseanordnung
- 2
- Träger
- 3
- Grundplatte
- 4
- Flansch
- 5
- Pendelmasse
- 6
- Funktionselement
- 7
- Stufenrolle
- 8
- Ausnehmung
- 9
- Koppelelement
- 10
- Ausnehmung
- 11
- Befestigungsabschnitt
- 12
- Niet
- 13
- Haltestift
- 14
- Federelement
