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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger und an diesem über den Umfang verteilt mittels Pendellagern im Fliehkraftfeld des drehenden Pendelmassenträgers pendelfähig aufgenommenen Pendelmassen, wobei die Pendellager jeweils an den Pendelmassen und an dem Pendelmassenträger angeordnete, durch ihre Ausbildung eine Pendelbewegung der Pendelmassen vorgebende Laufbahnen enthalten, auf denen eine Pendelrolle abwälzt, sowie einen Drehmomentwandler mit diesem.
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Fliehkraftpendel dienen der drehzahladaptiven Drehschwingungsisolation insbesondere in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen mit drehschwingungsbehafteter Brennkraftmaschine. Gattungsgemäße Fliehkraftpendel weisen unterschiedliche Formen und Auslegungen auf, wie sie beispielsweise in den Dokumenten
WO 2014/019582 A1 ,
WO2015/149771 A1 ,
EP 2 600 030 A2 und
DE 10 2010 014 674 A1 offenbart sind. Derartige Fliehkraftpendel weisen jeweils einen Pendelmassenträger auf, an dem mittels Pendellagern Pendelmassen im Fliehkraftfeld pendelnd entlang von vorgegebenen Pendelbahnen innerhalb eines vorgegebenen Schwingwinkels aufgehängt sind. Die Pendellager sind dabei jeweils durch an den Pendelmassen und an dem Pendelmassenträger komplementär zueinander ausgebildeten Laufbahnen gebildet, auf denen ein Wälzkörper, beispielsweise eines Pendelrolle abwälzt. Durch die Form der Laufbahnen ist die Pendelbahn vorgegeben, wobei jeweils eine Pendelmasse mittels zweier in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager entsprechend einer bifilaren Pendelaufhängung an dem Pendelmassenträger aufgehängt ist.
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Zur Abstimmung auf eine Hauptschwingungsordnung eines Erregers, beispielsweise die drehschwingungsbelastete Brennkraftmaschine eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs weisen die Laufbahnen vorgegebene Radien auf.
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Weiterhin sind in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen zwischen der Brennkraftmaschine und einem Getriebe wie beispielsweise einem Automatgetriebe angeordnete hydrodynamische Drehmomentwandler, in die zumindest ein Fliehkraftpendel integriert ist, aus den oben genannten Druckschriften bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Fliehkraftpendels und eines Drehmomentwandlers mit diesem. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Anpassung des Fliehkraftpendels an eine vorgegebene Erregerschwingungsordnung zu erzielen.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel dient der Drehschwingungsisolation von Drehschwingungen insbesondere in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Hierzu enthält das Fliehkraftpendel einen um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger. An dem Pendelmassenträger sind über den Umfang verteilt mittels Pendellagern Pendelmassen aufgenommen. Im Fliehkraftfeld des drehenden Pendelmassenträgers werden die Pendelmassen nach radial außen beschleunigt und sind an dem Pendelmassenträger pendelfähig gelagert. Die Pendellager enthalten hierbei jeweils an den Pendelmassen und an dem Pendelmassenträger angeordnete, durch ihre Ausbildung eine Pendelbewegung der Pendelmassen vorgebende Laufbahnen. Auf den jeweils komplementär zueinander an den Pendelmassen und an dem Pendelmassenträger vorgesehenen Laufbahnen wälzt eine Pendelrolle ab, so dass bei einer Verstimmung der Drehbewegung die Pendelmassen aus ihrer Gleichgewichtslage entlang der Pendelbahn verlagert werden und dadurch Energie aufnehmen und abgeben, so dass insgesamt eine gleichmäßigere Übertragung des an dem Pendelmassenträger anliegenden Drehmoments erzielt wird. Es ist hierbei vorgesehen, die Pendelmassen mittels jeweils zweier in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager an dem Pendelmassenträger aufzunehmen. Hierdurch können die Pendelmassen entsprechend einer bifilaren Aufhängung eines Fadenpendels mit parallel oder trapezförmig angeordneten Pendelfäden an dem Pendelmassenträger aufgehängt wie pendelfähig gelagert sein.
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Um die Abstimmung des Fliehkraftpendels auf eine vorgegebene Schwingungsordnung wie beispielsweise Erregerordnung eines Erregers, insbesondere einer drehzahlbehafteten Brennkraftmaschine in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu verbessern, ist zumindest eine der Laufbahnen der Pendelmassen und/oder des Pendelmassenträgers epizykloid ausgebildet. In vorteilhafter Weise sind die Laufbahnen jeweils eines Pendellagers einer Pendelmasse und des Pendelmassenträgers epizykloid ausgebildet. Bevorzugt sind alle Laufbahnen epizykloid ausgebildet. Durch die epizykloide Ausbildung der Laufbahnen können verbesserte Abwälzeigenschaften der Pendelrollen über den gesamten Schwingwinkel der Pendelmassen entlang der Pendelbahn und verbesserte Abstimmungen auf eine vorgegebene Schwingungsordnung erzielt werden. Hierbei ist die epizykloide Ausbildung der Laufbahnen unabhängig von dem verwendeten Design des Fliehkraftpendels.
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Beispielsweise kann in einer Ausführungsform des Fliehkraftpendels der Pendelmassenträger aus einem Pendelflansch gebildet sein, an dem beidseitig Pendelmassenteile angeordnet sind. Die axial gegenüberliegenden Pendelmassenteile sind dabei mittels Verbindungsmitteln, beispielsweise Abstandsbolzen, Distanzscheiben, Zwischenmassen oder dergleichen zu Pendelmassen verbunden. Die Verbindungsmittel durchgreifen dabei geschlossene oder radial einseitig geöffnete Ausnehmungen im Pendelflansch, um aus zwei axial gegenüberliegend angeordneten Pendelmassenteilen jeweils eine Pendelmasse zu bilden. Die Ausnehmungen sind dabei so dimensioniert, dass die Verbindungsmittel eine Pendelbewegung der Pendelmassen zwischen den beiden maximalen Schwingwinkeln der Pendelmassen zulassen. Die epizykloid ausgebildeten Laufbahnen sind dabei jeweils an komplementär zueinander ausgebildeten, axial gegenüberliegenden Ausnehmungen der Pendelmassenteile und des Pendelflanschs angeordnet. Die Ausnehmungen durchgreifen dabei eine auf den Laufbahnen abwälzende Pendelrolle, so dass die Pendelmassenteile und damit die Pendelmassen gegenüber dem Pendelflansch gegen Fliehkrafteinwirkung abgestützt sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform eines Fliehkraftpendels kann der Pendelmassenträger aus zwei miteinander verbundenen, einen axialen Aufnahmebereich bildenden Seitenteilen gebildet sein. Die ein oder mehrteilig ausgebildeten Pendelmassen sind hierbei in dem Aufnahmebereich angeordnet. Die pendelfähige Aufnahme der Pendelmassen mittels der Pendellager erfolgt hierbei an epizykloid ausgebildeten Laufbahnen, die gleichartig axial gegenüberliegend in Ausnehmungen der Seitenteile vorgesehen sind. Komplementär zu diesen sind in den Pendelmassen Ausnehmungen mit epizykloid ausgebildeten Laufbahnen vorgesehen, wobei eine pendelfähige Lagerung mittels einer die Ausnehmungen durchgreifenden und auf den Laufbahnen abwälzenden Pendelrolle erzielt wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Fliehkraftpendels kann der Pendelmassenträger als Pendelflansch mit über den Umfang verteilten Ausnehmungen ausgebildet sein, wobei die Pendelmassen axial fluchtend, das heißt auf axialer Höhe des Pendelflanschs in den Ausnehmungen aufgenommen sind.
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Die Pendellager sind hierbei durch sich in Umfangsrichtung überschneidende Aufnahmebereiche an den Pendelmassen und am Pendelflansch mit epizykloid ausgebildeten Laufbahnen vorgesehen, auf denen jeweils eine Pendelrolle abwälzt. Hierdurch sind die Pendelmassen im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers wie Pendelflanschs pendelfähig aufgenommen.
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Je nach Ausbildung kann durch die Auslegung der epizykloid geformten Laufbahnen das Schwingungsordnungsverhalten festgelegt werden. Beispielsweise kann das Fliehkraftpendel auf eine konstante Schwingungsordnung, beispielsweise auf die Schwingungsordnung eins abgestimmt sein. Beispielsweise können alle Pendelmassen auf eine einzige Schwingungsordnung abgestimmt sein. In speziellen Ausführungsbeispielen, beispielsweise in Verbindung mit einer mit einer unterschiedlichen Anzahl von Zylindern betreibbaren Brennkraftmaschine kann ein Teil der Pendelmassen auf eine erste Schwingungsordnung der andere Teil auf eine zweite Schwingungsordnung abgestimmt sein.
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Zumindest ein vorgeschlagenes Fliehkraftpendel kann in den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs aufgenommen sein. Beispielsweise kann das vorgeschlagene Fliehkraftpendel in ein Einmassenschwungrad, in ein Primär- und/oder Sekundärschwungmassenteil eines Zweimassenschwungrads, in das Eingangs- und/oder Ausgangsteil eines Drehschwingungsdämpfers, in eine Reibungskupplung, in eine Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung, eine Doppelkupplung und/oder in ein weiteres Bauteil des Antriebsstrangs integriert sein. In besonders vorteilhafter Weise kann zumindest ein Fliehkraftpendel in einen hydrodynamischen Drehmomentwandler integriert sein.
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Der vorgeschlagene hydrodynamische Drehmomentwandler enthält in einem Wandlergehäuse ein in vorteilhafter Weise von dem Wandlergehäuse angetriebenes Pumpenrad, ein hydrodynamisch von dem Pumpenrad mittels eines Wandlerfluids angetriebenes Turbinenrad sowie ein zwischen diesen angeordnetes Leitrad. Zwischen dem Wandlergehäuse und dem Turbinenrad beziehungsweise einer dieses aufnehmenden Nabe kann eine Wandlerüberbrückungskupplung vorgesehen sein. Der vorgeschlagene Drehmomentwandler enthält innerhalb und/oder außerhalb des Wandlergehäuses zumindest ein vorgeschlagenes Fliehkraftpendel mit epizykloid ausgebildeten Laufbahnen wie zuvor beschrieben.
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In dem vorgeschlagenen Drehmomentwandler kann zumindest ein Drehschwingungsdämpfer beispielsweise zwischen einer Wandlerüberbrückungskupplung und einer das Turbinenrad aufnehmenden Nabe wie Turbinenrad und/oder zwischen dem Turbinenrad und der Turbinennabe wie Abtriebsnabe vorgesehen sein. Zwischen einem Eingangsteil- und einem Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers ist eine in Umfangsrichtung wirksame Federeinrichtung vorgesehen. Die Federeinrichtung kann einder mehrstufig ausgebildet sein. Die Federeinrichtung enthält Federelemente, die auf demselben oder verschiedenen Durchmessern über den Umfang verteilt angeordnet sein können. Die Federelemente können als kurze, linear ausgebildete Schraubendruckfedern, als lange, auf einen Einsatzdurchmesser vorgebogene Bogenfeder und/oder dergleichen ausgebildet sein.
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Das Fliehkraftpendel kann in den Drehschwingungsdämpfer integriert sein. Beispielsweise kann der Pendelmassenträger mit einem der Dämpferteile des Drehschwingungsdämpfers verbunden oder aus diesem gebildet sein. Beispielsweise kann der Drehschwingungsdämpfer ein zentrales Scheibenteil, welches den Pendelmassenträger eines Fliehkraftpendels bilden kann, und zumindest ein axial zu diesem angeordnetes Scheibenteil, das den Pendelmassenträger eines Fliehkraftpendels bilden kann, enthalten. Hierbei ist zwischen den Scheibenteilen die Federeinrichtung des Drehschwingungsdämpfers wirksam angeordnet.
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Beispielsweise kann der gegebenenfalls ein Scheibenteil bildende Pendelmassenträger mit einer Nabe wie beispielsweise Abtriebsnabe des Drehmomentwandlers beziehungsweise Turbinennabe verbunden wie beispielsweise verstemmt, vernietet oder verschweißt sein. Alternativ kann der Pendelmassenträger mit der Nabe des Drehmomentwandlers einteilig ausgebildet sein.
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Die Pendelmassen können gegenüber der Federeinrichtung des Drehschwingungsdämpfers radial außerhalb, radial innerhalb oder auf radial gleicher Höhe angeordnet sein. Die Pendelmassen können unmittelbar radial innerhalb der radial äußeren Wandung des Wandlergehäuses angeordnet sein, wobei zumindest ein Teil der Pendelmassen eine maximal axiale Ausdehnung des Turbinenrads axial überschneidet. Dies bedeutet, dass zumindest ein Teil der Pendelmassen in einen Freiraum zwischen dem Umfang des Turbinenrads und dem Wandlergehäuse eintaucht.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 den oberen Teil des um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Drehmomentwandlers mit einem Fliehkraftpendel im Schnitt und
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2 ein Pendelmassenteil des Fliehkraftpendels der 1 in Ansicht.
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Die 1 zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d angeordneten Drehmomentwandlers 1 mit dem nicht dargestellten Pumpenrad, dem auf der Abtriebsnabe 3 beziehungsweise Turbinennabe angeordneten wie vernieteten Turbinenrad 2 und dem zwischen diesem angeordneten, ebenfalls nicht dargestellten Leitrad im Schnitt. Innerhalb des Wandlergehäuses 4 sind zudem die Wandlerüberbrückungskupplung 5, der Drehschwingungsdämpfer 6 und das Fliehkraftpendel 7 angeordnet.
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Die Wandlerüberbrückungskupplung 5 ist zwischen dem Wandlergehäuse 4 und der Abtriebsnabe 3 wirksam angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer 6 ist zwischen der Wandlerüberbrückungskupplung 5 und der Abtriebsnabe 3 wirksam angeordnet.
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Der Drehschwingungsdämpfer 6 weist das zentrale Scheibenteil 8 und die beiden miteinander verbundenen, das zentrale Scheibenteil 8 flankierenden Scheibenteile 9, 10 auf. Zwischen den Scheibenteilen 8 und 9 einerseits und dem Scheibenteil 10 andererseits ist die in Umfangsrichtung wirksame Federeinrichtung 11 mit den über den Umfang verteilt angeordneten Schraubendruckfedern 12 angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer 6 ist eingangsseitig mit dem mit dem Scheibenteil 10 verbundenen wie vernieteten Lamellenträger 13 verbunden. Ausgangsseitig ist das zentrale Scheibenteil 8 einteilig mit der Abtriebsnabe 3 ausgebildet.
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Das zentrale Scheibenteil 8 bildet zugleich den als Pendelflansch 15 ausgebildeten Pendelmassenträger 14 mit den radial außerhalb der Federeinrichtung 11 angeordne
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ten Pendelmassen 16. Die Pendelmassen 16 sind aus den beidseitig an dem Pendelflansch 15 mittels in dieser Schnittlinie nicht einsehbarer Pendellager pendelfähig aufgehängter Pendelmassenteile 17 gebildet. Die axial gegenüberliegenden Pendelmassenteile 17 sind jeweils mittels der Verbindungsmittel 18 zu einer Pendelmasse 16 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsmittel 18 aus mit den Pendelmassenteilen 17 verbundenen wie vernieteten Abstandsbolzen 19 gebildet. Die Abstandsbolzen 19 durchgreifen Ausnehmungen 20 des Pendelflanschs 15. Hierbei sind die Ausnehmungen 20 in ihrer Form längsschlitzartig an die Pendelbewegung der Pendelmassen 16 gegenüber dem Pendelflansch 15 angeglichen.
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Die nicht dargestellten Laufbahnen der Pendelmassen 16 und des Pendelflanschs 15 sind epizykloid, das heißt als Epizykloide ausgebildet.
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Hierzu zeigt die 2 eines der die Pendelmassen 16 (1) bildenden Pendelmassenteile 17 in Ansicht. Zur Bildung jeweils eines Pendellagers sind in den Pendelmassenteilen 17 zwei in Umfangsrichtung beabstandete Ausnehmungen 21 vorgesehen, an die die epizykloid ausgebildete Laufbahn 22 angearbeitet ist. Die Form dieser Epizykloide ist dabei an der Mittellinie 23 der Pendelmassenteile gespiegelt. Entsprechend gespiegelte Formen von Epizykloiden sind an den axial fluchtenden Laufbahnen des Pendelflanschs 15 (1) vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomentwandler
- 2
- Turbinenrad
- 3
- Abtriebsnabe
- 4
- Wandlergehäuse
- 5
- Wandlerüberbrückungskupplung
- 6
- Drehschwingungsdämpfer
- 7
- Fliehkraftpendel
- 8
- Scheibenteil
- 9
- Scheibenteil
- 10
- Scheibenteil
- 11
- Federeinrichtung
- 12
- Schraubendruckfeder
- 13
- Lamellenträger
- 14
- Pendelmassenträger
- 15
- Pendelflansch
- 16
- Pendelmasse
- 17
- Pendelmassenteil
- 18
- Verbindungsmittel
- 19
- Abstandsbolzen
- 20
- Ausnehmung
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Laufbahn
- 23
- Mittellinie
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/019582 A1 [0002]
- WO 2015/149771 A1 [0002]
- EP 2600030 A2 [0002]
- DE 102010014674 A1 [0002]
