DE102017128537A1 - Centrifugal pendulum device with torsion springs as damping means - Google Patents
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- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/14—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers
- F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
- F16F15/145—Masses mounted with play with respect to driving means thus enabling free movement over a limited range
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung (1) einer Drehmomentübertragungsvorrichtung eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs, die einem um eine Drehachse (2) rotierenden Trägerflansch (3) zugeordnet und zur drehzahlabhängigen Drehschwingungsdämpfung eingesetzt ist, bestehend aus mehreren beidseitig von dem Trägerflansch (3) umfänglich verteilten, pendelnd aufgenommenen Pendelmassen (5). Jeweils zwei gegenüberliegende Pendelmassen (5), die zumindest über ein in einer Ausschnittkontur (11) des Trägerflansches (3) eingreifendes Koppelelement (6) verbunden sind bilden ein Pendelmassenpaket (4). Die Pendelmassen (5) sind über in Kulissenbahnen (10) des Trägerflansches (3) und Führungsbahnen (9) der Pendelmassen (5) geführte Laufrollen (8) beweglich geführt. Jedes Pendelmassenpaket (4) schließt zwei elastische Anschlagelemente bildende Torsionsfedern (12) ein, deren Federenden (13) formschlüssig in Öffnungen (14) der Pendelmassen (5) eingreifen sowie in Ausnehmungen (17) der Koppelelemente (6) aufgenommen sind. Ein gestufter, radial vorstehender Mittenabschnitt (18) der Torsionsfedern (12) bildet eine Dämpfungszunge (15), über die die Pendelmassen (5) bei maximalem Schwingwinkel elastisch und dämpfend an der Ausschnittkontur (11) des Trägerelementes (2) abgestützt sind. The invention relates to a centrifugal pendulum device (1) of a torque transmission device of an internal combustion engine driven vehicle, which is assigned to a rotating about an axis (2) support flange (3) and used for speed-dependent torsional vibration damping, consisting of several on both sides of the support flange (3) circumferentially distributed, oscillating recorded Pendulum masses (5). In each case two opposite pendulum masses (5) which are connected at least via a coupling element (6) engaging in a cut-out contour (11) of the carrier flange (3) form a pendulum mass package (4). The pendulum masses (5) are guided in slide tracks (10) of the support flange (3) and guide tracks (9) of the pendulum masses (5) guided rollers (8) movable. Each pendulum mass package (4) includes two elastic stop elements forming torsion springs (12) whose spring ends (13) positively engage in openings (14) of the pendulum masses (5) and in recesses (17) of the coupling elements (6) are added. A stepped, radially projecting center section (18) of the torsion springs (12) forms a damping tongue (15) via which the pendulum masses (5) are elastically and dampingly supported at the maximum swing angle on the cutout contour (11) of the carrier element (2).
Description
Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung, die einer Drehmomentübertragungsvorrichtung eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs zur drehzahlabhängigen Drehschwingungsdämpfung zugeordnet ist, die einen um eine Drehachse rotierenden Trägerflansch und mehrere beidseitig von dem Trägerflansch umfänglich verteilt, pendelnd aufgenommene Pendelmassen umfasst, wobei jeweils zwei gegenüberliegende, ein Pendelmassenpaket bildende Pendelmassen über zumindest ein in einer Ausschnittkontur des Trägerflansches eingreifendes Koppelelement verbunden sind, wobei die Pendelmassen über in Kulissenbahnen des Trägerflansches und in Führungsbahnen der Pendelmassen geführte Laufrollen beweglich geführt sind und die Fliehkraftpendeleinrichtung zur Geräuschdämpfung dämpfende Anschlagelemente einschließt.The invention relates to a centrifugal pendulum device, which is associated with a torque transmitting device of an internal combustion engine vehicle for speed-dependent torsional vibration damping, which comprises a circumferentially rotating support flange and a plurality of circumferentially spaced on both sides of the support flange, oscillating recorded pendulum masses, wherein in each case two opposite, forming a pendulum mass pendulum masses over at least a engaging in a cut-out contour of the support flange coupling element are connected, wherein the pendulum masses guided in slide tracks of the support flange and in guideways of the pendulum masses are movably guided and includes the centrifugal pendulum device for noise damping damping stop elements.
Fliehkraftpendeleinrichtungen werden zur Schwingungsdämpfung, insbesondere zur Isolation von Drehschwingungen, in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzt, die mittels einer Brennkraftmaschine angetrieben werden. Dabei wird die Schwingungsenergie bzw. die Schwingungsamplitude gedämpft oder getilgt, indem sich Pendelmassen der Fliehkraftpendeleinrichtung gegenläufig zu den zu tilgenden Schwingungen bewegen. Da sowohl die Eigenfrequenz der Fliehkraftpendelschwingung als auch die Erregerfrequenz proportional zur Drehzahl verlaufen, kann mit der Fliehkraftpendeleinrichtung eine Tilgerwirkung über den gesamten Frequenzbereich der durch Drehzahlschwankungen der Brennkraftmaschine aufgrund der Drehungleichförmigkeit angeregten Schwingungen erzielt werden.Centrifugal pendulum devices are used for vibration damping, in particular for the isolation of torsional vibrations in drive trains of motor vehicles, which are driven by an internal combustion engine. In this case, the vibration energy or the vibration amplitude is attenuated or eliminated by moving pendulum masses of the centrifugal pendulum device in opposite directions to the oscillations to be settled. Since both the natural frequency of the centrifugal pendulum oscillation and the exciter frequency are proportional to the rotational speed, a centrifugal action can be achieved with the centrifugal pendulum device over the entire frequency range of the oscillations excited by rotational speed fluctuations of the internal combustion engine.
Eine derartige Fliehkraftpendeleinrichtung ist beispielsweise aus der
Die
Aus der
Im Betriebszustand können sich aufgrund der sich einstellenden Schwingungen benachbarte Pendelmassen berühren bzw. zusammenstoßen, verbunden mit einer nachteiligen Geräuschentwicklung. Außerdem können dadurch die Pendelmassen beschädigt werden mit der Folge eines Ausfalls der Fliehkraftpendeleinrichtung. Als Maßnahme, um einen Aufprall bei Erreichen von Endpositionen der Pendelmassen zu dämpfen, sind die Verbindungsbolzen der Pendelmassen mit einem Kunststoffmaterial ummantelt.In the operating state, adjacent pendulum masses may touch or collide due to self-adjusting vibrations associated with adverse noise development. In addition, this can damage the pendulum masses with the result of a failure of the centrifugal pendulum device. As a measure to dampen an impact when reaching end positions of the pendulum masses, the connecting bolts of the pendulum masses are coated with a plastic material.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer verbesserten Dämpfung und reduzierten Geräuschentwicklung bereitzustellen, die einfach und kostengünstig darstellbar ist.The object of the invention is to provide a centrifugal pendulum device with improved damping and reduced noise, which is easy and inexpensive to display.
Diese Aufgabe wird mittels einer gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 aufgebauten Fliehkraftpendeleinrichtung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by means of a constructed according to the features of
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass jedes Pendelmassenpaket zwei elastische Anschlagelemente bildende Torsionsfedern einschließt, deren Federenden formschlüssig in Öffnungen der Pendelmassen eingreifen, sowie in Ausnehmungen der Koppelelemente aufgenommen sind, die zwischen den Pendelmassen angeordnet sind. Ein gestufter, radial vorstehender Mittenabschnitt beider Torsionsfedern bildet eine Dämpfungszunge, über die das Pendelmassenpaket bei maximalem Schwingwinkel in beiden Richtungen elastisch und dämpfend an einer Ausschnittkontur des Trägerelementes abgestützt ist.According to the invention it is provided that each pendulum mass package includes two elastic stop elements forming torsion springs whose spring ends engage positively in openings of the pendulum masses, and are received in recesses of the coupling elements which are arranged between the pendulum masses. A stepped, radially projecting center section of both torsion springs forms a damping tongue, via which the pendulum mass package is elastically and dampingly supported at maximum swing angle in both directions on a cutout contour of the carrier element.
Bei einer gemäß der Erfindung aufgebauten Fliehkraftpendeleinrichtung werden vor einer abschließenden Schwingungsbegrenzung des Pendelmassenpaketes, dem Anschlagen des Koppelelementes an der Ausschnittkontur des Trägerelementes, die Pendelschwingungen über die Dämpfungszunge der Torsionsfedern wirksam gedämpft, sobald diese die Ausschnittkontur des Trägerelementes erreicht. Damit verbunden wird ein nachteiliges, auch Stoppgeräusch genanntes hartes Aufprallgeräusch der Pendelmassen bei Erreichen des Endanschlags der Pendelbahn vermieden oder zumindest unterdrückt.In a centrifugal pendulum device constructed according to the invention, the pendulum oscillations are effectively damped by the damping tongue of the torsion springs before a final oscillation limitation of the pendulum mass package, the striking of the coupling element on the cutting contour of the support element as soon as it reaches the cutout contour of the support element. This is associated with a disadvantageous, too Stop noise called hard impact noise of the pendulum masses when reaching the end stop of the pendulum track avoided or at least suppressed.
Das erfindungsgemäße, die Dämpfung der Fliehkraftpendeleinrichtung verbessernde Konzept unterbindet insbesondere in der Start- und Stoppphase der Brennkraftmaschine wirksam ein Anschlagen benachbarter Pendelmassen untereinander oder ein Anschlagen des Koppelelementes an der Ausschnittkontur des Trägerelementes. Folglich stellt sich durch die Erfindung insbesondere bei niedrigen Drehzahlen ein gewünschtes, reduziertes Geräuschverhalten der Fliehkraftpendeleinrichtung ein.The invention, the damping of the centrifugal pendulum device improving concept prevents especially in the start and stop phase of the engine effectively a striking adjacent pendulum masses with each other or a striking of the coupling element on the cutting contour of the support element. Consequently, the invention provides a desired, reduced noise behavior of the centrifugal pendulum device, in particular at low speeds.
In einer Neutralposition der Fliehkraftpendeleinrichtung sind die Dämpfungszungen gegenüber dem Koppelelement beabstandet, wobei der Abstand einen, auch Dämpfungswinkel bezeichneten Dämpfungsbereich bestimmt. Dabei sind die Dämpfungszungen der Torsionsfedern so bemessen, ausgelegt bzw. geformt, dass diese einen Stoß in einem definierten Winkelbereich der Schwingung des Pendelmassenpaketes aufnehmen. Zur Einflussnahme auf den Dämpfungsgrad der Torsionsfeder bietet es sich an, die Federkonstante beispielsweise durch die Werkstoffwahl und/oder durch die Dimensionierung des Federdrahtdurchmessers zu ändern.In a neutral position of the centrifugal pendulum device, the damping tongues are spaced relative to the coupling element, wherein the distance determines a, also damping angle designated damping range. The damping tongues of the torsion springs are dimensioned, designed or shaped so that they absorb a shock in a defined angular range of the oscillation of the pendulum mass package. To influence the degree of damping of the torsion spring, it makes sense to change the spring constant, for example, by the choice of material and / or by the dimensioning of the spring wire diameter.
Mit der erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung, die gestuft gewundene, vorgespannt in dem Pendelmassenpaket eingebaute Torsionsfedern umfasst, sind gewünschte dauerfeste, elastische Anschläge realisierbar. Dadurch stellt sich eine wirksame Aufpralldämpfung und sichere Schwingungsbegrenzung des Pendelmassenpaketes an dem Trägerflansch ein. Dabei sind alle dazu erforderlichen Maßnahmen wie die Herstellung der Torsionsfeder sowie die Bearbeitung der Pendelmassen und der Koppelelemente kostengünstig realisierbar und einfach in dem vorhandenen Bauraum des Pendelmassenpaketes integrierbar. Durch die verbesserte Dämpfung des erfindungsgemäßen, einfach aufgebauten Konzeptes kann weiterhin der mechanische Verschleiß reduziert werden, was sich positiv auf die Zuverlässigkeit der gesamten Fliehkraftpendeleinrichtung auswirkt.With the centrifugal pendulum device according to the invention, the stepped wound, biased incorporated in the pendulum mass package torsion springs, desired fatigue, elastic attacks can be realized. As a result, an effective impact damping and safe oscillation limitation of the pendulum mass package adjusts to the support flange. In this case, all the necessary measures such as the production of the torsion spring and the processing of the pendulum masses and the coupling elements can be realized inexpensively and easily integrated in the existing space of the pendulum mass package. Due to the improved damping of the inventive concept of simple design, the mechanical wear can be further reduced, which has a positive effect on the reliability of the entire centrifugal pendulum device.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Torsionsfedern sieht vor, dass die radial vorstehenden, Dämpfungszungen bildenden Mittenabschnitte in einer Neutralstellung des Pendelmassenpaketes zueinander geneigt ausgerichtet sind und dabei parallel beabstandet zu einem Abschnitt der Ausschnittkontur des Trägerelementes verlaufen. Als Torsionsfeder eignet sich vorzugsweise eine Schraubenfeder, die kostengünstig mittels eines einfachen Wickelverfahrens herstellbar ist.A preferred embodiment of the torsion springs provides that the radially projecting, damping tongues forming center sections are aligned inclined to each other in a neutral position of the pendulum mass package and parallel spaced to a section of the cutout contour of the support element. As a torsion spring is preferably a coil spring, which is inexpensive to produce by a simple winding process.
Aufgrund der funktionsbedingten beabstandeten Lage der Dämpfungszungen gegenüber dem Koppelelement ist die Torsionsfeder vorgespannt in dem Pendelmassenpaket eingesetzt. Zur Verdrehsicherung sind beide Federenden der Torsionsfeder jeweils mit einem radial nach außen gerichteten Abschnitt formschlüssig in eine ovale oder unrunde Öffnung der Pendelmasse eingepasst. Als Maßnahme zur Lagesicherung der Federenden bietet es sich an, diese beispielsweise mittels einer separaten Sicherung zu fixieren. Dazu eignet sich eine seitlich an den Pendelmassen fixierte Scheibe oder ein umlaufender oder lokaler radialer Ansatz oder Noppen der Pendelmassen, an dem das Federende verrastet. Eine sichere Einbaulage der Torsionsfeder wird erreicht, in dem der mittige gestufte Abschnitt der Torsionsfedern axial zwischen den Pendelmassen geführt ist.Due to the function-related spaced position of the damping tongues relative to the coupling element, the torsion spring is biased inserted in the pendulum mass package. To prevent rotation both spring ends of the torsion spring are each fitted with a radially outwardly directed portion positively in an oval or non-circular opening of the pendulum mass. As a measure to secure the position of the spring ends, it is advisable to fix them, for example by means of a separate fuse. For this purpose, a laterally fixed to the pendulum masses disc or a circumferential or local radial approach or nubs of the pendulum masses, where the spring end locked. A secure mounting position of the torsion spring is achieved, in which the central stepped portion of the torsion springs is guided axially between the pendulum masses.
Das erfindungsgemäße Konzept sieht weiterhin vor, dass jedes Pendelmassenpaket zwei, die Pendelmassen verbindende Koppelelemente einschließt. Die gleichzeitig Zusatzmassen bildenden, übereinstimmend ausgeführten Koppelelemente sind starr mit den äußeren Pendelmassen verbunden, zur Bildung einer Baueinheit. Bevorzugt sind dabei alle Bauteile des Pendelmassenpaketes durch Nietverbindungen zusammengefasst.The inventive concept further provides that each pendulum mass package includes two, the pendulum masses connecting coupling elements. The simultaneously additional masses forming, matching executed coupling elements are rigidly connected to the outer pendulum masses, to form a structural unit. In this case, all components of the pendulum mass package are preferably combined by rivet connections.
Ein bevorzugter Aufbau sieht ein nahezu U-förmig aufgebautes Pendelmassenpaket vor, wobei die seitlich an dem Trägerflansch angeordneten Pendelmassen über zwei mittige Abstandselemente bildende Koppelelemente beabstandet verbunden sind. Dieser Aufbau gewährleistet ein stabiles Pendelmassenpaket, dessen Koppelelemente spielbehaftet in die radial nach außen offene Ausschnittkontur des Trägerflansches eingreifen und damit eine ungehinderte Schwingung der Pendelmassen sicherstellen.A preferred construction provides an almost U-shaped pendulum mass package, wherein the laterally arranged on the support flange pendulum masses are connected via two central spacer elements forming coupling elements spaced. This construction ensures a stable pendulum mass package, the coupling elements playfully engaged in the radially outwardly open cutout contour of the support flange and thus ensure an unobstructed oscillation of the pendulum masses.
Als ergänzende Maßnahme, um das Geräuschverhalten der Fliehkraftpendeleinrichtung weiter zu senken, bietet es sich an, den als Dämpfungszunge ausgebildeten Mittenabschnitt der Torsionsfeder mit einem elastischen Material zu ummanteln.As a supplementary measure to further reduce the noise behavior of the centrifugal pendulum device, it is advisable to coat the damping section designed as a center portion of the torsion spring with an elastic material.
Somit wird bei einem maximalen Schwingwinkel des Pendelmassenpaketes und der damit verbundenen Pendelmassen ein Stahl / Stahl-Kontakt zwischen der Dämpfungszunge und der Ausschnittkontur des Trägerelementes unterbunden. Gleichzeitig kann durch die Ummantelung ein mechanischer Verschleiß der unmittelbar zusammenwirkenden Bauteile minimiert werden. Als elastisches Dämpfungsmittel für die Ummantelung eignet sich insbesondere Kunststoff, beispielsweise Elastomer oder Thermoplast.Thus, a steel / steel contact between the damping tongue and the cutout contour of the support element is prevented at a maximum swing angle of the pendulum mass package and the associated pendulum masses. At the same time, a mechanical wear of the directly interacting components can be minimized by the sheath. As an elastic damping means for the sheath is particularly suitable plastic, such as elastomer or thermoplastic.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einem in sechs Figuren abgebildeten Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigt:
-
1 : in einer Perspektive eine erfindungsgemäß aufgebaute Fliehkraftpendeleinrichtung; -
2 : die teilweise in einer Explosionszeichnung abgebildete Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß1 ; -
3 : die Fliehkraftpendeleinrichtung, wobei die Pendelmassenlage einem Schwingwinkel von 0° entspricht; -
4 : einen Ausschnitt der Fliehkraftpendeleinrichtung entsprechend einer Schnittlinie4 -4 gemäß3 ; -
5 : einen Ausschnitt der Fliehkraftpendeleinrichtung entsprechend einer Schnittlinie5 -5 gemäß3 ; -
6 : einen Ausschnitt der Fliehkraftpendeleinrichtung entsprechend einer Schnittlinie6 -6 gemäß3 .
-
1 in a perspective, a centrifugal pendulum device constructed according to the invention; -
2 in the partially shown in an exploded view centrifugal pendulum device according to1 ; -
3 : the centrifugal pendulum device, wherein the pendulum mass position corresponds to a swing angle of 0 °; -
4 : a section of the centrifugal pendulum device according to a section line4 -4 according to3 ; -
5 : a section of the centrifugal pendulum device according to a section line5 -5 according to3 ; -
6 : a section of the centrifugal pendulum device according to a section line6 -6 according to3 ,
Die
Weitere Details der Fliehkraftpendeleinrichtung
Die
In der
Eine Lagesicherung bzw. Axialfixierung der Federenden
Die
Die
BezugszeichenlisteREFERENCE LIST
- 11
- FliehkraftpendeleinrichtungCentrifugal pendulum device
- 22
- Drehachseaxis of rotation
- 33
- Trägerflanschbeam flange
- 44
- PendelmassenpaketPendulum mass package
- 55
- Pendelmassependulum mass
- 66
- Koppelelementcoupling element
- 77
- Abdeckscheibecover plate
- 88th
- Laufrollecaster
- 99
- Führungsbahnguideway
- 1010
- Kulissenbahnlink path
- 1111
- AusschnittkonturNeck contour
- 1212
- Torsionsfedertorsion spring
- 1313
- Federendespring end
- 1414
- Öffnungopening
- 1515
- Dämpferzungedamper tongue
- 1616
- Nietrivet
- 1717
- Ausnehmungrecess
- 1818
- Mittenabschnittmid section
- 1919
- Noppenburl
- 2020
- Schultershoulder
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102011013232 A1 [0003]DE 102011013232 A1 [0003]
- DE 102014110233 A1 [0004]DE 102014110233 A1 [0004]
- DE 102006028556 A1 [0005]DE 102006028556 A1 [0005]
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2017
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