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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel einer Drehmomentübertragungsvorrichtung von einem brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeug, das einem rotierenden Trägerflansch zugeordnet und zur drehzahlabhängigen Drehschwingungsdämpfung eingesetzt ist, das Fliehkraftpendel umfasst mehrere beidseitig von dem Trägerflansch umfänglich verteilte, pendelnd aufgenommene Pendelmassen, wobei jeweils zwei gegenüberliegende Pendelmassen über ein in einer Ausschnittkontur des Trägerflansches spielbehaftet eingreifendes Zwischenstück verbunden sind, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Fliehkraftpendel 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 Pendelmassen der Fliehkraftpendelanordnung gegenläufig zu den zu tilgenden Schwingungen schwingen.
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Die
DE 10 2006 028 556 A1 zeigt ein Fliehkraftpendel zur drehzahlabhängigen Drehschwingungsdämpfung, das mehrere Pendelmassen und mindestens einen zentralen in Form einer Kreisringscheibe gestalteten Trägerflansch umfasst. An den Flanken des Trägerflansches ist jeweils eine Pendelmasse über Laufrollen beweglich geführt. Dazu sind die Laufrollen in gegenläufig zueinander verlaufenden Kulissen oder Führungen im Trägerflansch und in den Pendelmassen eingesetzt. Die beidseitig von dem Trägerflansch angeordneten Pendelmassen sind durch Bolzen verbunden, die spielbehaftet in dem Trägerflansch geführt sind. Als Maßnahme, um einen Aufprall bei Erreichen der Endposition der Pendelmassen zu dämpfen, sind die Bolzen mit einem Kunststoffmaterial ummantelt.
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In der
DE 10 2014 110 233 A1 ist ein Fliehkraftpendel mit einem mehrteilig aufgebauten Pendelmassenpaket gezeigt. Die in Umfangsrichtung beabstandet angeordneten Pendelmassenpakete bestehen jeweils aus beidseitig an dem Trägerflansch beweglich positionierten Pendelmassen. Dabei sind die Pendelmassen über ein spielbehaftet in einer Ausschnittkontur des Trägerflansches eingreifendes Zwischenstück zusammengefügt. Eine Führung des Pendelmassenpaketes erfolgt mit Hilfe von Laufrollen, die in gegenläufig zueinander verlaufenden Kulissen bzw. Führungen der Pendelmassen und des Trägerflansches eingebracht sind.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, mittels einer einfachen und kostengünstig durchführbaren Maßnahme ein Fliehkraftpendel mit einem funktional verbesserten Überlastungsschutz bereitzustellen.
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Die zuvor gennannte Problemstellung wird durch ein die Merkmale von dem Anspruch 1 einschließendes Fliehkraftpendel gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands wieder.
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Für das gemäß der Erfindung aufgebaute Fliehkraftpendel ist vorgesehen, dass nach einer definierten Verformung des elastischen Dämpfungselementes in jeder Schwingungsrichtung eine Endabschaltung des Pendelmassenpaketes über unmittelbar an dem Zwischenstück angeformte Anschlagnasen erfolgt.
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Die Anschlagnasen sind dabei so ausgeführt, dass die Endabschaltung erst dann erfolgt, nachdem das Dämpfungselement zum Abbau überschüssiger Energie definiert komprimiert wurde.
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Das Zwischenstück des Pendelmassenpaketes kontaktiert bei der Endabschaltung über einen Anschlagbereich der Anschlagnasen in jeder Schwingungsrichtung tangential eine Kontaktzone in der Ausschnittkontur des Trägerflansches. Vorteilhaft kann mittels einer korrespondierenden Formgebung der Anschlagnasen und der Kontaktzonen eine sichere und verschleißfreie Schwingwinkelbegrenzung realisiert werden, verbunden mit einer wirksamen Abschaltung und einem gewünschten funktional verbesserten Überlastungsschutz des Fliehkraftpendels.
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Mit dem erfindungsgemäß aufgebauten Fliehkraftpendel stellt sich bei großen, sich über den gesamten Schwingwinkel des Pendelmassenpaketes erstreckenden Anregungen, beispielsweise in den Start- und Stopp-Phasen der Brennkraftmaschine, eine zweistufige Abschaltung des Fliehkraftpendels ein. Zunächst wird Energie durch eine begrenzte elastische Verformung des Dämpfungselementes abgebaut, bevor eine Anschlagnase die Kontaktzone in der Ausschnittkontur des Trägerflansches erreicht, wodurch der Schwingwinkel beendet und das Fliehkraftpendel abgeschaltet ist. Durch diese das Fliehkraftpendel mechanisch abschaltende Maßnahme wird das elastische Dämpfungselement vor einer weiteren Kompression und damit vor einer Überlastung und einem vorzeitigen Ausfall geschützt.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein die Pendelmassen verbindendes metallisches Zwischenstück, dessen endseitige, angeformte Anschlagnasen jeweils in die Schwingungsebene des Pendelmassenpaketes ausgerichtet sind. Über die Gestaltung der Anschlagnasen kann beispielsweise bei einem auch Blockwinkel genannten Schwingwinkel von 50° eine Abschaltung des Fliehkraftpendels erfolgen. Eine zuverlässige Wirkungsweise des Fliehkraftpendels wird erreicht, indem sich bei maximalem Schwingwinkel der Pendelmassen des Pendelmassenpaketes zwischen der Ausschnittkontur in dem Trägerflansch und den Anschlagnasen ein Stahl / Stahl-Kontakt einstellt.
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Das Pendelmassenpaket des erfindungsgemäßen Fliehkraftpendels ist vorzugsweise U-förmig aufgebaut, dessen parallel beabstandete Pendelmassen seitlich an dem Trägerflansch geführt sind. Weiterhin sind die Pendelmassen über das in die Ausschnittkontur des Trägerelementes eingreifende, ein Koppelelement bildende Zwischenstück zu einer Baueinheit verbunden.
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Ferner schließt das Pendelmassenpaket ein sich über eine Unterseite des Zwischenstücks erstreckendes, elastisch verformbares Dämpfungselement ein, das mittels angeformter Noppen oder Halteclips an dem Zwischenstück lagefixiert ist. Dazu verrasten zueinander versetzt angeordnete Noppen formschlüssig in korrespondierende Öffnungen des Zwischenstücks.
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Als Maßnahme zur Erreichung einer definierten Einbaulage der Pendelmassen gegenüber dem Trägerflansch ist dem Zwischenstück beidseitig ein scheibenartig ausgeführtes Abstandselement zugeordnet. Durch die Materialstärke des Abstandselementes kann ein axialer Abstand bzw. ein axiales Einbauspiel zwischen dem Trägerflansch und den Pendelmassen eingestellt bzw. beeinflusst werden. Die Abstandselemente unterbinden ein axiales Anlaufen, einen unmittelbaren Kontakt der Pendelmassen an dem Trägerflansch, wodurch sich die Reibung und somit der Wirkungsgrad des Fliehkraftpendels verbessert. Über das unmittelbar dem Zwischenstück zugeordnete und zumindest lokal bzw. bereichsweise radial vorstehende Abstandselement ist das elastische Dämpfungselement gleichzeitig seitlich fixiert. Bevorzugt ist für das elastische Dämpfungselement als Werkstoff ein verschleißfester, hitzebeständiger Kunststoff wie beispielsweise HNBR Polymer vorgesehen.
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Die seitlich an dem Zwischenstück angeordneten und scheibenartig ausgeführten Abstandselemente sind aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise einem Stahlblech oder aus einem dauerfesten, verschleißfesten Kunststoff hergestellt.
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Alle Einzelteile des Pendelmassenpaketes, das Zwischenstück, die äußeren Abstandselemente sowie die Pendelmassen sind vorzugsweise mittels Nieten zu einer Baueinheit zusammengefasst. Alternativ dazu bietet es sich an, alle Bauteile stoffschlüssig zu einer Baueinheit miteinander zu verbinden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einem in zwei Figuren abgebildeten Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigt:
- 1: einen Ausschnitt eines Fliehkraftpendels, wobei die Lage der Pendelmassen einem Schwingwinkel von 0° entspricht;
- 2: die Darstellung gemäß 1, wobei die Lage Pendelmassen einem Schwingwinkel von 50° entspricht.
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Die 1 und die 2 zeigen jeweils in einer Teilansicht den Grundaufbau von einem drehbaren Fliehkraftpendel 1, das einem Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs einer Drehmomentübertragungsvorrichtung (nicht gezeigt), auch ZMS genannt, zugeordnet ist. Das Fliehkraftpendel 1 umfasst einen um eine Drehachse (nicht gezeigt) rotierenden, einer Welle des Antriebsstrangs zugeordneten Trägerflansch 2, der zur Aufnahme von mehreren in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Pendelmassenpaketen 3 bestimmt ist. Jedes Pendelmassenpaket 3 umfasst zwei beidseitig von dem Trägerflansch 2 positionierte, gleich dimensionierte Pendelmassen 4, die durch Stufenbolzen 5 verbunden sind. Jeder auch Abstandsniet oder Koppelelement genannte Stufenbolzen 5 ist in einem Führungsschlitz 6 von dem Trägerflansch 2 mit großem Spiel geführt und gleichzeitig in den Pendelmassen 4 drehfest lagefixiert. Zur Verdeutlichung des Aufbaus und der Anordnung ist das Pendelmassenpaket 3 in beiden Figuren ohne die vordere Pendelmasse 4 abgebildet. Beide Pendelmassen 4 des Pendelmassenpaketes 3 sind weiterhin über ein Zwischenstück 7 starr verbunden, das mit ausreichendem Spiel in eine Ausschnittkontur 8 von dem Trägerflansch 2 eingreift und eine ungehinderte Schwingung bzw. Stellbewegung des Pendelmassenpaketes 3 ermöglicht. Durch das Zwischenstück 7 und die seitlich an dem Trägerflansch 2 geführten Pendelmassen 4 wird ein U-förmiges Pendelmassenpaket 3 gebildet.
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An dem Zwischenstück 7 sind auf beiden Seiten durch Nieten 13 befestigte, beispielsweise als Abstandsbleche ausgebildete Abstandselemente 12 vorgesehen. Über die Nieten 13 sind weiterhin auch die Pendelmassen 4 des Pendelmassenpaketes 3 zur Bildung einer Baueinheit zusammengefügt. Das Zwischenstück 7 umfasst auf einer von einer Kulissenbahn 10 des Trägerflansches 2 abgewandten Seite ein sich über die gesamte Unterseite erstreckendes, aus einem elastischen Kunststoff hergestelltes Dämpfungselement 14. Eine Befestigung des Dämpfungselementes 14 erfolgt, wie in 2 gezeigt, mittels angeformter Noppen 15, die formschlüssig in korrespondierende Öffnungen 16 des Zwischenstücks 7 eingreifen. Eine seitliche Fixierung des Dämpfungselementes 14 bewirken die sich über die Außenkontur des Zwischenstücks 7 radial erstreckenden seitlichen Abstandselemente 12.
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Das Fliehkraftpendel 1 mit einem üblichen Aufbau und bekannter Wirkungsweise ermöglicht im Betriebszustand bei einer auftretenden Drehungleichförmigkeit eine Relativbewegung des Pendelmassenpaketes 3 gegenüber dem Trägerflansch 2. Dazu sind die Pendelmassen 4 über zwei beabstandete, auch Wälzkörper genannte Laufrollen 9 beweglich geführt, die jeweils an der Kulissenbahn 10 des Trägerflansches 2 und an einer dazu gegenläufig verlaufenden Führungsbahn 11 des Zwischenstücks 7 geführt sind. Weiterhin ist zur Lagesicherung der Laufrollen 9, insbesondere in der Stopp-Phase des Fliehkraftpendels 1, jede Laufrolle 9 beidseitig über axial vorstehende Ansätze 19 in Sicherungsbahnen 20 der Pendelmassen 4 geführt. An dem Zwischenstück 7 des erfindungsgemäß aufgebauten Fliehkraftpendels 1 sind an beiden Enden bzw. Stirnseiten in den Schwingungsebenen ausgerichtete Anschlagnasen 17 angeformt. Eine Endabschaltung des Fliehkraftpendels 1 erfolgt, sobald sich eine Anschlagnase 17, wie in 2 gezeigt, an einer Kontaktzone 18 im Bereich der Ausschnittkontur 8 des Trägerflansches 2 abstützt. Aufgrund des vorstehenden Dämpfungselementes 14 erfolgt die Endabschaltung erst nach einer definierten Komprimierung des Dämpfungselementes 14.
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Die 1 zeigt das unter Fliehkraft stehende Pendelmassenpaket 3 in einer Position, die einem Schwingwinkel von 0° gegenüber dem Trägerflansch 2 entspricht. Dabei ist das Zwischenstück 7 über die Laufrollen 9 unmittelbar an der Kulissenbahn 10 von dem Trägerflansch 2 abgestützt bzw. geführt.
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2 zeigt das Fliehkraftpendel 1, dessen Pendelmassenpaket 3 in einem maximalen, auch Blockwinkel genannten Schwingwinkel von 50° gegenüber dem Trägerflansch 2 positioniert ist. In dieser Position stellt sich eine Endabschaltung und ein wirksamer Überlastungsschutz des Fliehkraftpendels 1 ein, bei dem sich eine Anschlagnase 17 nach einer begrenzten Verformung des Dämpfungselementes 14 an der Kontaktzone 18 des Trägerflansches 2 abstützt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendel
- 2
- Trägerflansch
- 3
- Pendelmassenpaket
- 4
- Pendelmasse
- 5
- Stufenbolzen
- 6
- Führungsschlitz
- 7
- Zwischenstück
- 8
- Ausschnittkontur
- 9
- Laufrolle
- 10
- Kulissenbahn
- 11
- Führungsbahn
- 12
- Abstandselement
- 13
- Niet
- 14
- Dämpfungselement
- 15
- Noppen
- 16
- Öffnung
- 17
- Anschlagnase
- 18
- Kontaktzone
- 19
- Ansatz
- 20
- Sicherungsbahn
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028556 A1 [0003]
- DE 102014110233 A1 [0004]
