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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fliehkraftpendels gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Gattungsgemäße Fliehkraftpendel dienen der drehzahladaptiven Drehschwingungstilgung von Drehschwingungen gegebenenfalls kombiniert mit Drehschwingungsdämpfern in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen mit drehzahlbehafteter Brennkraftmaschine. Die Druckschriften
DE 10 2016 222 247 A1 und
DE 10 2016 216 989 A1 zeigen beispielsweise Fliehkraftpendel, bei denen über den Umfang verteilt pendelfähig an einem Pendelflansch aufgehängte Pendelmassen aus jeweils axial gegenüberliegenden Pendelmassenteilen und einem Mittelteil, welches in einer Ausnehmung des Pendelflanschs angeordnet ist, mittels als Nieten ausgebildeten Verbindungsmitteln miteinander verbunden sind. In einem Verfahren zur Montage des Fliehkraftpendels werden die Mittelteile in die Ausnehmung des Pendelflanschs, die Pendelrollen der Pendellager sowie die Nieten in die entsprechenden Öffnungen eingelegt und die Pendelmassenteile mittels der Niete gegeneinander unter Zwischenlage der Mittelteile miteinander vernietet.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Verfahrens zur Herstellung eines gattungsgemäßen Fliehkraftpendels. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, welches die Handhabe während der Montage eines gattungsgemäßen Fliehkraftpendels vereinfacht.
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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 Verfahren dient der Herstellung eines Fliehkraftpendels beziehungsweise der Montage von vorgefertigten Baugruppen des Fliehkraftpendels. Das Fliehkraftpendel kann Teil eines Drehschwingungsdämpfers wie beispielsweise Zweimassenschwungrads, Drehschwingungsdämpfer in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder anderen Anwendungen sein. Derartige Fliehkraftpendel enthalten einen um eine Drehachse verdrehbaren, beispielsweise aus Blech gestanzten Pendelflansch und an diesem mittels Pendellagern pendelfähig und über den Umfang um die Drehachse verteilt angeordneten Pendelmassen. Die Pendelmassen enthalten beidseitig des Pendelflanschs axial gegenüberliegend angeordnete Pendelmassenteile und ein diese verbindendes Mittelteil, welches in einer beispielsweise ausgestanzten Ausnehmung des Pendelflanschs untergebracht ist. Die Pendelmassenteile und das Mittelteil werden mittels Verbindungsmitteln miteinander verbunden, beispielsweise vernietet.
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Die bevorzugt pro Pendelmasse in Umfangsrichtung um deren Schwerpunkt beabstandet zwei Pendellager sind aus an der Pendelmasse und an dem Pendelflansch angearbeiteten oder angebrachten Laufbahnen gebildet, auf denen eine Pendelrolle abwälzt.
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In einer ersten Ausführungsform werden axial gegenüberliegend in den Pendelmassenteilen und in dem Pendelflansch Ausnehmungen mit Laufbahnen vorgesehen, beispielsweise gestanzt und eine axial die Ausnehmungen übergreifende Pendelrolle wälzt auf den Laufbahnen ab, wobei die Form der Laufbahnen die Pendelbahn der Pendelmasse vorgibt und die Pendelmassen mittels der Pendelrollen bei um die Drehachse drehendem Pendelflansch gegen Fliehkraft abgestützt sind. Die Pendelrolle kann in der Ausnehmung des Pendelflanschs stufenförmig radial erweitert ausgebildet sein, um diese axial abgestützt und damit verliersicher in dem Fliehkraftpendel zu halten.
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In einer weiteren Ausführungsform können die Pendellager zwischen dem Mittelteil und dem Pendelflansch ausgebildet sein. Hierbei werden die Laufbahnen axial in derselben Ebene und radial übereinander in dem Mittelteil und in der diese aufnehmenden Ausnehmung des Pendelflanschs angearbeitet, beispielsweise werkzeugfallend während eines Stanzverfahrens zur Herstellung dieser hergestellt. Die Pendelrolle ist axial innerhalb des Bauraums des Pendelflanschs verliersicher von den Pendelmassenteilen oder an diesen angeordneten Sicherungsscheiben axial abgestützt. Zur Führung der Pendelmassen an dem Pendelflansch können in den Pendelmassenteilen bogenförmige, der Pendelbahn der Pendelmassen angepasste Langlöcher angeordnet sein, in welchen sich spielbehaftet eine Nase des Pendelflanschs während einer Pendelbewegung verlagert.
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Die Montage dieser Ausführungsformen kann beispielsweise durch Anlegen der Pendelmassenteile an einer Seite des Pendelflanschs, Einlegen der Pendelrollen und Verbindungsmittel, Anlegen der Pendelmassenteile auf der anderen Seite und Verbinden der Pendelmassenteile und Mittelteile mittels der Verbindungsteile erfolgen.
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Um die Verbindungsmittel beispielsweise bei einer Handhabung vor der Vernietung verliersicher in dem Aufbau zu halten, werden die Verbindungsmittel vor dem Fügen der Pendelmassenteile verliersicher in dem Mittelteil befestigt und anschließend werden die Pendelmassenteile mit dem zugehörigen Mittelteil mittels einer endseitigen Materialumformung an zumindest einer Seite eines jeweiligen Verbindungsmittels verbunden.
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Beispielsweise können als Verbindungsmittel Niete mit einem einseitig angeordneten Setzkopf verwendet werden, an denen während der Vernietung auf der gegenüberliegenden Seite des Setzkopfs ein Schließkopf angeformt wird.
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In bevorzugter Ausführung werden als Verbindungsmittel Stifte verwendet an deren beiden Seiten ein Schließkopf angeformt wird.
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Die Pendelmassenteile werden in bevorzugter Weise mittels eines Stanzverfahrens aus Blech hergestellt. Hierbei werden die bei der Stanzung der Öffnungen für die Verbindungsmittel entstehenden Stanzausbrüche als Verdrängungsräume für die Schließköpfe benutzt. Hierzu werden die Pendelmassenteile mit ihren Seiten mit den Stanzausbrüchen von dem Pendelflansch abgewandt angeordnet. Hierbei können entgegen der gängigen Vermeidung großer Stanzausbrüche Stanzwerkzeuge eingesetzt werden, die einen vergleichsweise hohen Stanzausbruch erzeugen. Die Schließköpfe und/oder Setzköpfe der Verbindungsmittel werden dabei zumindest teilweise in die Stanzausbrüche eingeformt, so dass ein erniedrigter axialer Bauraum des Fliehkraftpendels erzielt wird. Alternativ oder zusätzlich können die Stanzausbrüche zur im Wesentlichen vollständigen Aufnahme der Schließ- und/oder Setzköpfe während eines Stanz- und Umformverfahrens mit Anprägungen versehen werden. Insbesondere zur Aufnahme von Setzköpfen von Nieten können Anprägungen zur planen Auflage der Setzköpfe vorgesehen werden.
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Zur verliersicheren Aufnahme der Verbindungsmittel wie Niete oder Stifte in den Mittelteilen können die Verbindungsmittel zumindest in einem axialen Bereich des Mittelteils mit einer den Innenumfang von diese aufnehmenden Öffnungen radial überscheidenden Überdeckung versehen in die hierfür vorgesehenen Öffnungen des Mittelteils eingepresst werden.
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Beispielsweise kann die Überdeckung als Rändelung ausgebildet werden, welche zumindest in einem Bereich des Mittelteils ausgebildet wird. Alternativ kann bei entsprechender Tolerierung der Innendurchmesser der Öffnungen in dem Mittelteil geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Verbindungsmittel eingestellt werden oder nach radial innen ausgebildete Stege oder Grate aufweisen.
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Beispielsweise können als Verbindungsmittel Kerbstifte eingesetzt werden. Beispielsweise können die Kerbstifte im Bereich des Mittelteils Kerben mit geringfügig radial erweiterten Kerben aufweisen. Beispielsweise können als Verbindungsmittel Knebelkerbstifte eingesetzt werden, die alternativ oder zusätzlich beispielsweise durch axiales Stauchen einen geringfügig erweiterten Durchmesser im Bereich des Mittelteils aufweisen.
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Es versteht sich, dass von der Erfindung auch die beschriebenen Ausführungsformen von Fliehkraftpendeln als Vorrichtungen umfasst sind und Gegenstand des Patentbegehrens sind.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese zeigen:
- 1 eine 3D-Darstellung einer Ausführungsform eines fertiggestellten Fliehkraftpendels,
- 2 eine 3D-Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines fertiggestellten Fliehkraftpendels,
- 3 ein Detail eines Fliehkraftpendels mit vor der Vernietung gerändelten Stiften,
- 4 ein Detail des Fliehkraftpendels der 3 nach der Vernietung,
- 5 ein Detail eines Fliehkraftpendels mit Kerbstiften vor der Vernietung,
- 6 ein Detail des Fliehkraftpendels der 5 nach der Vernietung,
- 7 eine 3D-Ansicht eines im Fliehkraftpendel der 5 und 6 eingesetzten Kerbstifts und
- 8 eine 3D-Ansicht eines alternativ statt des Kerbstifts der 7 in dem Fliehkraftpendel der 5 und 6 eingesetzten Knebelkerbstifts.
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Die 1 zeigt das in ein Flanschteil zur Beaufschlagung einer Federeinrichtung eines Drehschwingungsdämpfers wie beispielsweise ein Zweimassenschwungrad integrierte Fliehkraftpendel 1 in 3D-Ansicht. Das um die Drehachse d verdrehbare Flanschteil dient zugleich als Pendelflansch 2 und zur Beaufschlagung der Federeinrichtung mittels der radial außen erweiterten Flanschflügel 3.
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An dem Pendelflansch 2 sind über den Umfang verteilt die Pendelmassen 4 in Viererteilung aufgenommen und mittels der Pendellager 5 an diesem im Fliehkraftfeld des um die Drehachse d drehenden Pendelflanschs 2 pendelfähig aufgehängt.
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Die Pendelmassen 4 enthalten die beidseitig des Pendelflanschs 2 angeordneten, axial gegenüberliegenden Pendelmassenteile 6 und das zwischen diesen angeordnete, die Ausnehmungen 7 des Pendelflanschs 2 durchgreifende Mittelteil 8. Die Pendelmassenteile 6 und die Mittelteile 8 sind jeweils zur Bildung einer Pendelmasse 4 mittels der Verbindungsmittel 9 miteinander vernietet. Die Verbindungsmittel 9 können aus Nieten oder wie in den 3 bis 8 gezeigt aus gerändelten Stiften 10, Kerbstiften 10a oder Knebelkerbstiften 10b gebildet sein. Die Verbindungsmittel 9 sind zur Herstellung einer verliergesicherten Aufnahme während der Montage des Fliehkraftpendels 1 mit den Mittelteilen 8 verpresst. Die Pendelmassenteile 6 werden auf diese aufgefädelt und nach Montage der Pendellager 5 werden die Pendelmassenteile 6 und die Mittelteile 8 miteinander axial vernietet, indem die Schließköpfe 11 an die Verbindungsmittel 9 angeprägt werden. Die Stanzausbrüche 12 oder gegebenenfalls zusätzlich erweiterte Anprägungen nehmen dabei die Schließköpfe im Wesentlichen vollständig auf, so dass der axiale Bauraum von den Pendelmassenteilen 6 und nicht von den Verbindungsmitteln 9 begrenzt wird und ein axial schmaler Aufbau des Fliehkraftpendels 1 erzielt wird.
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Die Pendellager 5 sind zwischen den Pendelmassenteilen 6 und dem Pendelflansch 2 ausgebildet, indem eine Ausnehmungen 13, 14 der Pendelmassenteile 6 und dem Pendelflansch 2 mit komplementär zueinander angeordneten Laufbahnen durchgreifende Pendelrolle 15 auf den Laufbahnen abwälzt.
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Die 2 zeigt das um die Drehachse d verdrehbare Fliehkraftpendel 1a, dessen Pendelflansch 2a beispielsweise mit einer Ausgangsnabe eines Drehschwingungsdämpfers verbunden ist. Die Pendelmassen 4a sind in Dreierteilung pendelfähig an dem Pendelflansch 2a aufgenommen. Zur Bildung der nicht einsehbaren Pendellager wälzen an dem Pendelflansch 2a zwischen axial in derselben Ebene und radial übereinander angeordneten Laufbahnen der Mittelteile 8a und des Pendelflanschs 2a axial innerhalb des Pendelflanschs 2a Pendelrollen ab.
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Die beidseitig des Pendelflanschs 2a angeordneten Pendelmassenteile 6a und die Mittelteile 8a sind mittels der beispielsweise als Kerbstifte 10a (5 und 6) ausgebildeten Verbindungsmittel 9a miteinander vernietet. Die Schließköpfe 11a der Verbindungsmittel 9a sind in die gegebenenfalls zusätzlich angeprägten Stanzausbrüchen 12a im Wesentlichen vollständig eingebracht.
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Die aus jeweils axial gegenüberliegenden Pendelmassenteilen und dem dazwischenliegenden Mittelteil 8a gebildeten Pendelmassen 4a sind mittels der Führungen 16a aus den Pendelbahnen der Pendelmassen 4a entsprechenden Langlöchern 17a in den Pendelmassenteilen 6a und aus dem Pendelflansch 2a ausgestellten oder angeprägten, in diese mit Spiel eingreifenden Nasen 18a gegenüber dem Pendelflansch 2a geführt.
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Es versteht sich, dass die Verbindungsmittel 9a auch als gerändelte Stifte 10 oder als Knebelkerbstifte 10b enzsprechend den 3, 4 und 8 ausgebildet sein können. Weiterhin versteht sich, dass die Pendelmassen 4, 4a der Fliehkraftpendel 1, 1a neben der dargestellten Teilung jeweils in Zweier-, Dreier- Viererteilung oder höheren Teilungen angeordnet sein können.
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Die 3 und 4 zeigen das Fliehkraftpendel 1 der 1 im Detail im Bereich der Vernietung der Pendelmassenteile 6 und des Mittelteils 8 der Pendelmasse 4 mittels der gerändelten Stifte 10 vor der Vernietung (3) und im Fertigzustand (4). Um bei einer Umlagerung des noch nicht fertiggestellten Fliehkraftpendels 1 beispielsweise in die horizontale Lage den Verlust der Stifte 10 zu vermeiden, weisen diese die Rändelung 19 auf, welche einen geringfügig größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser der Öffnungen 20 des Mittelteils 8 hat und in die Öffnungen 20 eingepresst wird. Das Mittelteil 8 ist hier aus zwei aneinandergelegten Blechscheiben 21 gebildet, so dass mittels der Stifte 10 zudem die Blechscheiben 21 aufeinander gefügt werden können.
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Nach dem Verpressen der Stifte 10 in den Mittelteilen 8 werden die Pendelmassenteile 6 mittels ihrer Nietöffnungen 22 auf die Stifte 10 gefädelt. Die mittels eines Stanzverfahrens hergestellten Pendelmassenteile 6 weisen an den Nietöffnungen 22 Stanzausbrüche 12 auf. Die Pendelmassenteile 6 werden mit ihren Stanzausbrüchen 12 dem Pendelflansch 2 und dem Mittelteil 8 abgewandt auf die Nietöffnungen 22 gefädelt. Im anschließenden Vernietungsprozess werden die Schließköpfe 11 in die Stanzausbrüche 12 eingeformt, so dass diese zumindest bündig an den äußeren Seitenflächen der Pendelmassenteile 6 abschließen und kein weiterer axialer Bauraum von den Stiften 10 beansprucht wird. Die Länge der Stifte 10 und eine gegebenenfalls vorgesehene stirnseitige Fase 23 wird gegebenenfalls vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich können die Stanzausbrüche 12 angeprägt werden, um Form und Größe der Räume für die Umformung der Stifte 10 in die Schließköpfe 11 anzupassen.
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Die 5 und 6 zeigen ein Detail des Fliehkraftpendels 1a der 2 im Bereich der Vernietung der Pendelmassenteile 6a mit dem Mittelteil 8a der Pendelmasse 4a. Im Unterschied zu dem gerändelten Stift 10 der 3 und 4 wird der Kerbstift 10a der 7 oder der Knebelkerbstift 10b der 8 eingesetzt, um diese in die Öffnung 20a des Mittelteils 8a einzupressen.
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Die Einformung der Schließköpfe 11a der Kerbstifte 10a beziehungsweise Knebelkerbstifte 10b in die gegebenenfalls angeprägten Stanzausbrüche 12a der Pendelmassenteile 6a erfolgt in ähnlicher Weise wie die Schließköpfe 11 der Stifte 10 der 3 und 4.
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Die 7 zeigt einen der Kerbstifte 10a der 2, 5 und 6 vor der Vernietung in 3D-Ansicht. Der axial mittlere Bereich weist den Kerbbereich 24a zur Verpressung mit der Öffnung des Mittelteils auf. Die stirnseitigen Enden weisen zur Verringerung des umzuformenden Materials und zur verbesserten Einfädelung die Fase 23a auf.
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Die 8 zeigt einen der Knebelkerbstifte 10b der 5 und 6 vor der Vernietung in 3D-Ansicht. Der axial mittlere Bereich weist den Kerbbereich 24b mit einem zusätzlich radial erweiterten Knebel zur Verpressung mit der Öffnung des Mittelteils auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendel
- 1a
- Fliehkraftpendel
- 2
- Pendelflansch
- 2a
- Pendelflansch
- 3
- Flanschflügel
- 4
- Pendelmasse
- 4a
- Pendelmasse
- 5
- Pendellager
- 6
- Pendelmassenteil
- 6a
- Pendelmassenteil
- 7
- Ausnehmung
- 8
- Mittelteil
- 8a
- Mittelteil
- 9
- Verbindungsmittel
- 9a
- Verbindungsmittel
- 10
- Stift
- 10a
- Kerbstift
- 10b
- Knebelkerbstift
- 11
- Schließkopf
- 11a
- Schließkopf
- 12
- Stanzausbruch
- 12a
- Stanzausbruch
- 13
- Ausnehmung
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Pendelrolle
- 16a
- Führung
- 17a
- Langloch
- 18a
- Nase
- 19
- Rändelung
- 20
- Öffnung
- 20a
- Öffnung
- 21
- Blechscheibe
- 22
- Nietöffnung
- 23
- Fase
- 23a
- Fase
- 24a
- Kerbbereich
- 24b
- Kerbbereich
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016222247 A1 [0002]
- DE 102016216989 A1 [0002]
