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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Trägerscheibe für eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
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Eine Fliehkraftpendeleinrichtungen (FKP) zur Verwendung im Antriebstrang von Kraftfahrzeugen ist beispielsweise aus der
DE 10 2006 028 552 bekannt. Gummitüllen als Elastomeranschläge an Pendelteilmassen verbindenden Bolzen dienen der Dämpfung von Anschlägen der Fliehkraftpendel an der Trägerscheibe.
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Im Endanschlagbereich werden die Fliehkraftpendel durch die Elastomeranschläge abgebremst und metallische Aufschlaggeräusche sollen damit vermieden werden.
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Solange die Pendelmassen durch Fliehkraft sicher auf ihrer Bahn gehalten werden ist die Funktionsweise der Elastomeranschläge in der Regel gegeben. Bei Start/Stopp und anderen Vorgängen (wie z.B. Anfahren aus niedriger Drehzahl) werden die Pendelmassen nicht sicher durch Fliehkraft auf der Bahn gehalten und führen chaotische Bewegungen aus. In dieser Situation sind die Elastomeranschläge nicht sicher wirksam und es treten unerwünschte Anschlaggeräusche auf.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Anschlaggeräusche bei niedrigen Drehzahlen zu vermeiden.
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Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 sowie eine Trägerscheibe nach Anspruch 5 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Fliehkraftpendel, das an einer Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer durch zumindest einer in Langlöchern in der Trägerscheibe und/oder Langlöchern in dem Fliehkraftpendel gelagerten Pendelrolle vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann, wobei zumindest ein Teil der Langlöcher über einen Teilbereich durch ein Anschlagelement begrenzt wird. Das Anschlagelement kann dabei an den langlöchern der Trägerscheibe oder an den Langlöchern der Fliehkraftpendel oder an beiden angeordnet sein. Ein Teil des Umfangs der Langlöcher, die mit dem Anschlagselement versehen sind, wird dabei durch das Anschlagselement begrenzt. Eine Pendelrolle, die in diesem Bereich an das Langloch anschlägt, schlägt dadurch nicht unmittelbar an der Trägerscheibe bzw. der Pendelmasse, sondern an dem Anschlagselement und damit mittelbar an der Trägerscheibe bzw. der Pendelmasse an. Das Material des Anschlagselementes kann für die Anschlagsdämpfung optimiert werden ohne das Material für Trägerscheibe und Pendelmasse, meist einsatzhärtbarer Stahl, ändern zu müssen.
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Das Anschlagelement ist in einer Ausführungsform der Erfindung radial verschiebbar gelagert. Dies ermöglicht eine zusätzliche Dämpfung durch elastisches Abfangen von Stößen, die durch die anprallende Pendelrolle erzeugt werden. Das Anschlagelement steht dazu in einer Ausführungsform der Erfindung radial nach innen mit einem Federelement in Wirkverbindung. Das Federelement ermöglicht eine Verschiebung des Anschlagselementes in radialer Richtung gegen Federkraft. Das Federelement kann eine Hysterese aufweisen, die eine zusätzliche Dämpfung bewirkt. Das Federelement ist dazu vorzugsweise aus einem Elastomer gefertigt, kann aber auch Stahlfedern oder dergleichen umfassen.
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Der Weg des Anschlagelementes wird in einer Ausführungsform der Erfindung radial nach außen durch einen Anschlag begrenzt. Der Anschlag bewirkt eine definierte Position des Anschlagselementes im Normalbetrieb, d. h. wenn die Pendelrolle nicht an dem Anschlagselement anschlägt.
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Das eingangs genannte Problem wird insbesondere auch gelöst durch eine Trägerscheibe zur Aufnahme mindestens eines Fliehkraftpendels einer Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei das Fliehkraftpendel entlang einer durch zumindest einer in Langlöchern in der Trägerscheibe und/oder Langlöchern in dem Fliehkraftpendel lagerbaren Pendelrolle vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann, wobei zumindest ein Teil der Langlöcher über einen Teilbereich durch ein Anschlagelement begrenzt wird. Das Anschlagselement ist vorzugsweise radial weiter innen als das Langloch angeordnet, befindet sich also an der radial innen gelegenen Oberfläche des Langloches.
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Das Anschlagelement ist in einer Ausführungsform der Erfindung in einem Ausschnitt in der Trägerscheibe radial verschiebbar gelagert. Dazu umfasst das Anschlagelement in einer Ausführungsform der Erfindung an seinen in Umfangsrichtung gelegenen Enden Mittel, die den Ausschnitt beiderseits umgreifen und so eine axiale Festlegung des Anschlagselementes gegenüber der Trägerscheibe bewirken. Die Mittel sind vorzugsweise U-förmige Schenkel, die den Ausschnitt in der Trägerscheibe überragen, beiderseits umgreifen und so eine Radialführung bilden. Das Federelement ist dadurch in Umfangsrichtung und axialer Richtung bezogen auf die Rotationsachse der Fliehkraftpendeleinrichtung formschlüssig festgelegt und in radialer Richtung verschiebbar gelagert.
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In dem Ausschnitt ist in einer Ausführungsform der Erfindung ein Federelement angeordnet, gegen dessen Federkraft das Anschlagelement radial nach innen beweglich ist. Das Federelement besteht in einer Ausführungsform der Erfindung zumindest teilweise aus einem Elastomer. Dadurch weist das Federelement eine Hysterese auf, die eine zusätzliche Dämpfung bewirkt. Alternativ kann das Federelement auch Metallfedern umfassen.
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Das Anschlagelement besteht in einer Ausführungsform der Erfindung zumindest teilweise aus Kunststoff. Kunststoff weist eine höhere Materialdämpfung als Stahl auf und ermöglicht eine ausreichende Festigkeit der Anschlagelemente.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind alle Langlöcher der Fliehkraftpendel oder alle Langlöcher der Trägerscheibe mit je einem Anschlagelement versehen.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung treffen die Pendelrollen (FKP-Wälzkörper), die aus Metall bestehen, im Endanschlagbereich auf ein nichtmetallisches Anschlagselement, welches sich seinerseits wiederum an einem federnden Element abstützt, wobei das nichtmetallische Anschlagselement eine höhere Steifigkeit als das federnde Element besitzt. Das federnde Element hat vorzugsweise eine Hysterese zur Aufnahme von Energie (ist z.B. ein Elastomer). Das nichtmetallische Anschlagselement ist in Belastungsrichtung verschiebbar angeordnet.
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Das nichtmetallische Anschlagselement kann so ausgeführt sein, das es gleichzeitig auch das federnde Element ist. Anschlagselement und Federelement können also einteilig sein.
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Das nichtmetallische Anschlagselement kann sich über beide Anschlagsbereiche einer Fliehkraftpendel-Bahn erstrecken, wobei beide Seiten desselben unterschiedliche Geometrie aufweisen können.
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Das nichtmetallische Anschlagselement ist vorzugsweise aus Kunststoff, das federnde Element ist vorzugsweise ein Elastomermaterial. Jedoch sind alle Arten von Federn (auch metallische Federn) vorstellbar.
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Das nichtmetallische Anschlagselement wie auch das federnde Element sind vorzugsweise am FKP-Flansch (Trägerscheibe) angeordnet. Eine Anordnung an der Pendelmasse ist jedoch ebenfalls möglich.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung in der Draufsicht,
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2 eine Trägerscheibe in räumlicher Darstellung,
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3 die Trägerscheibe 2 ohne die daran angeordneten Einlagen,
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4 einen Ausschnitt aus der Trägerscheibe in der Umgebung einer der Einlagen mit einer anfänglichen Positionierung des Anschlagelementes um dieses in seine zu schieben,
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5 den Ausschnitt der 4 mit einer anderen Position des Anschlagelementes bei der Montage,
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6 den Ausschnitt der 4 mit der Endposition des Anschlagelementes.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in der Draufsicht. Die 1 dient dem besseren Verständnis der anhand der sich anschließenden Figuren dargestellten Erfindung. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse R. Die Umfangsrichtung ist im Folgenden eine Drehung um die Rotationsachse R. Unter der axialen Richtung wird die Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung eine Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst eine Trägerscheibe 2. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 wird in Einbaulage zwischen einer Antriebseinheit, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle als Antriebswelle, und einer Kupplung, die durch eine Ausrückeinrichtung betätigbar und mit einem Getriebe gekoppelt ist, angeordnet. Die Trägerscheibe 2 umfasst an ihrem Innenumfang mehreren Bohrungen 3, die der Befestigung an weiteren Bauteilen des Antriebsstranges dienen. Über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt sind mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier, Fliehkraftpendel 4 angeordnet. Die Fliehkraftpendel 4 umfassen jeweils eine kupplungsseitige Pendelteilmassen und eine getriebeseitige Pendelteilmasse. Die Pendelteilmassen sind beiderseits der Trägerscheibe 2 angeordnet und fest miteinander verbunden. Die Pendelteilmassen werden durch mehrere Nietbolzen 6 fest miteinander verbunden. Die Fliehkraftpendel 4 können entlang einer Kulissenführung eine Pendelbewegung relativ zu der Trägerscheibe 2 ausführen. Die Kulissenführung ermöglicht eine Pendelbewegung um einen Pendelmittelpunkt im Fliehkraftfeld der rotierenden Fliehkraftpendeleinrichtung 1.
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Da die Fliehkraftpendel 4 relativ zu der Trägerscheibe 2 sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung entlang der Kulissenführung verschiebbar angeordnet sind, sind in der Trägerscheibe 2 mehrere Ausschnitte 5a (in 1 nicht sichtbar) und 5b eingebracht, in denen die Nietbolzen 6 spielbehaftet gegenüber der Trägerscheibe 2 angeordnet sind. Durch Nieten werden zugleich ein Abstandhalter aus Metall und ein Anschlagelement aus Gummi, die miteinander verbunden sein können, zwischen den Pendelteilmassen fixiert.
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In Langlöchern 7 in den Pendelteilmassen sowie in Langlöchern 8 in der Trägerscheibe 2 sind Pendelrollen 9 angeordnet. Die Pendelrollen 9 sind rotationssymmetrische Körper und bilden in Verbindung mit den Langlöchern 7 in den Pendelteilmassen und den Langlöchern 8 in der Trägerscheibe 2 die Kulissenführung für die Fliehkraftpendel 4, die eine Bewegung der Fliehkraftpendel 4 entlang vorgegebener Pendelbahnen relativ zur Trägerscheibe 2 ermöglichen.
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2 zeigt eine Trägerscheibe 2 in räumlicher Darstellung. Zu erkennen sind die über den Umfang wechselweise verteilten Ausschnitte 5a, 5b, zwischen denen jeweils radial nach außen gerichtete Radialstege 10 verbleiben. Die Langlöcher 8 in der Trägerscheibe 2 sind jeweils in Umfangsrichtung gesehen im Bereich der Radialstege 10 angeordnet. An der Innenseite der Langlöcher 8 in der Trägerscheibe 2 sind jeweils Einlagen 11 angeordnet. Die Einlagen 11 sind jeweils in Ausschnitten 12 angeordnet, wie diese in 3 zu sehen sind. 3 zeigt die Trägerscheibe 2 ohne die daran angeordneten Einlagen 11. Bei der Anordnung der Einlagen 11 in den Ausschnitten 12 sind die Langlöcher 8 nicht von den Einlagen 11 bedeckt und bleiben frei. Die Ausschnitte 12 umfassen einen quadratischen Ausschnittteil 13, an den sich radial nach außen ein etwa L-förmiger Ausschnittteil 14 anschließt, bei dem eine erste radial verlaufende Kante 15 länger ist als eine zweite radial verlaufende Kante 16. Radial weiter nach außen schließt sich ein abgerundeter Ausschnittteil 17 an.
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Die Einlagen 11 umfassen ein Anschlagelement 18 sowie ein Federelement 19. Das Anschlagelement 18 ist radial weiter außen als das Federelement 19 angeordnet und begrenzt einen Teil des Randes jeweils eines Langloches 8 in der Trägerscheibe.
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Die 4 bis 6 zeigen jeweils einen kleinen Ausschnitt aus der Trägerscheibe 2 in der Umgebung einer der Einlagen 11 bzw. eines der Ausschnitte 12. Aus den 4 bis 6 werden sowohl Aufbau und Funktionsweise der Einlagen 11 als auch deren Montage deutlich. 6 zeigt dabei die Anordnung der Einlagen 11 in Einbaulage, 5 zeigt die Einbaulage des Anschlagelementes 18 ohne montiertes Federelement 19 und 4 zeigt die Positionierung des Anschlagelementes 18 um dieses in seine Einbaulage in dem L-förmigen Ausschnittteil 14 zu schieben.
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Wie in 4 zu sehen ist, sind die in Umfangsrichtung gelegenen Außenseiten 20, 21 jeweils U-förmig gestaltet und umfassen jeweils eine Stirnfläche 22, diese ist nur für die Außenseite 21 mit einem Bezugszeichen versehen, von denen jeweils Schenkelflächen 23 in Umfangsrichtung hervorragen. In Einbaulage liegt die Stirnfläche 22 an einer korrespondierenden Anlagenfläche 24 der zweiten radial verlaufenden Kante 16 an. Entsprechend liegt die Stirnfläche 22 der Außenseite 20 an einer Anlagefläche 24 der ersten radial verlaufenden Kante 15 an. Die Anlagenflächen 24 sowie die Stirnflächen 22 sind parallel zueinander und parallel zu einer radialen Geraden, die durch die Rotationsachse R verläuft. Auf diese Weise ist das Anschlagelement 18 in Einbaulage wie in 5 dargestellt in radialer Richtung verschiebbar in dem L-förmigen Ausschnittteil 14 gelagert. Die Schenkelflächen 23 umgreifen jeweils die radial verlaufenden Kanten 15, 16 und legen das Anschlagelement 18 in axialer Richtung fest, die Stirnflächen 22 und die Anlagenflächen 24 legen das Anschlagelement 18 in Umfangsrichtung fest. In radialer Richtung kann das Anschlagelement 18 verschoben werden, wobei Anschläge 25, 26 im Übergang von dem L-förmigen Ausschnittteil 14 auf den abgerundeten Ausschnittteil 17 einen radial äußeren Anschlag für das Anschlagelement 18 bilden. Die Position des Anschlagelementes 18 ist auf diese Weise genau definiert wenn das Anschlagelement 18 in die Anschläge 25, 26 gedrückt wird. Die dem abgerundeten Ausschnittteil 17 zugewandte Außenkontur 27 des Anschlagelementes 18 bildet zusammen mit einer Innenkontur 28 des abgerundeten Ausschnittteils 17 eines der Langlöcher 8 in der Trägerscheibe 2. Entlang der Außenkontur 27 des Anschlagelementes 18 ist auf beiden axialen Seiten jeweils eine Rille 29 angeordnet, so dass die axiale Dicke der Trägerscheibe 2 im unmittelbaren Bereich der Außenkontur der Langlöcher 8 in der Trägerscheibe 2 jeweils die gleiche Dicke hat, so dass zum Beispiel Rollenborde der Laufrollen 9 in den Rillen 29 laufen können.
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6 zeigt die Einbaulage von Anschlagelement 18 und Federelement 19. Das Anschlagelement 18 ist radial soweit nach außen gedrückt, dass dieses an den Anschlägen 25 und 26 anliegt. In dem quadratischen Ausschnitt 13 ist das Federelement 19 angeordnet. 5 zeigt die Darstellung der 6 ohne das in dem quadratischen Ausschnittteil 13 angeordnete Federelement 19. Das Anschlagelement 18 wird in einer Position, wie diese in 4 dargestellt ist, in dem quadratischen Ausschnittteil 13 eingeführt und sodann radial nach außen in den L-förmigen Ausschnittteil 14 eingeschoben, bis dieses wie in 5 dargestellt an den Anschlägen 25 und 26 anliegt. In dieser Position kann das Federelement 19 in den quadratischen Ausschnittteil 13 eingeschoben und fixiert werden. Das Anschlagelement 18 ist aus einem nichtmetallischen Werkstoff gefertigt, das Federelement 19 ist vorzugsweise aus einem Elastomer oder dergleichen mit einer deutlichen Hysterese zur Aufnahme von Energie gefertigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Trägerscheibe
- 3
- Bohrungen
- 4
- Fliehkraftpendel
- 5
- Ausschnitt
- 6
- Nietbolzen
- 7
- Langloch in Pendelteilmasse
- 8
- Langloch in Trägerscheibe
- 9
- Pendelrolle
- 10
- Radialstege
- 11
- Einlagen
- 12
- Ausschnitt
- 13
- quadratischer Ausschnittteil
- 14
- L-förmiger Ausschnittteil
- 15
- lange erste radial verlaufende Kante
- 16
- kurze zweite radial verlaufende Kante
- 17
- abgerundeter Ausschnittteil
- 18
- Anschlagelement
- 19
- Federelement
- 20
- Außenseite
- 21
- Außenseite
- 22
- Stirnfläche
- 23
- Schenkelflächen
- 24
- Anlagefläche
- 25
- Anschlag
- 26
- Anschlag
- 27
- Außenkontur des Anschlagelements
- 28
- Innenkontur Ausschnittteil 17
- 29
- Rille
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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