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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse angeordneten Pendelmassenträger und beidseitig an diesem über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassen mittels erste Ausnehmungen des Pendelmassenträgers durchgreifender Mittelteile zu Pendelmasseneinheiten verbunden sind, wobei die Pendelmasseneinheiten mittels Pendellagern an dem Pendelmassenträger im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers entlang von vorgegebenen Pendelbahnen pendelfähig aufgenommen sind.
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Gattungsgemäße Fliehkraftpendel dienen der drehzahladaptiven Drehschwingungsisolation insbesondere in Antriebssträngen mit drehzahlbehafteter Brennkraftmaschine. Zur drehzahladaptiven Drehschwingungstilgung sind an einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger über den Umfang verteilt Pendelmasseneinheiten bildende Pendelmassen angeordnet, die mittels Pendellagern mit Laufbahnen an den Pendelmasseneinheiten und an dem Pendelmassenträger und einer darauf abwälzenden Pendelrolle gegenüber dem Pendelmassenträger entlang einer durch die Pendellager vorgegebenen Pendelbahn pendelfähig aufgenommen sind. Bei um die Drehachse drehendem Pendelmassenträger werden die Pendelmassen fliehkraftbedingt nach außen beschleunigt und bei Anwesenheit von Drehschwingungen entlang der Pendelbahnen unter Energieaufwand nach radial innen auf einen kleineren Radius gezwungen und wirken dabei fliehkraft- und damit drehzahlabhängig drehschwingungstilgend. Bei nicht ausreichender Drehzahl des Pendelmassenträgers fallen die Pendelmasseneinheiten schwerkraftbedingt nach innen, wobei Anschläge der Pendelmasseneinheit und/oder der Pendelrollen an dem Pendelmassenträger metallische Anschlaggeräusche verursachen können.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2014 214 765 A1 ist ein Fliehkraftpendel bekannt, bei dem zur Verminderung dieser Anschlaggeräusche an den Pendelmassen in radiale Richtung wirksame Federelemente vorgesehen sind, die bei nicht ausreichender Fliehkraft in Kontakt mit dem Pendelmassenträger treten und die Pendelmassen abfedern.
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Aus der Druckschrift
DE 2015 205 512 A1 ist ein Fliehkraftpendel bekannt, bei dem zwischen den Pendelmassen und dem Pendelmassenträger Arretierelemente vorgesehen sind, welche einen Anschlag der Pendelmassen an dem Pendelmassenträger verhindern.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Fliehkraftpendels. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, Anschlaggeräusche des Fliehkraftpendels ohne zusätzliche Bauelemente zu verhindern oder zumindest zu verringern.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel enthält einen um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger. An diesem Pendelmassenträger sind über den Umfang verteilt beidseitig Pendelmassen angeordnet, die mittels Pendellagern an dem Pendelmassenträger aufgenommen sind. Axial gegenüber liegende Pendelmassen sind mittels erste Ausnehmungen des Pendelmassenträgers durchgreifender Mittelteile miteinander zu Pendelmasseneinheiten verbunden. Die Pendellager sind aus komplementären Laufbahnen in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmasseneinheiten gebildet, auf denen eine Pendelrolle abwälzt. Die Auswahl der Krümmung der Laufbahnen, die eine entsprechende Pendelbahn der Pendelmasseneinheiten vorgeben, die Ausbildung der Pendelrolle als Stufenrolle oder als Pendelrolle mit konstantem Durchmesser, der Abstand des Schwerpunkts der Pendelmasse zur Drehachse und dergleichen geben dabei die Eigenschaften des Fliehkraftpendels, insbesondere die auf die Haupterregerordnung der Brennkraftmaschine abgestimmte Tilgerordnung vor. Hierbei werden die Pendelmasseneinheiten aufgrund des um die Drehachse drehenden Drehschwingungsdämpfers im Fliehkraftfeld nach radial außen beschleunigt und von Drehschwingungen zu kleineren, die Drehschwingungen tilgenden Radien verlagert, so dass fliehkraftabhängig und damit drehzahladaptiv eine Beruhigung des am Pendelmassenträger anliegenden Drehmoments eintritt.
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Das Fliehkraftpendel kann beispielsweise in mehreren Ausführungsformen ausgebildet sein. In einer ersten Ausführungsform ist der Pendelmassenträger als Pendelflansch ausgebildet, an dem beidseitig Pendelmassen angeordnet sind. Die axial gegenüber liegenden Pendelmassen sind dabei mittels der Mittelteile, beispielsweise Blechscheiben oder Abstandsbolzen axial beabstandet und verbunden und bilden damit die Pendelmasseneinheiten. Bevorzugt zwei in Umfangsrichtung beabstandete Pendellager pro Pendelmasseneinheit enthalten dabei Laufbahnen in den axial gegenüberliegenden Pendelmassen und eine Laufbahn in dem Pendelflansch, wobei die die Pendelrolle die Laufbahnen axial übergreift und auf diesen abwälzt.
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In einer weiteren Ausführungsform sind flächige Mittelteile wie beispielsweise Blechscheiben in den ersten Ausnehmungen des als Pendelflansch ausgebildeten Pendelmassenträgers untergebracht, wobei zur Bildung bevorzugt zweier in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager Laufbahnen in den Ausnehmungen und an den Mittelteilen in derselben Ebene, das heißt axial auf gleicher Höhe und radial übereinander angeordnet sind. Hierbei wälzt eine Pendelrolle im axialen Bauraum des Pendelmassenträgers zwischen den Laufbahnen des Pendelmassenträgers und der Pendelmasse ab. Durch radiales Überschneiden beidseitig an dem Pendelmassenträger angeordneter, mit den Mittelteilen verbundenen Pendelmassen ist die Pendelrolle in dem jeweiligen Pendellager verliergesichert aufgenommen.
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Das Fliehkraftpendel kann für sich allein beispielsweise direkt an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommen sein oder in einen Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad integriert sein. Beispielsweise kann das Fliehkraftpendel mit einem Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers, beispielsweise mit einer Ausgangsnabe mit auf radialer Höhe einer Federeinrichtung angeordneten Pendelmasseneinheiten oder mit einer Sekundärschwungmasse beispielsweise radial innerhalb einer Federeinrichtung mit einem den Pendelmassenträger bildenden Flanschteil zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung verbunden sein.
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Zur Vermeidung oder zumindest Verringerung von Anschlaggeräuschen der Pendelmasseneinheiten und/oder Pendelrollen an dem Pendelmassenträger sind radial zwischen einem die ersten Ausnehmungen enthaltenden Aufnahmeflansch zur Aufnahme der Pendelmasseneinheiten und einem Befestigungsflansch des Pendelmassenträgers zur Befestigung des Fliehkraftpendels an einem drehantreibenden Bauteil, beispielsweise einer Kurbelwelle oder einem Drehschwingungsdämpfer über den Umfang verteilt schallisolierende zweite Ausnehmungen vorgesehen. Durch die Ausbildung der zweiten Ausnehmungen ändern sich die Eigenmoden des Pendelmassenträgers, so dass eine Schallabstrahlung vermieden oder zumindest verringert werden kann. Dabei sind eine Größe und/oder eine Anzahl der zweiten Ausnehmungen abhängig von Eigenmoden des Pendelmassenträgers eingebracht. Die Ermittlung der Eigenmoden kann beispielsweise mittels einer FE-Berechnung erfolgen. Entsprechend kann eine FE-Berechnung zur Änderung der Eigenmoden vorgesehen sein, um diese derart zu ändern, dass eine Anregung des Pendelmassenträgers durch die Pendelmasseneinheiten und/oder die Pendelrollen bei einem Anschlag an dem Pendelmassenträger vermieden oder zumindest verringert wird.
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Von besonderem Vorteil ist das Einbringen der zweiten Ausnehmungen in einen Pendelmassenträger, der zwischen dem Aufnahmeflansch und dem Befestigungsflansch getopft ausgebildet ist. Hierbei vermeiden die zweiten Ausnehmungen ein glockenförmiges Abstrahlen der Anschlaggeräusche. Hierbei können die zweiten Ausnehmungen in einem Topfungsbereich zwischen dem Aufnahmeflansch und dem Befestigungsflansch angeordnet sein.
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Die zweiten Ausnehmungen können beispielsweise während eines Stanz-/Umformverfahrens zur Herstellung des Pendelmassenträgers werkzeugfallend aus dem Pendelmassenträger gestanzt sein.
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Es versteht sich, dass ein Drehschwingungsdämpfer mit dem vorgeschlagenen Fliehkraftpendel, insbesondere mit einem an dem Ausgangsteil aufgenommenen Fliehkraftpendel von der Erfindung umfasst ist.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigen:
- 1 einen Drehschwingungsdämpfers mit einem Fliehkraftpendel in 3D-Schnittdarstellung und
- 2 einen gegenüber dem Pendelmassenträger der 1 abgeänderten Pendelmassenträger in 3D-Ansicht.
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Die 1 zeigt den um die Drehachse d verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfer 1 mit dem Eingangsteil 2 und dem entgegen der Wirkung der Federeinrichtung 4 begrenzt verdrehbaren Ausgangsteil 3. Das Ausgangsteil 3 enthält das Flanschteil 5 zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung 4, die Ausgangsnabe 6 und das Fliehkraftpendel 7.
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Der Pendelmassenträger 8 weist den Befestigungsflansch 9 auf, der mit dem Flanschteil 5 und der Ausgangsnabe 6 mittels der Hauptvernietung 10 verbunden ist. Radial außen weist der Pendelmassenträger 8 den Aufnahmeflansch 11 auf, an dem beidseitig und über den Umfang verteilt die Pendelmassen 12 angeordnet sind. Axial gegenüberliegende Pendelmassen 12 sind jeweils zu den Pendelmasseneinheiten 13 mittels der Mittelteile 14 - hier Abstandsbolzen - miteinander verbunden. Die Mittelteile 14 durchgreifen erste, langlochähnlich in Umfangsrichtung erweiterte Ausnehmungen 21, um den Pendelmasseneinheiten 13 ihre Pendelbewegung zu ermöglichen.
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Die Pendelmasseneinheiten 13 sind mittels der Pendellager 15 an dem Pendelmassenträger 8 im Fliehkraftfeld des um die Drehachse d drehenden Pendelmassenträgers 8 pendelfähig aufgenommen. Hierzu wälzt auf den Laufbahnen 16, 17 der Pendelmassen 12 und des Pendelmassenträgers 8 jeweils eine diese axial übergreifende Pendelrolle 18 ab. Die Form der Laufbahnen gibt dabei die Pendelbahn der Pendelmasseneinheiten 13 vor.
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Zur Verbesserung des akustischen Verhaltens des Fliehkraftpendels 7 sind radial zwischen dem Aufnahmeflansch 11 und dem Befestigungsflansch 9 über den Umfang verteilt die zweiten Ausnehmungen 19 eingebracht. Der Pendelmassenträger 8 ist zwischen dem Befestigungsflansch 9 und dem Aufnahmeflansch 11 getopft ausgebildet, wobei die zweiten Ausnehmungen 19 in dem Topfungsbereich 20 vorgesehen sind. Durch die Anordnung der zweiten Ausnehmungen 19 im Topfungsbereich 20 ändern sich die Eigenmoden des Pendelmassenträgers 8, so dass eine glockenförmige Abstrahlung von Anschlaggeräuschen bei nach radial innen fallenden Pendelmasseneinheiten 13 und Pendelrollen 18 bei nicht auseichender Fliehkraft unterbunden beziehungsweise zumindest verringert wird.
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Die 2 zeigt den gegenüber dem Pendelmassenträger 8 der 1 abgeänderten Pendelmassenträger 8a mit veränderten Eigenmoden. Die aus einer FE-Berechnung ermittelten zweiten Ausnehmungen 19a sind hier in vergrößerter Anzahl an dem Topfungsbereich 20a vorgesehen, um die Eigenmoden des Pendelmassenträgers 8a weiter abzuändern.
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Die zweiten Ausnehmungen 19a sind radial zwischen dem Befestigungsflansch 9a und dem Aufnahmeflansch 11a angeordnet, so dass in Umfangsrichtung zwischen diesen verringerte Stege 23a verbleiben. Der Aufnahmeflansch 11a enthält neben den ersten Ausnehmungen 21a für die Mittelteile 14 (1) die dritten Ausnehmungen 22a mit den Laufbahnen 16a zur Bildung der Pendellager 15 (1) zwischen den Pendelmassen 12 (1) und dem Pendelmassenträger 8a.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Eingangsteil
- 3
- Ausgangsteil
- 4
- Federeinrichtung
- 5
- Flanschteil
- 6
- Ausgangsnabe
- 7
- Fliehkraftpendel
- 8
- Pendelmassenträger
- 8a
- Pendelmassenträger
- 9
- Befestigungsflansch
- 9a
- Befestigungsflansch
- 10
- Hauptvernietung
- 11
- Aufnahmeflansch
- 11a
- Aufnahmeflansch
- 12
- Pendelmasse
- 13
- Pendelmasseneinheit
- 14
- Mittelteil
- 15
- Pendellager
- 16
- Laufbahn
- 16a
- Laufbahn
- 17
- Laufbahn
- 18
- Pendelrolle
- 19
- Ausnehmung
- 19a
- Ausnehmung
- 20
- Topfungsbereich
- 20a
- Topfungsbereich
- 21
- Ausnehmung
- 21a
- Ausnehmung
- 22a
- Ausnehmung
- 23a
- Steg
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014214765 A1 [0003]
- DE 2015205512 A1 [0004]