DE102016223124A1

DE102016223124A1 - Fliehkraftpendel mit veränderlicher Tilgerordnung

Info

Publication number: DE102016223124A1
Application number: DE102016223124.3A
Authority: DE
Inventors: Eugen Kremer; Andreas Triller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-11-23
Filing date: 2016-11-23
Publication date: 2018-05-24

Abstract

Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Pendelmasse, die an einer Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann, wobei die Pendelmasse eine Pendelhauptmasse und eine bezüglich einer Rotationsachse der Fliehkraftpendeleinrichtung radial zu der Pendelhauptmasse gegen die Kraft eines Energiespeichers verschiebbare Pendelzusatzmasse umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Fliehkraftpendel, das an einer rotierenden Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann.
Gattungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtungen (FKP) sind beispielsweise aus der DE 10 2006 028 536 A1 mit Pendelteilmassen beiderseits eines zentralen Pendelflansches oder der DE 102010 054 556 A1 als Doppelflansch mit Pendelmassen zwischen zwei Pendelflanschen bekannt. Eine solche Fliehkraftpendeleinrichtung besteht aus einer rotierenden Scheibe, die Pendelmassen als Fliehkraftpendel trägt. Die Fliehkraftpendel bewegen sich unter der Wirkung der Fliehkraft und haben eine drehgeschwindigkeitsproportionale Eigenfrequenz. Der Proportionalitätsfaktor ist als Tilgerordnung bekannt. Eine ähnliche Proportionalität existiert bei Verbrennungsmotoren zwischen der Anregungsfrequenz und der Kurbelwellendrehzahl. Hier nennt man den Proportionalitätsfaktor Anregungsordnung. Ideale Tilgung erfolgt dann, wenn Tilger- und Anregungsordnung gleich sind (Antiresonanz). Dies ist aber wegen Toleranzen beispielsweise der Pendelbahnen kaum möglich. Je nach Drehzahl liegen entweder unterhalb oder oberhalb der Antiresonanz Werte von Tilgerordnungen, bei denen keine Tilgung, sondern eine Verstärkung der Schwingungen der Scheibe stattfindet. Wenn die Resonanzfrequenz des Triebstrangs unterhalb des genutzten Fahrbereichs liegt, kann dies mit einer leichten präventiven Erhöhung des Nominalwerts der Tilgerordnung vermieden werden. Dies ist aber nicht mehr möglich, wenn die Resonanzfrequenz des Triebstrangs innerhalb des Fahrbereichs liegt, da die Richtung der garantierten Abweichung von der Tilgerordnung der Antiresonanz sich mit Übergang durch den kritischen Bereich ändert. Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, auch für diesen Fall eine Lösung anzugeben.
Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Pendelmasse, die an einer Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann, wobei die Pendelmasse eine Pendelhauptmasse und eine bezüglich einer Rotationsachse der Fliehkraftpendeleinrichtung radial zu der Pendelhauptmasse gegen die Kraft eines Energiespeichers verschiebbare Pendelzusatzmasse umfasst.
Der Energiespeicher umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens eine Feder, wobei die Pendelhauptmasse vermittels Pendelrollen pendelbeweglich gegenüber der Trägerscheibe gelagert ist und die Pendelzusatzmasse gegen die Kraft der mindestens einen Feder gegenüber der Pendelhauptmasse verschiebbar ist. Die Pendelhauptmasse umfasst vorzugsweise eine Führung für die Bewegung der Pendelzusatzmasse, beispielsweise zwei radial verlaufende Kanten, die die Zusatzmasse in Umfangsrichtung einfassen.
Die Pendelhauptmasse umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung zwei Pendelteilmasse, zwischen der die Pendelzusatzmasse angeordnet ist, wobei an beiden umfangsseitigen Enden der Pendelhauptmasse zwischen den Pendelteilmassen jeweils ein Zwischenstück angeordnet ist und wobei jeweils eine Druckfeder an einem Ende der Pendelzusatzmasse und einem der Zwischenstücke eingespannt ist.
Der Weg der Pendelzusatzmasse ist in einer Ausführungsform der Erfindung gegenüber der Pendelhauptmasse durch einen Anschlagdämpfer begrenzt.
Jede Pendelmasse besteht aus zwei Massen, die miteinander radialelastisch und drehfest verbunden sind. Die elastische Verbindung, beispielsweise durch eine Feder, ist vorgespannt und ermöglicht eine radiale fliehkraftbedingte Verschiebung des Pendelschwerpunkts zwischen den radialen Anschlägen, wenn die Drehzahl der Kurbelwelle und damit die der Fliehkraftpendeleinrichtung in einem bestimmten Bereich liegt. Dieser Bereich ist so ausgelegt, dass er die erste Eigenfrequenz des Triebstrangs bedeckt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung in einer Draufsicht,
2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pendelmasse in einer räumlichen Darstellung,
3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Pendelmasse.

Eine erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst eine Trägerscheibe 2, die beispielsweise mit einem Einmassenschwungrad, der Primär- oder der Sekundärseite eines Zweimassenschwungrades verbindbar ist. Am Außenumfang der Trägerscheibe 2 sind mehrere Pendelmassen 3 angeordnet. Die Pendelmassen 3 umfassen jeweils eine Pendelhauptmasse 4. Diese wiederum umfasst zwei Pendelteilmassen 5a, 5b, die an ihren umfangsseitigen Enden mit jeweils einem Zwischenstück 6a, 6b miteinader durch Niete 7a, 7b verbunden sind. Zwischen den Pendelteilmassen 5a, 5b verbleibt ein Raum, in dem eine Pendelzusatzmasse 8 aufgenommen ist. Die Pendelzusatzmasse 8 stützt sich mit jeweils einer Feder 9a, 9b an einem der Zwischenstücke 6a, 6b ab. Die Längsachsen und damit die Federwege der Federn 9a, 9b sind dabei im Wesentlichen radial angeordnet, wobei sich die Pendelzusatzmasse 8 entgegen der bei Rotation der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 auftretenden Fliehkraft an den Zwischenstücken 6a, 6b der Pendelhauptmasse 4 abstützen. Die Pendelzusatzmasse 8 ist von einer radial inneren Stellung, in der die Federn 9a, 9b entlastet sind gegen die im Betrieb durch die Fliehkraft aufgebrachte Kraft der Federn 9a, 9b in eine radial äußere Stellung bewegbar bis die Federn 9a, 9b auf Block gehen oder der Weg anderweitig begrenzt wird, beispielsweise durch ein Anschlagelement 10, das zwischen den Pendelteilmassen 5a, 5b angeordnet ist und das den radialen Weg der Pendelzusatzmasse 8 begrenzt. Die Federn 9a, 9b sind vorgespannt, der Weg der Zusatzpendelmasse 8 radial nach innen wird beispielsweise durch einen Anschlag begrenzt. Eine Bewegung der Pendelzusatzmasse 8 relativ zur Pendelhauptmasse 4 erfolgt daher nur in einem bestimmten Bereich der drehzahlabhängigen Fliehkraft, was zu einem Drehzahlbereich Ω₁<Ω<Ω₂ führt, in dem diese Bewegung stattfindet.
Die erfindungsgemäße Lösung berührt drauf, dass die Tilgerordnung q des Fliehkraftpendels abhängig von der Schwerpunktlage der Pendelmasse ist, es gilt $q = \sqrt{\frac{Y_{s} - l}{l}} .$
Hier ist l der Drehradius der Pendelmasse und Y_s ist der Vertex, dies ist der Abstand der Drehachse zum Schwerpunkt. Y_s ändert sich mit der Umformung der Feder in dem vorgegebenen Drehzahlbereich. Damit wird erreicht, dass die Tilgerordnung in dem unterkritischen Bereich (Ω₁>Ω) unter Antiresonanz und in dem überkritischen Bereich (Ω>Ω₂) über der Antiresonanz liegt.
Die Pendelbahnen der Pendelmassen 4 sind als Kulissenführungen durch Pendelrollen 11, die in nierenförmigen Langlöchern 12 in der Trägerscheibe 2 und nierenförmigen Langlöchern 13 in den Pendelmassen 3 gelagert sind, ausgeführt. Die Pendelteilmassen 5a, 5b können beiderseits der Trägerscheibe 2 angeordnet sein oder die Pendelmassen 3 können zwischen zwei Flanschhälften eines Doppelflansches angeordnet sein.
Bezugszeichenliste

1: Fliehkraftpendeleinrichtung
2: Trägerscheibe
3: Pendelmasse
4: Pendelhauptmasse
5a, 5b: Pendelteilmasse
6a, 6b: Zwischenstück
7a, 7b: Niet
8: Pendelzusatzmasse
9a, 9b: Feder
10: Anschlagelement (Gummielement)
11: Pendelrollen
12: Langloch in Trägerscheibe
13: Langloch in Pendelmasse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006028536 A1 [0002]
DE 102010054556 A1 [0002]

Claims

Fliehkraftpendeleinrichtung (1) zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Pendelmasse (3), die an einer Trägerscheibe (2) angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe (2) ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmasse (3) eine Pendelhauptmasse (4) und eine bezüglich einer Rotationsachse der Fliehkraftpendeleinrichtung (1) radial zu der Pendelhauptmasse gegen die Kraft eines Energiespeichers (9a, 9b) verschiebbare Pendelzusatzmasse (8) umfasst.
Fliehkraftpendeleinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher mindestens eine Feder (9a, 9b) umfasst, wobei die Pendelhauptmasse (4) vermittels Pendelrollen (11) pendelbeweglich gegenüber der Trägerscheibe (2) gelagert ist und die Pendelzusatzmasse (8) gegen die Kraft der mindestens einen Feder (9a, 9b) gegenüber der Pendelhauptmasse (4) verschiebbar ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelhauptmasse (4) zwei Pendelteilmassen (5a, 5b) umfasst, zwischen der die Pendelzusatzmasse (8) angeordnet ist, wobei an beiden umfangsseitigen Enden der Pendelhauptmasse (4) zwischen den Pendelteilmassen (5a, 5b) jeweils ein Zwischenstück (6a, 6b) angeordnet ist und wobei jeweils eine Druckfeder (9a, 9b) an einem Ende der Pendelzusatzmasse (8) und einem der Zwischenstücke (6a, 6b) eingespannt ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg der Pendelzusatzmasse (8) gegenüber der Pendelhauptmasse (4) durch einen Anschlagdämpfer (10) begrenzt ist.