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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das insbesondere zur Reduktion von Torsionsschwingungen in einem Antriebsstrang eingesetzt wird. Das Fliehkraftpendel ist insbesondere in einem Kraftfahrzeug einsetzbar, bevorzugt im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Das Fliehkraftpendel ist insbesondere für eine Reduzierung von motorerregten Torsionsschwingungen vorgesehen. Das Fliehkraftpendel umfasst zumindest einen Flansch (als Schwungmasse) und eine Mehrzahl von Pendelmassen, die beweglich an dem Flansch angeordnet sind. Mit den Pendelmassen ist im Betrieb des Fliehkraftpendels ein einer Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment erzeugbar.
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Ein Fliehkraftpendel, z. B. gemäß
DE 10 2006 028 552 A1 , verfügt z. B. über mindestens zwei Pendelmassen, die mittels (Pendel-)Rollen an einem Trägerelement oder zwei Trägerelementen, im Folgenden als (FKP-)Flansch bezeichnet, entlang einer Laufbahn bzw. Führungen geführt werden. Die Pendelmassen können im Feld der Zentrifugalbeschleunigung Schwingungen entlang ihrer Laufbahnen ausführen, wenn sie von Momentenschwankungen eines Verbrennungsmotors angeregt werden. Durch diese Schwingungen wird der Erregerschwingung zu passenden Zeiten Energie entzogen und wieder zugeführt, so dass es zu einer Beruhigung der Erregerschwingung kommt, das Fliehkraftpendel also als Tilger wirkt. Da sowohl die Eigenfrequenz der Fliehkraftpendelschwingung als auch die Erregerfrequenz proportional zur Drehzahl sind, kann die Tilgerwirkung eines Fliehkraftpendels über den ganzen Frequenzbereich erzielt werden.
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Bei niedrigen Drehzahlen und den dabei auftretenden hohen Momentenschwankungen eines Verbrennungsmotors kann es zum Anschlagen der Pendelmassen an der Begrenzung des Schwingraums kommen. Dabei geht die Funktion eines Fliehkraftpendels verloren, so dass keine Schwingungsisolierung mehr gegeben ist. Durch die Einbringung einer Reibeinrichtung mit einer definierten Hysterese können nicht gewünschte Anschläge der Pendelmassen eliminiert werden. Das Prinzip ist z. B. aus der
DE 10 2018 103 264 A1 und
WO 2019/174 665 A1 bekannt. Diese Reibeinrichtung wird z. B. durch zwei Wellscheiben jeweils zwischen Flansch und Pendelmasse oder einer Tellerfeder zwischen Flansch und Pendelmasse gebildet. Die Wellscheiben bzw. Tellerfedern werden im Paket zwischen den beiden Flanschen und Pendelmassen vernietet, wobei drei als Abstandshalter vorgesehene Bolzen dabei das Paket-Maß entlang der Drehachse vorgeben. Die Wellscheibe kann am Abstandshalter befestigt werden. Bei dem Fliehkraftpendel mit Tellerfedern wird diese am Flansch durch Nasen befestigt und gegen Verdrehen gesichert. Bei beiden Ausgestaltungen, also mit Wellscheibe oder mit Tellerfeder, ist immer nur ein Teilbereich der Reibeinrichtung im Eingriff mit der Pendelmasse. Sowohl Tellerfeder als auch bei der Wellscheibe gibt es Bereiche, welche nicht für die Erzeugung von Reibarbeit mit Pendelmassen in Berührung kommen. Hysterese bzw. Reibung wird nur erzeugt im Bereich des Schwingwinkels der jeweiligen Pendelmasse. Die Tellerfeder- bzw. Wellscheibenkraft, welche zusätzliche Fremdreibung im Fliehkraftpendel erzeugt, ist nicht an jeder Pendelmasse ideal gleich. Es können Hystereseunterschiede zwischen den Pendelmassen auftreten, welche sich auf das dynamische Verhalten des ganzen Fliehkraftpendels auswirken. Diese Hystereseunterschiede können zu Langzeitschäden am Fliehkraftpendel, wie z. B. erhöhter Verschleiß an Pendelmassen, Rollen und Flanschen, führen. Die große Dynamik asynchron-schwingender Pendelmassen verursacht zusätzlich eine Unwucht, die sich zusätzlich negativ auf das Fliehkraftpendel und das gesamte Dämpfersystem auswirkt. Bei dynamisch schwingenden Systemen ist eine derartige Unwucht zwingend zu vermeiden.
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Ferner ist aus der
DE 10 2017 105 902 A1 ein Fliehkraftpendel bekannt, das auf den Oberbegriff des Anspruchs 1 lesbar.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lindern. Insbesondere soll ein Fliehkraftpendel vorgeschlagen werden, bei dem ein synchrones Schwingverhalten der Pendelmassen gewährleistet werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Fliehkraftpendel gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Es wird ein Fliehkraftpendel mit einer Drehachse vorgeschlagen, zumindest umfassend einen ersten Flansch sowie eine Mehrzahl von zumindest entlang einer radialen Richtung gegenüber der Drehachse und gegenüber dem mindestens einen ersten Flansch beweglich angeordneten Pendelmassen. Durch die Mehrzahl von Pendelmassen ist im Betrieb des Fliehkraftpendels ein einer Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment erzeugbar. Die Mehrzahl von Pendelmassen sind über mindestens ein erstes Verbindungselement gegenüber einer Umfangsrichtung miteinander fest verbunden.
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Insbesondere dient das Fliehkraftpendel der Vermeidung bzw. Reduzierung von Torsionsschwingungen in verbrennungsmotorgetriebenen Kraftfahrzeugantriebssträngen. Insbesondere ist das Fliehkraftpendel (FKP) an einer Nabe bzw. am Flansch einer Kupplungsscheibe oder direkt an einer Getriebeeingangswelle montiert.
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Die Verbindung der Pendelmassen miteinander erzeugt insbesondere eine Kopplung der Pendelmassen miteinander gegenüber der Umfangsrichtung. Insbesondere ist eine Relativbewegung der Pendelmassen zueinander gegenüber der Umfangsrichtung damit nicht möglich oder zumindest stark eingeschränkt.
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Diese Verbindung bzw. Kopplung der Pendelmassen bietet insbesondere den Vorteil einer synchronen Führung der Pendelmassen und somit der simultanen Bewegung der Pendelmassen gegenüber dem mindestens einen ersten Flansch. Damit kann ein gleichmäßiges Schwingungsverhalten des Fliehkraftpendels realisiert werden. Dieses verbesserte Schwingungsverhalten überträgt sich insbesondere positiv auf das Gesamtsystem durch das reduzierte Ungleichgewicht. Jede Pendelmasse tilgt gleich viel Torsionsschwingungen und kommt so einem, in einer Simulation erzeugbarem, idealen Zustand näher.
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Insbesondere kann durch das synchrone Schwingverhalten der Verschleiß an Reibflächen des Fliehkraftpendels vergleichmäßigt werden. Damit kann die Lebensdauer des Fliehkraftpendels erhöht werden. Die Reibflächen sind an den Teilen des Fliehkraftpendels ausgebildet, die eine Relativbewegung zueinander ausführen.
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Insbesondere sind die Pendelmassen gegenüber dem mindestens einen ersten Verbindungselement entlang der radialen Richtung beweglich. Insbesondere kann sich jede Pendelmasse also gegenüber dem mindestens einen ersten Verbindungselement entlang der radialen Richtung auch unabhängig von den anderen Pendelmassen bewegen. Gegenüber der Umfangsrichtung ist eine solche individuelle Bewegung aber insbesondere nicht möglich. In der Umfangsrichtung wird durch die Verbindung der Pendelmassen miteinander jede Bewegung einer Pendelmasse auf insbesondere alle anderen Pendelmassen übertragen.
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Eine Bewegung der Pendelmassen entlang der Drehachse ist insbesondere nicht möglich, da die Pendelmassen gegenüber dem ersten Flansch in einer im Wesentlichen konstanten Lage im Hinblick auf diese Richtung angeordnet sind. Die Pendelmassen sind insbesondere ausschließlich in der Ebene, die durch die Umfangsrichtung und die radiale Richtung gebildet wird, gegenüber dem ersten Flansch und der Drehachse beweglich.
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Das erste Verbindungselement erstreckt sich ringförmig um die Drehachse und bildet mit jeder Pendelmasse zumindest eine gegenüber der Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung aus.
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Formschlüssige Verbindungen entstehen insbesondere durch das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern, hier erstes Verbindungselement und Pendelmasse. Dadurch können sich die Verbindungspartner auch ohne oder bei unterbrochener Kraftübertragung nicht lösen. Anders ausgedrückt ist bei einer formschlüssigen Verbindung der eine Verbindungspartner dem anderen im Weg, hier zumindest bzw. ausschließlich in Bezug auf die Umfangsrichtung.
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Insbesondere weist das erste Verbindungselement einen sich entlang der Umfangsrichtung erstreckenden Ringabschnitt und mindestens eine sich ausgehend von dem Ringabschnitt zumindest entlang der Drehachse erstreckende Zunge auf. Die Zunge bildet mit einer Öffnung in der Pendelmasse die formschlüssige Verbindung aus. Insbesondere weist das erste Verbindungselement für jede Pendelmasse mindestens eine Zunge auf, wobei sich jede Zunge in eine Öffnung der Pendelmasse erstreckt oder ggf. mit einem Anschlag an der Pendelmasse zusammenwirkt, so dass eine relative Verlagerung von erstem Verbindungselement und Pendelmasse in der Umfangsrichtung nicht möglich oder zumindest stark eingeschränkt ist (ggf. ist eine durch ein Spiel der Passung zwischen Zunge und Öffnung bzw. Anschlag begründete Verlagerung möglich). Insbesondere erstreckt sich die Öffnung bzw. der Anschlag entlang der radialen Richtung, so dass eine Verlagerung der Pendelmasse entlang der radialen Richtung gegenüber der Zunge bzw. dem ersten Verbindungselement möglich ist.
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Insbesondere sind Zunge und Öffnung bzw. Anschlag so ausgeführt, dass auch bei geringen Drehzahlen ein Herunterfallen der Pendelmasse nicht erfolgt, so dass ein unerwünschtes Stopp-Geräusch verhindert werden kann. Diese Ausführung kann z. B. eine solche Passung zwischen Zunge und Öffnung umfassen, dass die Pendelmasse zur Verlagerung entlang der radialen Richtung eine Reibung zwischen Zunge und Öffnung überwinden muss, z. B. erst bei Erreichen einer gewissen Drehzahl.
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Insbesondere erstreckt sich der Ringabschnitt entlang der Umfangsrichtung und weist entlang der radialen Richtung eine Breite aus. Insbesondere erstreckt sich die mindestens eine Zunge ausgehend von einer äußeren Umfangsfläche des Ringabschnitts zumindest entlang der Drehachse.
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Insbesondere weist das erste Verbindungselement auf zumindest einer, in Richtung der Drehachse weisenden, Seite eine Reibfläche auf, die mit einem korrespondierenden Teil des Fliehkraftpendels die Hysterese des Fliehkraftpendels erzeugt. Insbesondere ist die Reibfläche auf der Seite angeordnet, die von der Pendelmasse weg weist. Insbesondere weist das erste Verbindungselement auf beiden Seiten eine Reibfläche auf, wobei jede Reibfläche mit jeweils einem anderen Teil des Fliehkraftpendels zur Ausbildung der Hysterese zusammenwirkt.
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Das erste Verbindungselement ist über mindestens ein Zentrierelement in einer koaxialen Lage zur Drehachse angeordnet. Insbesondere ist das Zentrierelement ringförmig ausgeführt und drehfest mit dem mindestens einen Flansch verbunden. Insbesondere bildet das Zentrierelement das Teil des Fliehkraftpendels, mit dem die Reibfläche des ersten Verbindungselements zusammenwirkt.
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Insbesondere weist das Zentrierelement einen Absatz auf, über den das erste Verbindungselement gegenüber der radialen Richtung und gegenüber der Drehachse zentrierbar ist.
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Insbesondere übt das mindestens eine erste Verbindungselement eine parallel zu der Drehachse wirkende Kraft auf mindestens eine Pendelmasse aus und spannt damit die mindestens eine Pendelmasse zumindest gegenüber dem ersten Flansch vor.
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Das erste Verbindungselement ist insbesondere als Tellerfeder oder als Wellscheibe ausgeführt. Insbesondere stützt sich das erste Verbindungselement gegenüber der Drehachse an einem Teil des Fliehkraftpendels ab und erzeugt damit die vorspannende Kraft auf die Pendelmasse.
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Insbesondere stützt sich das erste Verbindungselement an einem Flansch des Fliehkraftpendels und/oder an dem Zentrierelement ab. Insbesondere stützt sich das Zentrierelement an einem Flansch ab.
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Insbesondere bilden das erste Verbindungselement und das mit der Reibfläche des ersten Verbindungselements zusammenwirkende Bauteil (Reibhülse, Pendelmasse, Flansch, Zentrierelement) einen flächigen und ggf. in der Umfangsrichtung umlaufenden Kontakt miteinander aus. Dadurch das die Reibfläche des, insbesondere als Tellerfeder oder Wellscheibe ausgeführten, ersten Verbindungselements flächig auf dem damit zusammenwirkenden Teil aufliegt, kann insbesondere über einen Winkelbereich von 360 Winkelgrad (also in der Umfangsrichtung umlaufend) ein Kontakt der Bauteile miteinander gewährleistet und damit eine gleichmäßige Hysterese an jeder Pendelmasse erzeugt werden. Insbesondere kann durch das synchrone Schwingverhalten und die großflächige und gleichmäßige Kontaktierung der Reibflächen der Verschleiß an den Reibflächen des Fliehkraftpendels vergleichmäßigt werden.
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Insbesondere umfasst das Fliehkraftpendel zusätzlich einen entlang der Drehachse zum ersten Flansch beabstandet angeordneten zweiten Flansch, wobei die Pendelmassen entlang der Drehachse zwischen den Flanschen angeordnet sind.
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Insbesondere ist das mindestens eine Zentrierelement ein ringförmiges (erstes) Reibelement, dass entlang der Drehachse zwischen dem ersten Verbindungselement und dem zweiten Flansch angeordnet und mit dem zweiten Flansch drehfest verbunden und gegenüber der Drehachse zentriert angeordnet ist. Insbesondere bildet das Reibelement mit dem ersten Verbindungselement eine Reibpaarung aus.
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Insbesondere ist jede Pendelmasse mit jeweils einer (grundsätzlich bekannten) Reibhülse verbunden, wobei jede Reibhülse zumindest teilweise entlang der Drehachse zwischen dem ersten Flansch und der Pendelmasse angeordnet ist und zumindest mit dem ersten Flansch eine Reibpaarung ausbildet. Die Reibhülse ist mit der Pendelmasse insbesondere so verbunden, dass die Reibhülse und Pendelmasse sämtliche Bewegungen gemeinsam ausführen. Insbesondere bildet die Reibhülse (auch) mit dem ersten Verbindungselement eine Reibfläche aus.
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Insbesondere umfasst das Fliehkraftpendel zusätzlich einen entlang der Drehachse zum ersten Flansch beabstandet angeordneten zweiten Flansch, wobei die Pendelmassen entlang der Drehachse zwischen den Flanschen angeordnet sind. Insbesondere ist entlang der Drehachse zwischen dem ersten Flansch und der Mehrzahl von Pendelmassen das mindestens eine erste Verbindungselement und zwischen dem zweiten Flansch und der Mehrzahl von Pendelmassen mindestens ein zweites Verbindungselement angeordnet.
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Insbesondere ist entlang der Drehachse zwischen dem mindestens einen ersten Verbindungselement und dem ersten Flansch ein ringförmiges erstes Reibelement und zwischen dem mindestens einen zweiten Verbindungselement und dem zweiten Flansch ein ringförmiges zweites Reibelement angeordnet. Insbesondere ist jedes Reibelement mit dem jeweils benachbart angeordneten Flansch drehfest verbunden und gegenüber der Drehachse zentriert angeordnet, wobei jedes Reibelement mit dem benachbart angeordneten Verbindungselement eine Reibpaarung ausbildet.
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Insbesondere bildet das zweite Reibelement ebenfalls das Zentrierelement, über das hier dann das zweite Verbindungselement gegenüber der Drehachse und gegenüber der radialen Richtung zentriert wird.
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Die Ausführungen zum ersten Verbindungselement sind insbesondere auf das zweite Verbindungselement übertragbar. Gleiches gilt insbesondere für das zweite Reibelement im Hinblick auf das erste Reibelement.
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Die hier vorgeschlagenen Ausgestaltungen weisen zur Erzeugung der Hysterese also Reibeinrichtungen auf, die miteinander Reibpaarungen ausbildende Teile des Fliehkraftpendels umfassen. Die Reibpaarungen miteinander ausbildenden Teile sind im Betrieb des Fliehkraftpendels relativ zueinander verlagerbar. Diese Teile umfassen z. B. das erste Reibelement, das zweite Reibelement, das erste Verbindungselement, das zweite Verbindungselement sowie die Reibhülse.
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Das Fliehkraftpendel ist insbesondere in einem Kraftfahrzeug einsetzbar, bevorzugt im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Das Fliehkraftpendel ist insbesondere für eine Reduzierung von motorerregten Torsionsschwingungen vorgesehen.
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Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Grö-ßen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
- 1: ein bekanntes Fliehkraftpendel in einer Ansicht entlang der Drehachse, teilweise im Schnitt;
- 2: eine erste Ausführungsvariante eines Fliehkraftpendels, in einer perspektivischen Ansicht, in einer Explosionsdarstellung;
- 3: das Fliehkraftpendel nach 2 in einer Seitenansicht im Schnitt;
- 4: eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels nach 2 und 3, in einer Ansicht entlang der Drehachse;
- 5: ein als erstes Reibelement ausgeführtes Zentrierelement des Fliehkraftpendels nach 2 und 3, in einer perspektivischen Ansicht;
- 6: das Zentrierelement nach 5 in einer Ansicht entlang der Drehachse;
- 7: das Zentrierelement nach 5 und 6 in einer Seitenansicht;
- 8: eine zweite Ausführungsvariante eines Fliehkraftpendels, in einer perspektivischen Ansicht, in einer Explosionsdarstellung; und
- 9: das Fliehkraftpendel nach 8 in einer Seitenansicht im Schnitt.
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1 zeigt ein bekanntes Fliehkraftpendel 1 in einer Ansicht entlang der Drehachse 2, teilweise im Schnitt. Das Fliehkraftpendel 1 mit der Drehachse 2 umfasst einen ersten Flansch 3 und drei Pendelmassen 5. Jede Pendelmasse 5 weist eine Reibhülse 15 auf. Die Pendelmassen 5 werden jeweils über Rollen 17 gegenüber dem ersten Flansch 3 geführt. Die Rollen 17 sind einerseits in ersten Führungen 20 des ersten Flansches 3 und andererseits in zweiten Führungen 21 der Pendelmasse 5 geführt.
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Die Reibeinrichtung des Fliehkraftpendels 1 wird über ein als Wellscheibe ausgebildetes erstes Reibelement 13 ausgebildet, dass über Abstandshalter 22 gegenüber der Drehachse 2 zentriert wird. Die Wellscheibe ist im Paket zwischen den beiden Flanschen 3, 12 (hier nur erster Flansch 3 dargestellt) und den Pendelmassen 5 vernietet, wobei die drei als Abstandshalter 22 vorgesehene Bolzen dabei das Paket-Maß entlang der Drehachse 2 vorgeben. Bei dieser Ausgestaltung mit Wellscheibe ist immer nur ein Teilbereich der Reibeinrichtung im Eingriff mit der Pendelmasse 5 (bzw. mit der Reibhülse 15). Bei der Wellscheibe gibt es Bereiche, die nicht für die Erzeugung von Reibarbeit mit der Reibhülse 15 der Pendelmasse 5 in Berührung kommen. Hysterese bzw. Reibung wird nur erzeugt im Bereich des Schwingwinkels der jeweiligen Pendelmasse 5. Die Wellscheibenkraft, welche zusätzliche Fremdreibung im Fliehkraftpendel 1 erzeugt, ist nicht an jeder Pendelmasse 5 ideal gleich. Es können Hystereseunterschiede zwischen den Pendelmassen 5 auftreten, welche sich auf das dynamische Verhalten des ganzen Fliehkraftpendels 1 auswirken. Diese Hystereseunterschiede können zu Langzeitschäden am Fliehkraftpendel 1, wie z. B. erhöhter Verschleiß an Pendelmassen 5 bzw. Reibhülsen 15, Rollen 17 und Flanschen 3, 12, führen. Die große Dynamik asynchron-schwingender Pendelmassen 5 verursacht zusätzlich eine Unwucht, die sich zusätzlich negativ auf das Fliehkraftpendel 1 und das gesamte Dämpfersystem auswirkt. Bei dynamisch schwingenden Systemen ist eine derartige Unwucht zwingend zu vermeiden.
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2 zeigt eine erste Ausführungsvariante eines Fliehkraftpendels 1, in einer perspektivischen Ansicht, in einer Explosionsdarstellung. 3 zeigt das Fliehkraftpendel 1 nach 2 in einer Seitenansicht im Schnitt. 4 zeigt eine Pendelmasse 5 des Fliehkraftpendels 1 nach 2 und 3, in einer Ansicht entlang der Drehachse 2. 5 zeigt ein als erstes Reibelement 13 ausgeführtes Zentrierelement 11 des Fliehkraftpendels 1 nach 2 und 3, in einer perspektivischen Ansicht. 6 zeigt das Zentrierelement 11 nach 5 in einer Ansicht entlang der Drehachse 2. 7 zeigt das Zentrierelement 11 nach 5 und 6 in einer Seitenansicht. Die 2 bis 7 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
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Das Fliehkraftpendel 1 mit einer Drehachse 2 umfasst einen ersten Flansch 3, einen zweiten Flansch 12, eine Mehrzahl von entlang einer radialen Richtung 4 gegenüber der Drehachse 2 und gegenüber den Flanschen 3, 12 beweglich angeordneten Pendelmassen 5, ein als erstes Reibelement 13 ausgebildetes Zentrierelement 11 sowie ein erstes Verbindungselement 6. Durch die Mehrzahl von Pendelmassen 5 ist im Betrieb des Fliehkraftpendels 1 ein einer Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment erzeugbar. Die Mehrzahl von Pendelmassen 5 sind über das erste Verbindungselement 6 gegenüber einer Umfangsrichtung 7 miteinander fest verbunden.
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Die Pendelmassen 5 sind gegenüber dem ersten Verbindungselement 6 entlang der radialen Richtung 4 beweglich. Jede Pendelmasse 5 kann sich also gegenüber dem ersten Verbindungselement 6 entlang der radialen Richtung 4 auch unabhängig von den anderen Pendelmassen 5 bewegen. Gegenüber der Umfangsrichtung 7 ist eine solche individuelle Bewegung aber nicht möglich. In der Umfangsrichtung 7 wird durch die Verbindung der Pendelmassen 5 miteinander jede Bewegung einer Pendelmasse 5 auf alle anderen Pendelmassen 5 übertragen.
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Jede Pendelmasse 5 ist mit jeweils einer Reibhülse 15 verbunden, wobei jede Reibhülse 15 zumindest teilweise entlang der Drehachse 2 zwischen dem ersten Flansch 3 und der Pendelmasse 5 angeordnet ist und zumindest mit dem ersten Flansch 3 eine Reibpaarung ausbildet. Die Reibhülse 15 ist mit der Pendelmasse 5 so verbunden, dass die Reibhülse 15 und die Pendelmasse sämtliche Bewegungen gemeinsam ausführen.
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Das erste Verbindungselement 6 erstreckt sich ringförmig um die Drehachse 2 und bildet mit jeder Pendelmasse 5 eine gegenüber der Umfangsrichtung 7 formschlüssige Verbindung 8 aus.
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Das erste Verbindungselement 6 weist einen sich entlang der Umfangsrichtung 7 erstreckenden Ringabschnitt 9 und drei sich ausgehend von dem Ringabschnitt 9 zumindest entlang der Drehachse 2 erstreckende Zungen 10 auf. Jede Zunge 10 bildet mit einer Öffnung 23 in der Pendelmasse 5 die formschlüssige Verbindung 8 aus. Die Öffnung 23 erstreckt sich entlang der radialen Richtung 4 in Form eines Langlochs, so dass eine Verlagerung der Pendelmasse 5 entlang der radialen Richtung 4 gegenüber der Zunge 10 bzw. dem ersten Verbindungselement 6 möglich ist.
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Der Ringabschnitt 9 erstreckt sich entlang der Umfangsrichtung 7 und weist entlang der radialen Richtung 4 eine Breite aus. Die Zungen 10 erstrecken sich ausgehend von einer äußeren Umfangsfläche des Ringabschnitts 9 zumindest entlang der Drehachse 2.
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Das erste Verbindungselement 6 weist auf beiden, in Richtung der Drehachse 2 weisenden Seiten Reibflächen auf, die jeweils mit einem korrespondierenden Teil des Fliehkraftpendels 1 die Hysterese des Fliehkraftpendels 1 erzeugen. Die eine Reibfläche ist auf der Seite angeordnet, die von der Pendelmasse 5 weg weist. Diese Reibfläche wirkt mit dem als erstes Reibelement 13 ausgeführten Zentrierelement 11 zusammen. Die auf der anderen Seite des ersten Verbindungselements 1 angeordnete Reibfläche wirkt mit der Reibhülse 15 der Pendelmasse 5 zusammen.
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Das erste Verbindungselement 6 ist über das Zentrierelement 11 in einer koaxialen Lage zur Drehachse 2 angeordnet. Das Zentrierelement 11 ist ringförmig ausgeführt und über Vorsprünge 18, die mit Fenstern 19 am zweiten Flansch 12 zusammenwirken, drehfest mit dem zweiten Flansch 12 verbunden. Das Zentrierelement 11 bildet das Teil des Fliehkraftpendels 1, mit dem die Reibfläche des ersten Verbindungselements 6 über die gesamte Erstreckung entlang der Umfangsrichtung 7 zusammenwirkt.
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Das Zentrierelement 11 weist einen Absatz 24 auf, über den das erste Verbindungselement 6 gegenüber der radialen Richtung 4 und gegenüber der Drehachse 2 zentrierbar ist.
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Das erste Verbindungselement 6 ist als Tellerfeder ausgebildet und übt eine parallel zu der Drehachse 2 wirkende Kraft auf die Pendelmassen 5 bzw. auf das Zentrierelement 11 aus und spannt damit die Pendelmassen 5 gegenüber dem ersten Flansch 3 vor.
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Das erste Verbindungselement 6 bildet mit der Reibfläche des Zentrierelements 11 einen flächigen und in der Umfangsrichtung 7 umlaufenden Kontakt aus. Dadurch das die Reibfläche des als Tellerfeder ausgeführten ersten Verbindungselements 6 flächig auf dem damit zusammenwirkenden Teil, hier das Zentrierelement 11, aufliegt, kann über einen Winkelbereich von 360 Winkelgrad (also in der Umfangsrichtung 7 umlaufend) ein Kontakt der Bauteile 6, 11 miteinander gewährleistet und damit eine gleichmäßige Hysterese an jeder Pendelmasse 5 erzeugt werden.
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8 zeigt eine zweite Ausführungsvariante eines Fliehkraftpendels 1, in einer perspektivischen Ansicht, in einer Explosionsdarstellung. 9 zeigt das Fliehkraftpendel 1 nach 8 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die 8 und 9 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu 2 bis 7 wird Bezug genommen.
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Das Fliehkraftpendel 1 mit einer Drehachse 2 umfasst einen ersten Flansch 3, einen zweiten Flansch 12 sowie eine Mehrzahl von entlang einer radialen Richtung 4 gegenüber der Drehachse 2 und gegenüber den Flanschen 3, 12 beweglich angeordneten Pendelmassen 5. Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante weist das Fliehkraftpendel 1 gemäß der zweiten Ausführungsvariante zusätzlich ein als Zentrierelement 11 ausgeführtes zweites Reibelement 14 sowie ein zweites Verbindungselement 16 auf. Eine Reibhülse 15 für die Pendelmasse 5 ist hier nicht vorgesehen.
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Entlang der Drehachse 2 ist zwischen dem ersten Flansch 3 und der Mehrzahl von Pendelmassen 5 das erste Verbindungselement 6 und zwischen dem zweiten Flansch 12 und der Mehrzahl von Pendelmassen 5 ein zweites Verbindungselement 16 angeordnet. Weiter ist entlang der Drehachse 2 zwischen dem ersten Verbindungselement 6 und dem ersten Flansch 3 ein ringförmiges erstes Reibelement 13 und zwischen dem zweiten Verbindungselement 16 und dem zweiten Flansch 12 ein ringförmiges zweites Reibelement 14 angeordnet. Jedes Reibelement 13, 14 ist als Zentrierelement 11 ausgebildet und mit dem jeweils benachbart angeordneten Flansch 3, 12 über Vorsprünge 18 drehfest verbunden und gegenüber der Drehachse 2 zentriert angeordnet: Jedes Reibelement 13, 14 bildet mit dem jeweils benachbart angeordneten Verbindungselement 6, 16 eine Reibpaarung aus.
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Auch das zweite Reibelement 14 bildet ebenfalls das Zentrierelement 11, über das das zweite Verbindungselement 16 gegenüber der Drehachse 2 und gegenüber der radialen Richtung 4 zentriert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendel
- 2
- Drehachse
- 3
- erster Flansch
- 4
- radiale Richtung
- 5
- Pendelmasse
- 6
- erstes Verbindungselement
- 7
- Umfangsrichtung
- 8
- formschlüssige Verbindung
- 9
- Ringabschnitt
- 10
- Zunge
- 11
- Zentrierelement
- 12
- zweiter Flansch
- 13
- erstes Reibelement
- 14
- zweites Reibelement
- 15
- Reibhülse
- 16
- zweites Verbindungselement
- 17
- Rolle
- 18
- Vorsprung
- 19
- Fenster
- 20
- erste Führung
- 21
- zweite Führung
- 22
- Abstandshalter
- 23
- Öffnung
- 24
- Absatz