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Title:
OPTIMIZED ARRANGEMENT OF THE PENDULUM MASSES OF A CENTRIFUGAL PENDULUM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/162004
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a centrifugal pendulum (21) of a torsional vibration damper, which contains a dual-mass flywheel (1), of a powertrain of an internal combustion engine-driven vehicle. Bow springs (6, 7) of the dual-mass flywheel (1) are operatively connected to flange blades (10) of at least one support flange (9). The support flange (9) is paired with least two adjustable pendulum masses (22 - 25) which move relative to the support flange (9) in the event of an occurring rotational irregularity under the effect of the centrifugal force. The pendulum masses (22 - 25) can be adjusted in connection with pendulum rollers (14) which are guided in roller tracks (15, 16) of the pendulum masses (22 - 25) and of the support flange (9), said tracks running opposite one another. The pendulum masses (22 - 25) are positioned on the support flange (9) in an offset manner relative to the flange blades (10).

Inventors:
BOSSE MICHAEL (DE)
MENDE HARTMUT (DE)
Application Number:
PCT/DE2018/100196
Publication Date:
September 13, 2018
Filing Date:
March 05, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16F15/14
Domestic Patent References:
WO2017010130A12017-01-19
Foreign References:
DE102012221103A12014-05-22
DE102011085106A12013-02-28
DE102014217474A12016-03-03
DE102014213964A12015-02-12
EP2667050A12013-11-27
DE102015016635A12016-06-23
DE102015205500A12016-09-29
DE102014220927A12016-04-21
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Claims:
Patentansprüche

Fliehkraftpendel eines ein Zweimassenschwungrad (1 ) einschließenden Drehschwingungsdämpfers von einem Antriebsstrang eines brennkraftmaschinen- getriebenen Fahrzeugs, wobei Bogenfedern (6, 7) des Zweimassenschwungrades (1 ) mit Flanschflügeln (10) von zumindest einem Trägerflansch (9) in Wirkverbindung stehen und dem Trägerflansch (9) wenigstens zwei Pendelmassen (12, 13; 22 - 25) zugeordnet sind, die bei einer im Antriebsstrang auftretenden Drehungleichförmigkeit unter Fliehkrafteinwirkung eine Relativbewegung zu dem Trägerflansch (9) ausführen, wobei die Pendelmassen (12, 13; 22 - 25) in Verbindung mit Pendelrollen (14) verstellbar sind, die in entgegengesetzt zueinander verlaufenden Rollenbahnen (15, 16) der Pendelmassen (12, 13; 22 - 25) und des Trägerflansches (9) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmassen (22 - 25) versetzt zu den Flanschflügeln (10) an dem Trägerflansch (9) positioniert sind.

Fliehkraftpendel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jede Pendelmasse (22 - 25) gegenüber einem Flanschflügel (10) mit einem Winkelversatz α von 35 - 55° zwischen einer Mitte der Pendelmasse (22 - 25) und einer Mitte des Flanschflügels (10) versetzt ist.

Fliehkraftpendel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Pendelmasse (22 - 25) aus zwei einzelnen miteinander verbundenen Massen besteht, wobei beidseitig vom Trägerflansch (9) jeweils eine Masse angeordnet ist.

Fliehkraftpendel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei eine Pendelmasse (22 - 25) bildenden Massen über Abstandsnieten (26) verbunden sind, wobei die Abstandsnieten (26) durch Ausnehmungen (27) von dem Trägerflansch (9) spielbehaftet geführt sind.

5. Fliehkraftpendel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsnieten (26) der Pendelmassen (22 - 25) mit einer elastischen Manschette (28) umschlossen sind.

6. Fliehkraftpendel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Pendelmassen (12, 13; 22 - 25) über Koppelfedern (17, 18) elastisch verbunden sind.

7. Fliehkraftpendel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerflansch (9) in einem Doppelflanschdesign ausgeführt ist.

Description:
Optimierte Anordnung der Pendelmassen eines Fliehkraftpendels

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel eines ein Zweimassenschwungrad einschließenden Drehschwingungsdämpfers von einem Antriebsstrang eines brennkraft- maschinengetriebenen Fahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 .

Der derartiger, ein Zweimassenschwungrad (ZMS) einschließender Drehschwingungsdämpfer umfasst ein mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundenes Eingangsteil oder Primärschwungrad und ein Ausgangsteil bzw. Sekundärschwung- rad, das beispielsweise einem Getriebe zugeordnet ist. Die beiden entkoppelten

Schwungmassen sind über ein Bogenfedern einschließendes Federdämpfungssystem miteinander verbunden und gegeneinander verdrehbar gelagert. Die Bogenfedern sind in einem dem Primärschwungrad zugeordneten Federkanal in Gleitschalen geführt, wobei eine Fettfüllung die Reibung zwischen Bogenfeder und Gleitschale verrin- gert. Ein an dem Sekundärschwungrad befestigter Trägerflansch greift mittels radial nach außen gerichteter Flanschflügel zwischen die Bogenfedern. Der Trägerflansch ist zur Bildung eines Fliehkraftpendels zur Aufnahme von Pendelmassen vorgesehen, um die Schwingungsenergie bzw. die Schwingungsamplitude zu dämpfen oder zu tilgen, indem sich Pendelmassen des Fliehkraftpendels gegenläufig zu den zu tilgenden Drehschwingungen schwingen. Die DE 10 2015 205 500 A1 offenbart einen derartigen, zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Brennkraftmaschine eingesetzten Drehschwingungsdämpfer.

Aus der DE 10 2014 220 927 A1 ist ein Fliehkraftpendel bekannt, bei dem einem Trä- ger- oder Pendelflansch über den Umfang verteilt Pendelmassen zugeordnet sind, die in einer Drehebene pendelnd an dem Trägerflansch aufgehängt sind. Eine Verstellung der Pendelmassen gegenüber dem Pendelflansch ermöglichen Rollen oder Wälzrollen, die auf zueinander entgegengesetzten gekrümmten Laufbahnen von dem Trägerflansch und den Pendelmassen abwälzen und geführt sind. Übereinstimmend sind die Pendelmassen des Fliehkraftpendels so positioniert, dass diese die Flanschflügel von dem Trägerflansch überdecken. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fliehkraftpendel mittels einer einfachen und kostengünstigen Maßnahme strukturell und/oder funktional zu verbessern, um den Verschleiß zu reduzieren und die Lebensdauer zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch ein Fliehkraftpendel nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die verstellbaren Pendelmassen versetzt zu den Flanschflügeln an dem Trägerflansch positioniert sind.

Durch den gezielten Versatz bzw. die Verdrehung der Pendelmassen des Fliehkraftpendels gegenüber den Flanschflügeln kann vorteilhaft ein weitestgehend ähnlicher oder übereinstimmender Abstand zu den Lagepositionen der Flanschflügel realisiert werden.

Bei bekannten Fliehkraftpendeln mit vier Pendelmassen und einem Trägerflansch mit zwei Flanschflügeln sind die Pendelmassen so angebracht, dass die Rollenbahnen der Pendelrollen von zwei Pendelmassen unterhalb der Flanschflügel positioniert sind. Die weiteren zwei Pendelmassen sind um 90° versetzt zu den Flanschflügeln dem Trägerflansch zugeordnet. Im Bereich der Flanschflügel werden insbesondere während der Start- und Stoppphase der Brennkraftmaschine die Rollenbahnen deutlich besser mit Fett aus dem Federdämpfer benetzt als die um 90° zu den Flanschflügeln versetzten Rollenbahnen. Folglich entstehen nachteilig unterschiedliche Verschleißra- ten an den Pendelrollen und den zugehörigen Rollenbahnen in den Pendelmassen sowie vom Trägerflansch.

Im Vergleich dazu werden bei dem erfindungsgemäßen Konzept, einer gegenüber den Flanschflügeln versetzten Lage der Pendelmassen, alle Rollenbahnen weitestge- hend gleichmäßig mit Fett beaufschlagt. Diese Pendelmassenposition nutzt die sich im Betriebszustand einstellende größere Fettverdrängung im Bereich der Flanschflügel, die sich bei Stellbewegungen zwischen dem Trägerflansch und der Bogenfeder aufgrund der Bogenfedertorsion einstellt.

Durch diese einfache und kostengünstig darstellbare erfindungsgemäße Maßnahme stellt sich eine Position der Rollenbahnen ein, die möglichst nah mit einem ähnlichen Abstand zu den Flanschflügeln angeordnet sind. Damit wird eine verbesserte, gleichmäßige Schmierung bzw. Befettung der auch als Pendelbahnen bezeichneten Rollenbahnen für die Pendelrollen bzw. Wälzrollen erreicht, über die eine Verstellung der Pendelmassen erfolgt. Die optimierte Schmierung zwischen den relativ zueinander verstellbaren Bauteilen bzw. Flächen gewährleistet einen deutlich reduzierten Verschleiß, verbunden mit einer gewünschten erhöhten Lebensdauer.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass alle Pendelmassen des Fliehkraftpendels gegenüber den Flanschflügeln mit einem übereinstimmenden Versatz positioniert sind. Bevorzugt ist dazu jeweils ein Winkelversatz α von 35 - 55° zwischen den Flanschflügeln und einer Mitte jeder Pendelmasse vorgesehen. Mit dieser Lage der Pendelmassen stellt sich eine optimale Einbaulage für die Pendelmassen ein, zur Erzielung einer vorteilhaften gleichmäßigen Schmierung bzw. Befettung der Rollenbahnen verbunden mit deutlich reduzierten Verschleißwerten.

Das erfindungsgemäße Konzept kann bevorzugt auf Fliehkraftpendel übertragen werden, deren Pendelmassen aus zwei einzelnen, starr miteinander verbundenen Mas- sen besteht, wobei beidseitig vom Trägerflansch jeweils eine Masse angeordnet ist. Zwei jeweils eine Pendelmasse bildende Massen sind dazu über Abstandsnieten, Verbindungsstifte oder Stufennieten verbunden, für die freistellende Ausnehmungen im Trägerflansch vorgesehen sind. Die Abstandsnieten können gleichzeitig genutzt werden, um die Verschwenkbewegung der Pendelmassen gegenüber dem Träger- flansch zu begrenzen. Zur Vermeidung einer nachteiligen Geräuschentwicklung bietet es sich an, beispielsweise die Abstandsnieten mit einer elastischen Manschette zu versehen, zur Darstellung eines Anschlagpuffers. Ferner ist das erfindungsgemäße Prinzip für Fliehkraftpendel geeignet, um benachbarte Pendelmassen elastisch zu koppeln. Bevorzugt eignen sich dazu als Druckfedern ausgeführte, zwischen den Pendelmassen eingesetzte Koppelfedern.

Die erfindungsgemäße, gegenüber den Flanschflügeln versetzte Anordnung der Pendelmassen kann weiterhin auf Fliehkraftpendel übertragen werden, die einen im Doppelflanschdesign gestalteten Trägerflansch aufweisen. Dabei sind die Pendelmassen umfangsverteilt innerhalb von dem Doppelflansch verstellbar eingebracht.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie den beigefügten Figuren. Dabei zeigen:

Fig. 1 : in einer Vorderansicht ein Zweimassenschwungrad mit Fliehkraftpendel einer bekannten Ausführung;

Fig. 2: ein Fliehkraftpendel mit einer erfindungsgemäßen Anordnung der

Pendelmassen.

Die Fig. 1 zeigt in einer Vorderansicht den Aufbau eines bekannten Zweimassenschwungrades 1 , das in einem Antriebsstrang von einem brennkraftmaschinengetrie- benen Kraftfahrzeug (nicht gezeigt) zwischen einer Brennkraftmaschine und einer Reibungskupplung angeordnet ist, um Drehschwingungen zu reduzieren. Das Zwei- massenschwungrad 1 , auch Drehschwingungsdämpfer genannt, weist ein Primärschwungrad 2 oder Eingangsteil sowie ein Sekundärschwungrad 3 oder Ausgangsteil auf. Die Schwungräder 2, 3 sind um eine gemeinsame Drehachse 4 drehbar und relativ zueinander begrenzt verdrehbar. Zwischen dem Primärschwungrad 2 und dem Sekundärschwungrad 3 ist eine Federdämpfereinrichtung 5 wirksam, die Bogenfedern 6, 7 sowie eine Reibeinrichtung einschließt. Zur Darstellung einer stufigen Federkennlinie ist jeder Bogenfeder 6, 7 eine innere Bogenfeder zugeordnet. Das Primär- schwungrad 2 umfasst einen Flanschabschnitt und einen Deckelabschnitt, die fest miteinander verbunden sind und die gemeinsam eine Gleitschalen einschließende Aufnahme 8 für die Bogenfedern 6, 7 bilden. Durchstellungen (nicht gezeigt), die in die Aufnahme 8 ragen, bilden eingangsseitige Abstützabschnitte für die Bogenfedern 6, 7. Ein fest mit dem Sekundärschwungrad 3 verbundener Trägerflansch 9 umfasst zwei radial nach außen gerichtete, um 180° zueinander versetzte, in die Aufnahme 8 ragende Flanschflügel 10, die ausgangsseitige Abstützabschnitte für die Bogenfedern 6, 7 bilden. Somit sind die Bogenfedern 6, 7 einerseits mittelbar an dem Primärschwungrad 2 und andererseits mittelbar an dem Sekundärschwungrad 3 abgestützt, sodass bei einem Verdrehen der Schwungräder 2, 3 relativ zueinander eine Kraft der Bogenfedern 6, 7 wirkt. Dem Trägerflansch 9 ist ein Fliehkraftpendel 1 1 zugeordnet, an dem Pendelmassen 12, 13 unter Fliehkrafteinwirkung verlagerbar angeordnet sind. Dazu sind Pendelrollen 14 eingesetzt, die entlang von zueinander entgegengesetzt verlaufenden Rollenbahnen 15, 16 geführt sind. Die Anordnung der Pendelmassen 12, 13 des Fliehkraftpendels 1 1 sieht vor, dass diese jeweils die Flanschflügel 10 des Trägerflansches 9 überdecken. Dabei sind die Pendelmassen 12, 13 miteinander über Koppelfedern 17, 18 elastisch verbunden, zur Vermeidung einer Geräuschentwicklung, insbesondere in der Start- und Stoppphase der Brennkraftmaschine. Das Fliehkraftpendel 1 1 ermöglicht im Betriebszustand bei einer auftretenden Drehungleichförmig- keit im Antriebsstrang eine Relativbewegung der Pendelmassen 12, 13 gegenüber dem Trägerflansch 9.

In Fig. 2 sind abweichend zu Fig. 1 die Pendelmassen 22 - 25 in unterschiedlichen Lagepositionen zu dem Trägerflansch 9 gezeigt, wobei übereinstimmende Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich weitestgehend auf Unterscheidungsmerkmale.

Die Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Fliehkraftpendel 21 als Einzelteil, das vier Pendelmassen 22 - 25 umfasst. Jede Pendelmasse 22 - 25 wird dabei von zwei axial beabstandeten, jeweils einer Seite von dem Trägerflansch 9 zugeordneten, über Abstandsnieten 26 fest verbundene einzelne Massen gebildet. Die Abstandsnieten 26 sind dabei durch Ausnehmungen 27 im Trägerflansch 9 geführt, deren Größe den Stellbewegungen der Pendelmassen 22 - 25 angepasst ist. Über die Abstandsnieten 26 in Verbindung mit den Ausnehmungen 27 im Trägerflansch 9 kann gleichzeitig die maximale Verstellung der Pendelmassen 22 - 25 bestimmt werden. Zur Vermeidung einer Geräuschentwicklung bei Erreichen des Endanschlags in der Ausnehmung 27 sind die Abstandsnieten 26 von einer elastischen Manschette 28 umschlossen. Die Pendelmassen 22 - 25 sind so angeordnet, dass sich jeweils ein Winkelversatz α von 45° zwischen den Flanschflügeln 10 und einer Mitte jeder Pendelmasse 22 - 25 einstellt. Bei dieser gegenüber den Flanschflügeln 10 versetzten Lage der Pendelmassen 22 - 25 wird eine Überdeckung der Flanschflügel 10 vermieden, wodurch sicherge- stellt ist, dass alle Rollenbahnen 15, 16 für die Pendelrollen 14 gleichmäßig und ausreichend mit Fett beaufschlagt werden.

Bezuqszeichenliste Zweimassenschwungrad

Primärschwungrad

Sekundärschwungrad

Drehachse

Federdämpfungseinrichtung

Bogenfeder

Bogenfeder

Aufnahme

Trägerflansch

Flanschflügel

Fliehkraftpendel

Pendelmasse

Pendelmasse

Pendelrolle

Rollenbahn

Rollenbahn

Koppelfeder

Koppelfeder

Fliehkraftpendel

Pendelmasse

Pendelmasse

Pendelmasse

Pendelmasse

Abstandsniete

Ausnehmung

Manschette

Winkelversatz der Pendelmasse