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Title:
SPACER BOLT FOR A CENTRIFUGAL FORCE PENDULUM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/224079
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a spacer bolt (10) for axially mutually spacing two pendulum masses of a centrifugal force pendulum, the spacer bolt being provided with a spacer body (12) which can be positioned in a slotted hole of a carrier flange in order to guide the pendulum masses such that they can swing, a first connecting stem (20) projecting from the first axial side (14) for connecting to the first pendulum mass and a second connecting stem (22) projecting from the second axial side (16) for connecting to the second pendulum mass, wherein an outer surface of the spacer body (12) and at least one part of an outer lateral surface of the first connecting stem (20), which joins onto the spacer body (12), and/or at least one part of an outer lateral surface of the second connecting stem (22), which joins onto the spacer body (12), are hardened. The hardening in the transition region between the spacer body (12) and the connecting stem (20, 22) prevents a discontinuity in the material characteristics which amplifies the notch effect, thus allowing the production of a robust centrifugal force pendulum that is highly durable.

Inventors:
MENDE HARTMUT (DE)
Application Number:
DE2018/100442
Publication Date:
December 13, 2018
Filing Date:
May 09, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16F15/14
Foreign References:
DE102014218621A12015-04-23
DE102014223889A12016-05-25
EP2636923A22013-09-11
DE102012212734A12014-01-23
DE102014216297A12016-02-18
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Claims:
Patentansprüche

1 . Abstandsbolzen zur axial beabstandeten Positionierung von zwei Pendelmas- sen eines Fliehkraftpendels, mit einem in einem Langloch eines Trägerflanschs zum pendelbaren Führen der Pendelmassen positionierbaren Abstandskörper (12), wobei der Abstandskörper (12) eine erste Axialseite (14) zum axialen Anliegen an einer ersten Pendelmasse und eine von der ersten Axialseite (14) wegweisende zweite Axialseite (16) zum axialen Anliegen an einer zweiten Pendelmasse aufweist, einem von der ersten Axialseite (14) abstehenden ersten Verbindungsschaft (20) zum Verbinden mit der ersten Pendelmasse und einem von der zweiten Axialseite (16) abstehenden zweiten Verbindungsschaft (22) zum Verbinden mit der zweiten Pendelmasse, wobei eine Außenseite des Abstandskörpers (12) sowie zumindest ein sich an dem Abstandskörper (12) anschließender Teil einer äußeren Mantelfläche des ersten Verbindungsschafts (20) und/oder zumindest ein sich an dem Abstandskörper (12) anschließender Teil einer äußeren Mantelfläche des zweiten Verbindungsschafts (22) gehärtet sind.

2. Abstandsbolzen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Außenseite des Abstandskörpers (12) sowie die gesamte äußere Mantelfläche des ersten Verbindungsschafts (20) und die gesamte äußere Mantelfläche des zweiten Verbindungsschafts (22) gehärtet sind.

3. Abstandsbolzen nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsschaft (20) und/oder der zweite Verbindungsschaft (22) eine stirnseitige Vertiefung (26), insbesondere zur Ausbildung eines hohlzylindrischen Schaftendes (24), aufweist.

4. Abstandsbolzen nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaftende (24) des ersten Verbindungsschafts (20) und/oder des zweiten Verbindungsschafts (22) durch die Vertiefung (26) zur Ausbildung eines Schließkopfes einer Nietverbindung durch plastische Verformung des Schaftendes (24) ausgestaltet ist.

5. Abstandsbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die gehärteten Oberflächen eine Brinellhärte von einschließlich

145 HBW 2,5/187,5 bis einschließlich 190 HBW 2,5/187,5 aufweisen.

6. Abstandsbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die gehärteten Oberflächen eine Entkohlungstiefe t von t < 0,01 mm aufweisen.

7. Abstandsbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Material des Abstandskörpers (12), des ersten Schaftendes (20) und des zweiten Schaftendes (22) gehärtet ist.

8. Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten mit einem um eine Drehachse drehbaren und mit der Antriebswelle koppelbaren Trägerflansch, einer relativ zu dem Trägerflansch, insbesondere über Pendelbahnen, pendelbar geführten ersten Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments, einer relativ zu dem Trägerflansch, insbesondere über Pendelbahnen, pendelbar geführten zweiten Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments, wobei der Trägerflansch in axialer Richtung zwischen der ersten Pendelmasse und der zweiten Pendelmasse angeordnet ist, und einem durch ein Langloch des Trägerflanschs hindurchgeführten und mit der ersten Pendelmasse und mit der zweiten Pendelmasse verbundenen Abstandsbolzen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

9. Fliehkraftpendel nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Pendelmasse an der ersten Axialseite (14) des Abstandskörpers (12) und die zweite Pendelmasse an der zweiten Axialseite (16) des Abstandskörpers (12) axial anliegen, wobei ein Schaftende (24) des ersten Verbindungsschafts (20) an der vom Abstandskörper (12) wegweisenden Axialseite von der ersten Pendelmasse absteht und/oder ein Schaftende (24) des zweiten Verbindungsschafts (22) an der vom Abstandskörper (12) wegweisenden Axialseite von der zweiten Pendelmasse absteht.

10. Fliehkraftpendel nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Pendelmasse durch eine plastische Verformung von Material eines Schaftendes (24) des ersten Verbindungsschafts (20) von radial innen nach radial außen mit dem Abstandsbolzen (10) vernietet ist und/oder die zweite Pendelmasse durch eine plastische Verformung von Material eines Schaftendes (24) des zweiten Verbindungsschafts (22) von radial innen nach radial außen mit dem Abstandsbolzen (10) vernietet ist.

Description:
Abstandsbolzen für ein Fliehkraftpendel

Die Erfindung betrifft einen Abstandsbolzen für ein Fliehkraftpendel, mit dessen Hilfe zwei Pendelmassen eines Fliehkraftpendels zueinander beabstandet an unterschiedlichen Axialseiten eines die Pendelmasse pendelbar führenden Trägerflanschs positioniert werden können. Beispielsweise aus DE 10 2014 216 297 A1 ist ein Fliehkraftpendel bekannt, bei dem eine über in entsprechenden Laufbahnen geführte Laufrollen relativ zu einem Trägerflansch verlagerbare Pendelmasse vorgesehen ist, die bei einer Drehzahlschwankung ein der Drehzahlschwankung entgegen gerichtetes Rückstellmoment zur Dämpfung der Drehzahlschwankung erzeugen kann. Der Trägerflansch ist in axialer Richtung zwischen zwei Pendelmassen angeordnet, die über einen durch ein Langloch des Trägerflanschs hindurchgeführten Abstandsbolzen miteinander verbunden sind.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis die Haltbarkeit von Fliehkraftpendeln zu verbessern.

Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die ein Fliehkraftpendel mit einer guten Haltbarkeit ermöglichen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Abstandsbolzen mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.

Erfindungsgemäß ist ein Abstandsbolzen zur axial beabstandeten Positionierung von zwei Pendelmassen eines Fliehkraftpendels vorgesehen mit einem in einem Langloch eines Trägerflanschs zum pendelbaren Führen der Pendelmassen positionierbaren Abstandskörper, wobei der Abstandskörper eine erste Axialseite zum axialen Anliegen an einer ersten Pendelmasse und eine von der ersten Axialseite wegweisende zweite Axialseite zum axialen Anliegen an einer zweiten Pendelmasse aufweist, einem von der ersten Axialseite abstehenden ersten Verbindungsschaft zum Verbinden mit der ersten Pendelmasse und einem von der zweiten Axialseite abstehenden zweiten Ver- bindungsschaft zum Verbinden mit der zweiten Pendelmasse, wobei eine Außenseite des Abstandskörpers sowie zumindest ein sich an dem Abstandskörper anschließender Teil einer äußeren Mantelfläche des ersten Verbindungsschafts und/oder zumindest ein sich an dem Abstandskörper anschließender Teil einer äußeren Mantelfläche des zweiten Verbindungsschafts gehärtet sind.

Die Verbindungsschäfte können einen geringeren Durchmesser als der Abstandskörper aufweisen, damit der Abstandskörper seine Axialseiten ausbilden kann, an denen die Pendelmassen auf einem definierten Abstand zueinander anliegen können.

Dadurch ergibt sich an der Übergangsstelle zwischen dem Abstandskörper und dem jeweiligen Verbindungsschaft ein Durchmessersprung, der zu einem in axialer Richtung gestuften Verlauf mit Kerbwirkungseffekten führt. Zudem ist der Abstandskörper im montierten Zustand in einem Langloch des Trägerflanschs des Fliehkraftpendels aufgenommen, so dass es zur Vermeidung von Verschleiß sinnvoll ist die radial äußere Mantelfläche des Abstandskörpers, die in Kontakt mit dem das Langloch ausbil- dende Material des Trägerflanschs kommen kann, zu härten. Für die Verbindungsschäfte sind im Gegensatz zum Abstandskörper weiche Materialeigenschaften wünschenswert, damit die Verbindungsschäfte mit der jeweils zugeordneten Pendelmasse vernietet werden können. Ein harter Abstandskörper, von dem weiche Verbindungsschäfte abstehen, würde jedoch den Kerbwirkungseffekt an der Übergangsstelle zwi- sehen dem Abstandskörper und Verbindungsschäften aufgrund eines Sprungs in den Materialeigenschaften verstärken. Dadurch, dass auch der Verbindungsschaft zumindest im für den Kerbwirkungseffekt relevanten Übergangsbereich zwischen dem Abstandskörper und dem Verbindungsschaft gehärtet ausgeführt ist, kann ein durch eine Änderung der Materialeigenschaften verursachter Kerbwirkungseffekt reduziert oder sogar ganz vermieden werden. Insbesondere sind der Abstandskörper und der Verbindungsschaft im gehärteten Bereich im Wesentlichen identisch gehärtet und/oder weisen im Wesentlichen identische Materialeigenschaften auf. An dem von dem Abstandskörper weg weisenden Schaftende des Verbindungsschafts kann durch geeignete Maßnahmen eine ausreichende plastische Verformbarkeit vorgesehen sein, so dass ein Vernieten der zugeordneten Pendelmasse mit dem Verbindungsschaft weiterhin möglich bleibt. Eine Beeinträchtigung der Verbindungsmöglichkeit der Pendelmasse mit dem Verbindungsschaft kann vermieden sein. Durch den reduzierten Kerbwirkungseffekt ist eine Schwachstelle in der Festigkeit des Abstandsbolzens zu- mindest teilweise entschärft, so dass der Abstandsbolzen haltbarer und robuster ausgestaltet ist. Insbesondere kann der Abstandsbolzen dadurch so hart ausgeführt sein, dass die Festigkeit des Abstandskörpers ausreicht zur Begrenzung eines maximalen Schwingwinkels der Pendelmasse relativ zum Trägerflansch an einem Bahnende des Langlochs des Trägerflanschs anschlagen zu können ohne ein Bauteilversagen an der Übergangsstelle zwischen dem Abstandskörper und dem Verbindungsschaft befürchten zu müssen. Durch das Härten in dem Übergangsbereich zwischen dem Abstandskörper und dem Verbindungsschaft ist ein den Kerbwirkungseffekt verstärkender Sprung in den Materialeigenschaften vermieden, so dass ein robustes Fliehkraftpendel mit einer guten Haltbarkeit ermöglicht ist, um ein plastisches Verformen der Verbindungsschäfte an ihren Schaftenden zu erleichtern.

Das Härten kann beispielsweise durch eine Wärmebehandlung des Abstandsbolzens erreicht werden. Hierzu kann insbesondere der erwärmte Abstandsbolzen durch Abschrecken abgekühlt werden. Vorzugsweise erfolgt nach dem Härten ein Anlassen, so dass die gehärteten Bereiche vergütet ausgestaltet sein können. Es ist möglich eine reine Oberflächenhärtung, beispielsweise durch Nitrieren, vorzusehen oder das gesamte Material in den gehärteten Bereichen durchzuhärten. Insbesondere ist sowohl eine radial äußere Mantelfläche des Abstandskörpers als auch die erste Axialseite und die zweite Axialseite des Abstandskörpers gehärtet, wobei insbesondere die je- weilige gehärtete Axialseite des Abstandskörpers in eine gehärtete radial äußere Mantelfläche des zugeordneten Verbindungsschafts mit im Wesentlichen gleichen Materialeigenschaften übergehen kann. Der Abstandskörper und die Verbindungsschäfte sind insbesondere einstückig ausgestaltet, wobei gegebenenfalls nur Teilbereiche der Verbindungsschäfte gehärtet sind. In einer Ausführungsform ist es grundsätzlich mög- lieh, dass der Verbindungsschaft an seinem vom Abstandskörper weg weisenden Schaftende ungehärtet und/oder geringer als der Abstandskörper gehärtet ist.

Insbesondere sind die gesamte Außenseite des Abstandskörpers sowie die gesamte äußere Mantelfläche des ersten Verbindungsschafts und die gesamte äußere Mantel- fläche des zweiten Verbindungsschafts gehärtet. Dadurch können sich im Wesentlichen gleichbleibende Materialeigenschaften zumindest an der Außenseite des Abstandsbolzens einstellen, so dass kerbwirkungsähnliche Schwachstellen durch einen Sprung in den Materialeigenschaften vermieden werden können.

Vorzugsweise weist der erste Verbindungsschaft und/oder der zweite Verbindungsschaft eine stirnseitige Vertiefung, insbesondere zur Ausbildung eines hohlzylindrischen Schaftendes, auf. Die Vertiefung ist insbesondere als Sacklochbohrung ausgestaltet. Vorzugsweise wird die Vertiefung zeitlich vor einem Härteprozess erzeugt. Die Vertiefung kann genutzt werden, um mit Hilfe des insbesondere gehärteten Schaftendes eine Verbindung mit der zugeordneten Pendelmasse herbeizuführen. Beispielsweise kann in der Vertiefung ein Innengewinde vorgesehen sein, um durch eine eingeschraubte Schraube die Pendelmasse zwischen dem Abstandskörper und einem Schraubenkopf der Schraube in einer axial genau definierten Position zu befestigen.

Besonders bevorzugt ist ein Schaftende des ersten Verbindungsschafts und/oder des zweiten Verbindungsschafts durch die Vertiefung zur Ausbildung eines Schließkopfes einer Nietverbindung durch plastische Verformung des Schaftendes ausgestaltet. Durch die Vertiefung kann eine so geringe Wandstärke am Schaftende ausgebildet sein, dass das Schaftende auch im gehärteten Zustand noch plastisch verformt werden kann. Beispielsweise kann ein kegeliges Werkzeug in die vorzugsweise koaxial in dem Schaftende vorgesehene Vertiefung eingepresst werden, so dass das Werkzeug Material des Schaftendes nach radial außen plastisch verformen kann. Das nach radial außen verformte Material des Schaftendes kann dadurch einen Schließkopf einer Nietverbindung ausbilden. Das Schaftende kann dadurch zu einem Teil ausgestülpt werden. Insbesondere kann das Werkzeug einen Anschlag aufweisen, der das nach radial außen verformte Material in axialer Richtung auf die Pendelmasse zu drückt, so dass ein axiales Spiel der Pendelmasse auf dem Verbindungsschaft minimiert werden kann.

Insbesondere weisen die gehärteten Oberflächen eine Brinellhärte von einschließlich 145 HBW 2,5/187,5 bis einschließlich 190 HBW 2,5/187,5 auf. Bei dieser Härte ist ein geringer Verschleiß zu erwarten. Zudem ist noch eine plastische Verformung der Schaftenden der Verbindungsschäfte möglich. Vorzugsweise weisen die gehärteten Oberflächen eine Entkohlungstiefe t von t < 0,01 mm auf. Bei einer derartigen Entkohlungstiefe kann ein kostengünstiges Härten erfolgen, wobei gleichzeitig die gewünschten mechanischen Eigenschaften nicht signifikant beeinträchtigt sind.

Besonders bevorzugt ist das gesamte Material des Abstandskörpers, des ersten Schaftendes und des zweiten Schaftendes gehärtet. Dadurch sind auch in radialer Richtung im Wesentlichen keine Sprünge in den Materialeigenschaften vorhanden. Die Festigkeit und die Robustheit des Abstandsbolzens ist dadurch erhöht.

Die Erfindung betrifft ferner ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten mit einem um eine Drehachse drehbaren und mit der Antriebswelle koppelbaren Trägerflansch, einer relativ zu dem Trägerflansch, insbesondere über Pendelbahnen, pendelbar geführten ersten Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmig- keit entgegen gerichteten Rückstellmoments, einer relativ zu dem Trägerflansch, insbesondere über Pendelbahnen, pendelbar geführten zweiten Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments, wobei der Trägerflansch in axialer Richtung zwischen der ersten Pendelmasse und der zweiten Pendelmasse angeordnet ist, und einem durch ein Langloch des Träger- flanschs hindurchgeführten und mit der ersten Pendelmasse und mit der zweiten Pendelmasse verbundenen Abstandsbolzen, der wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Durch das Härten in dem Übergangsbereich zwischen dem Abstandskörper und dem Verbindungsschaft des Abstandsbolzens ist ein den Kerb- wirkungseffekt verstärkender Sprung in den Materialeigenschaften vermieden, so dass ein robustes Fliehkraftpendel mit einer guten Haltbarkeit ermöglicht ist.

Insbesondere liegen die erste Pendelmasse an der ersten Axialseite des Abstands- körpers und die zweite Pendelmasse an der zweiten Axialseite des Abstandskörpers axial an, wobei ein Schaftende des ersten Verbindungsschafts an der vom Abstandskörper wegweisenden Axialseite von der ersten Pendelmasse absteht und/oder ein Schaftende des zweiten Verbindungsschafts an der vom Abstandskörper wegweisenden Axialseite von der zweiten Pendelmasse absteht. Der aus dem Axialbereich der Pendelmasse herausragende Teil des Schaftendes des Verbindungsschafts kann leicht zur Befestigung der Pendelmasse genutzt werden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Pendelmasse durch eine plastische Ver- formung von Material eines Schaftendes des ersten Verbindungsschafts von radial innen nach radial außen mit dem Abstandsbolzen vernietet ist und/oder die zweite Pendelmasse durch eine plastische Verformung von Material eines Schaftendes des zweiten Verbindungsschafts von radial innen nach radial außen mit dem Abstandsbolzen vernietet ist. Durch die plastische Verformung des Schaftendes des Verbindungs- schafts kann eine sichere Nietverbindung ausgebildet werden, die insbesondere in axialer Richtung einen geringen Bauraumbedarf aufweist.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfol- gend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

Fig. 1 : eine schematische perspektivische Ansicht eines Abstandsbolzens und

Fig. 2: eine schematische teilgeschnittene Seitenansicht des Abstandsbolzens aus Fig. 1 .

Der in Fig. 1 und in Fig. 2 dargestellte Abstandsbolzen 10 für ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Dre- hungleichförmigkeiten weist einen Abstandskörper 12 auf, der eine einer ersten Pen- delmasse des Fliehkraftpendels zugewandte erste Axialseite 14 und eine einer zweiten Pendelmasse des Fliehkraftpendels zugewandte zweite Axialseite 16 aufweist. Die erste Axialseite 14, die zweite Axialseite 16 und eine dazwischen vorgesehene Mantelfläche 18 des Abstandskörpers 12 sind gehärtet ausgeführt. Von der ersten Axialseite 14 steht ein einstückig mit dem Abstandskörper 12 ausgebildeter erster Verbin- dungsschaft 20 ab, wobei der erste Verbindungsschaft 20 einen geringeren Außendurchmesser als der Abstandskörper 12 aufweist. Von der zweiten Axialseite 16 steht ein einstückig mit dem Abstandskörper 12 ausgebildeter zweiter Verbindungsschaft 22 ab, wobei der zweite Verbindungsschaft 22 einen geringeren Außendurchmesser als der Abstandskörper 12 aufweist. Die Außendurchmesser des ersten Verbindungsschafts 20 und des zweiten Verbindungsschafts 22 sind insbesondere gleich groß.

Der erste Verbindungsschaft 20 und der zweite Verbindungsschafts 22 weisen an ih- ren Schaftenden 24 jeweils eine als Sacklochbohrung ausgestaltete Vertiefung 26 auf, in die ein Werkzeug eingepresst werden kann, um die verbleibende Materialdicke im Bereich des Schaftendes 24 zur Ausbildung eines Schließkopfes einer Nietverbindung mit der auf dem zugeordneten Verbindungsschaft 20, 22 aufgesteckten Pendelmasse von radial innen her nach radial außen plastisch zu verformen. Der erste Verbin- dungsschaft 20 und der zweite Verbindungsschafts 22 sind insbesondere in einem Übergangsradiusbereich 28 zum Abstandskörper 12, vorzugsweise in einem Axialbereich zwischen dem Abstandskörper 12 und der Vertiefung 26 und besonders bevorzugt über die gesamte axiale Länge gehärtet, vorzugsweise vergütet, ausgeführt, wobei insbesondere für den Abstandskörper 12 und die Verbindungsschäfte 20, 22 die gleiche Härtung ausgebildet ist.

Bezugszeichenliste Abstandsbolzen

Abstandskörper

erste Axialseite

zweite Axialseite

Mantelfläche

erster Verbindungsschaft

zweiter Verbindungsschaft

Schaftende

Vertiefung

Übergangsradiusbereich