AT391528B - Einrichtung zum kompensieren von drehstoessen - Google Patents

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Description

Nr. 391 528
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kompensieren von Drehstößen, insbesondere von Drehmomentschwankungen einer Brennkraftmaschine mittels mindestens zweier, koaxial zueinander angeordneter, entgegen der Wirkung einer Dämpfungseinrichtung begrenzt zueinander verdrehbarer Schwungmassen, von denen die eine mit der Brennkraftmaschine und die andere mit dem Eingangsteil eines Getriebes verbindbar ist, wobei die Dämpfungseinrichtung aus in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichem und/oder Reib- oder Gleitmitteln besteht.
Bei solchen Einrichtungen, wie sie beispielsweise durch die DE-OS 2 826 274 bekannt geworden sind, sind die zwischen den beiden begrenzt zueinander verdrehbaren Schwungmassen wirksamen Reibmittel derart angeordnet, daß sie über den gesamten möglichen Verdrehwinkelbereich zwischen den beiden Schwungmassen eine konstante Reibungsdämpfung erzeugen. Eine solche konstante Reibungsdämpfung ist für viele Anwendungsfälle, bei denen keine zu goßen Drehmomentschwankungen bzw. Wechselmomente auftreten, wie z. B. beim Einsatz für Otto-Motoren befriedigend, bei Verwendung in Verbindung mit Diesel-Motoren, welche sehr große Drehmomentschwankungen bzw. Wechseldrehmomente verursachen, reicht eine solche konstante Reibungsdämpfung oft nicht aus, um eine zufriedenstellende Dämpfung der Drehschwingungen über den gesamten Lastbereich sicherzustellen.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die bisher bekannt gewordenen torsionselastischen Einrichtungen der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß deren Dämpfungskapazität an den jeweiligen Anwendungsfall optimal angepaßt werden kann. Weiterhin soll die Einrichtung in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise hergestellt werden können.
Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Einrichtung zum Kompensieren von Drehstößen der eingangs genannten Art dadurch erzielt, daß zusätzlich zwischen den beiden Schwungmassen mindestens eine, erst nach einem bestimmten Relativverdrehwinkel der Schwungmassen zueinander zur Wirkung kommende Reibungsdämpfungsvorkehrung vorgesehen ist. Durch das Vorsehen derartiger zusätzlicher Reibungsdämpfungsvorkehrungen kann eine über den möglichen Verdrehwinkel zwischen den beiden Schwungmassen veränderbare Dämpfungskapazität durch Reibung erzielt werden, wodurch die Einrichtung besser auf den jeweiligen Einsatzfall abgestimmt werden kann.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die zusätzliche Reibungsdämpfungsvorkehrung durch eine sogenannte Lastreibeinrichtung gebildet ist, die ausgehend von einer Ruheposition der Dämpfungseinrichtung erst nach einem gewissen Verdrehwinkel in Schub- und/oder Zugrichtung zur Wirkung kommt. Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn die Reibungsdämpfungsvorkehrung in die Dämpfungseinrichtung integriert ist und von Kraftspeichern, wie z. B. Schraubenfedern, die sich einer Verdrehung zwischen den beiden Schwungmassen widersetzen, beaufschlagbar ist. Die mit der Reibungsdämpfungsvorkehrung bzw. der Lastreibeinrichtung zusammenwirkenden Kraftspeicher können dabei eine derartige Federsteifigkeit aufweisen bzw. mit einer derartigen Vorspannung eingebaut sein, daß die Reibungsdämpfungsvorkehrung bzw. die Lastreibeinrichtung zumindest über Teilbereiche ihres Verdrehwinkels durch die Kraftspeicher zurückstellbar ist
Anhand der Fig. 1 bis 3 sei die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigt Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Einrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht gemäß Pfeil (II) der Fig. 1, Fig. 3 eine Torsionskennlinie einer Einrichtung gemäß den Fig. 1 und 2.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Einrichtung (1) zum Kompensieren von Drehstößen besitzt ein Schwungrad (2), welches in zwei Schwungmassen (3) und (4) aufgeteilt ist. Die Schwungmasse (3) ist auf einer Kurbelwelle (5) einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine über Befestigungsschrauben (6) befestigt. Auf der Schwungmasse (4) ist eine Reibungskupplung (7) über nicht näher dargestellte Mittel befestigt. Zwischen der Druckplatte (8) der Reibungskupplung (7) und der Schwungmasse (4) ist eine Kupplungsscheibe (9) vorgesehen, welche auf der Eingangswelle (10) eines nicht näher dargestellten Getriebes aufgenommen ist. Die Druckplatte (8) der Reibungskupplung (7) wird in Richtung der Schwungmasse (4) durch eine am Kupplungsdeckel (11) schwenkbar gelagerte Tellerfeder (12) beaufschlagt. Durch Betätigung der Reibungskupplung (7) kann die Schwungmasse (4) und somit auch das Schwungrad (2) über die Kupplungsscheibe (9) der Getriebewelle (10) zu- und abgekuppelt werden.
Die beiden Schwungmassen (3) und (4) sind relativ zueinander über eine Lagerung (13) verdrehbar gelagert. Die Lagerung (13) beinhaltet ein Kugellager (14) sowie ein im axialen Abstand davon vorgesehenes radial wirksames Nadellager (15). Die Schwungmasse (4) weist einen zylindrischen Zapfen (16) auf, auf dem der innere Ring (14a) des Kugellagers (14) drehfest aufgenommen ist. Der Zapfen (16) erstreckt sich in eine in der Kurbelwelle (5) zentrisch vorgesehene Bohrung (17). Das Nadellager (15) ist im axialen Überlappungsbereich zwischen der Bohrung (17) und dem Zapfen (16) vorgesehen.
Die aus verschiedenen Bauteilen zusammengesetzte Schwungmasse (3) besitzt ein flanschartiges Bauteil (18), welches radial außen einen ringförmigen Massenkörper (19) trägt, auf welchem der Anlasserring (20) aufgebracht ist. Radial innen ist das flanschartige Bauteil (18) auf einem Zwischenstück (21) zentriert, welches einen radialen Bereich (22) aufweist, der zwischen dem flanschartigen Bauteil (18) und der Stirnfläche der Kurbelwelle (5) sich erstreckt Durch die Schrauben (6) wird der radiale Bereich (22) sowie das flanschartige Bauteil (18) in Richtung auf die Stirnfläche der Kurbelwelle (5) zu verspannt. Das Zwischenstück (21) weist einen von der Kurbelwelle (5) weg gerichteten Fortsatz (23) auf, dessen Innenkonturen eine Bohrung (24) bilden, in der der äußere Lagerring (14b) des Kugellagers (14) drehfest aufgenommen ist. Das Zwischenteil -2-
Nr. 391 528 (21) besitzt weiterhin einen sich axial in die Bohrung (17) der Kurbelwelle (5) erstreckenden rohrförmigen Ansatz (25), dessen äußere Mantelfläche zur Zentrierung der Schwungmasse (3) gegenüber der Kurbelwelle (5) dient Zwischen der inneren Mantelfläche des rohrförmigen Ansatzes (25) und den Endbereichen des Zapfens (16) ist das radial wirksame Nadellager (15) angeordnet. Die Schwungmasse (4) weist Ausnehmungen (4a) auf, durch welche die Schrauben (6) hindurchführbar sind, so daß die Schwungmassen (3) und (4) mitsamt der Lagerung (13) als Einheit an der Kurbelwelle (5) montiert werden können.
Die beiden Schwungmassen (3) und (4) sind entgegen der Wirkung der Dämpfungseinrichtung (26) begrenzt zueinander verdrehbar. Die Dämpfungseinrichtung (26) besteht aus in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichem in Form von Schraubenfedem (27) und Reibeinrichtungen (28), (29). Das flanschartige Bauteil (18) dient als Eingangsteil für die Dämpfungseinrichtung (26). Beidseits des flanschartigen Bauteiles (18) sind Scheiben (30), (31) angeordnet, die über Abstandsbolzen (32) im axialen Abstand miteinander drehfest verbunden sind. Die Abstandsbolzen (32) dienen außerdem zur Befestigung dieser beiden Scheiben (30), (31) an der Schwungmasse (4). In den Scheiben (30), (31) sowie im flanschartigen Bauteil (18) sind Ausnehmungen (30a), (31a) sowie (18a) eingebracht, in denen die Kraftspeicher (27) aufgenommen sind. Im flanschartigen Bauteil (18) sind außerdem bogenförmige Ausnehmungen (33) eingebracht, durch welche die Abstandsbolzen (32) hindurchgreifen, wobei die Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungmassen (3) und (4) durch Anschlag der Bolzen (32) an den Endkonturen (33a), (33b) dieser bogenförmigen Ausnehmungen (33) erfolgt.
Die Reibeinrichtung (28), welche über den gesamten Relativverdrehwinkel zwischen dem flanschartigen Bauteil (18) und den beiden Scheiben (30), (31) wirksam ist, besitzt ein tellerfederartiges Bauteil (28a), eine Druckscheibe (28b) sowie ein zwischen Druckscheibe (28b) und flanschartigem Bauteil (18) vorgesehenen Reibring (28c). Das vorgespannte tellerfederartige Bauteil (28a) stützt sich einerseits an der Scheibe (31) ab und beaufschlagt andererseits die Druckscheibe (28b) in Richtung des flanschartigen Bauteiles (18), wodurch der Reibring (28c) zwischen der Druckscheibe (28b) und dem flanschartigen Bauteil (18) eingespannt wird.
Die Reibeinrichtung (29) bildet eine Lastreibeinrichtung mit einer Lastreibscheibe (34). Die Lastreibscheibe (34) weist an ihrem äußeren Umfang in Achsrichtung verlaufende Arme (35) auf, die sich durch Ausnehmungen (36) des flanschartigen Bauteiles (18) hindurcherstrecken. Die Ausnehmungen (36) sind derart ausgebildet, daß eine relative Verdrehung zwischen der Lastreibscheibe (34) und dem flanschartigen Bauteil (18) sowohl über einen Teilbereich (37) des möglichen Verdrehwinkels (39) in Schub- als auch über einen Teilbereich (38) des möglichen Verdrehwinkels (40) in Zugrichtung stattfinden kann. Die zwischen dem flanschartigen Bauteil (18) und der Scheibe (30) vorgesehene Lastreibscheibe (34) weist eine in die radial äußeren Bereiche in Richtung der Scheibe (30) eingebrachte Sicke (41) auf, welche mit der Scheibe (30) in Reibungseingriff steht. Die Lastreibscheibe (34) besitzt weiterhin radial nach innen verlaufende Bereiche, in denen eine Ausnehmung (42) zur Aufnahme des gezeigten Kraftspeichers (27) vorgesehen ist. Diese Ausnehmung (42) besitzt - in Umfangsrichtung betrachtet - die gleiche Ausdehnung (43) wie die beiden Ausnehmungen (30a), (31a) der beiden Scheiben (30), (31). Die Ausdehnung (44) der in das flanschartige Bauteil (18) eingebrachten Ausnehmung (18a) ist größer als die Ausdehnung (43). Die Anordnung der Ausnehmungen (30a), (31a), (42) gegenüber der Ausnehmung (18a) sowie der Unterschied zwischen den Ausdehnungen (43) und (44) ist derart gewählt, daß zwischen dem flanschartigen Bauteil (18) und den beiden Scheiben (30), (31) eine relative Verdrehung über einen Teilbereich (37), (38) möglich ist, bevor der Kraftspeicher (27) zwischen dem flanschartigen Bauteil (18) und den beiden Scheiben (30), (31) zusammengedrückt wird.
An den Armen (35) der Lastreibscheibe (34) stützt sich mit seinen radial äußeren Bereichen ein zwischen flanschartigen Bauteil (18) und der Scheibe (31) vorgesehenes tellerfederartiges Bauteil (45) ab, welches sich mit seinen radial inneren Bereichen an der Scheibe (31) abstützt. Die Lastreibscheibe (34) wird dadurch in Richtung der Scheibe (30) beaufschlagt. Die Ausnehmungen (30a), (31a) der beiden Seitenscheiben (30), (31) und die Ausnehmung (18a) des flanschartigen Bauteiles (18) sowie die darin vorgesehenen Schraubenfedern (27) sind über den Umfang der Dämpfungseinrichtung (26) derart angeordnet und bemessen, daß eine mehrstufige Dämpfungskennlinie vorhanden ist, wie dies im folgenden im Zusammenhang mit der in Fig. 3 dargestellten Torsionskennlinie näher erläutert wird.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Torsionskennlinie ist auf der Abszissenachse der relative Verdrehwinkel zwischen den beiden Schwungmassen (3) und (4) dargestellt und auf der Ordinatenachse das zwischen den beiden Schwungmassen (3) und (4) übertragene Moment. In den Fig. 2 und 3 zeigt der Pfeil (46) die Zugrichtung an, das heißt also die Drehrichtung, in der die durch die Kurbelwelle (5) einer Brennkraftmaschine angetriebene Schwungmasse (3) die Getriebeeingangswelle (10) und damit auch das Kraftfahrzeug über die Kupplungsscheibe (9) antreibt. Durch den Pfeil (47) ist die Schubrichtung gekennzeichnet. Weiterhin zeigt in Fig. 3 die ausgezogene Linie, die durch die Federn erzeugte Dämpfungswirkung und die schraffierten Flächen (48), (48a) die der Fedeikennlinie überlagerte Reibungsdämpfung der Lastreibeinrichtung (29).
Ausgehend von der in Fig. 2 dargestellten Ruhestellung der Dämpfungseinrichtung (26) wirkt, bei einer Relativverdrehung der beiden Schwungmassen (3) und (4) in Zugrichtung (46), im Bereich (38) zunächst die durch Federn (27) geringerer Steifigkeit, welche nicht dargestellt sind, gebildete erste Stufe. Am Ende des Bereiches (38) kommt zusätzlich die durch Federn (27) höherer Steifigkeit, zu denen auch die dargestellte Feder (27) gehört, gebildete zweite Federstufe zusätzlich zur ersten Federstufe zur Wirkung.
Dies geschieht dadurch, daß die Kanten (49) der Ausnehmungen (18a) des flanschartigen Bauteiles (18) -3-

Claims (5)

  1. Nr. 391 528 nach einer Verdrehung um den Winkel (38) in Zugrichtung (46) an den in den Fenstern (30a), (31a) der Scheiben (30), (31) angeordneten Federn (27) höherer Steifigkeit angreifen. In gleicher Weise kommen die Kanten (50) der Ausnehmungen (18a) bei einer Verdrehung um den Winkel (37) in Schubrichtung (47) an den Federn (27) der zweiten Stufe zur Wirkung. Durch die Bolzen (32) und die Aussparungen (33) im flanschartigen Bauteil (18) wird der maximale Verdrehwinkel bestimmt. Bei einer Verdrehung der Schwungmasse (3) um den Winkel (40) in Zugrichtung (46) bzw. (39) in Schubrichtung (47) gelangen die Bolzen (32) an den Endbereichen (33a), (33b) der Aussparungen (33) zur Anlage. Bei einer Verdrehung der Schwungmasse (3) in Zug- oder Schubrichtung aus der in Fig. 2 dargestellten Ruhestellung wird zunächst Reibung durch die Reibeinrichtung (28) erzeugt. Diese Reibeinrichtung (28) ist solange alleine wirksam, bis die axial verlaufenden Arme (35) der Lastreibscheibe (34) zur Anlage an den Anschlagkanten (51) für die Zugrichtung oder (52) für die Schubrichtung der Ausnehmungen (36) im flanschartigen Bauteil (18) kommen, so daß die Lastreibscheibe (34) und somit auch das tellerfederartige Bauteil (45) gegenüber dem flanschartigen Bauteil (18) bzw. dar Schwungmasse (3) festgelegt sind. Diese Festlegung bewirkt, daß bei Fortsetzung der Verdrehung zwischen den beiden Schwungmassen (3) und (4) die Lastreibscheibe (34) und das tellerfederartige Bauteil (45) gegenüber den beiden Scheiben (30), (31), zwischen denen sie verspannt sind, solange verdreht werden, bis die Bolzen (32) an den Endbereichen (33a) oder (33b) der Ausnehmungen (33) im flanschartigen Bauteil (18) zur Anlage kommen. Während dieser Verdrehphase wird ein relativ hohes Reibmoment erzeugt. In der Torsionskennlinie ist die durch dieses Reibmoment erzeugte Dämpfungswirkung der Lastreibeinrichtung (29) für den Zugbereich der Dämpfungseinrichtung (26) durch die Fläche (48) und für den Schubbereich durch die Fläche (48a) dargestellt. Wie aus der in Fig. 3 dargestellten Torsionskennlinie zu entnehmen ist, ist die Vorspannung der mit der Lastreibeinrichtung (29) zusammenwirkenden Kraftspeicher (27) derart gewählt, daß das von diesen Kraftspeichern (27) erzeugte Rückstellmoment ausreicht, um eine Rückstellung der Lastreibeinrichtung (29) in die in Fig. 2 dargestellte Ruhestellung sicherzustellen. Die Vorspannung der mit der Lastreibeinrichtung (29) zusammenwirkenden Kraftspeicher (27) kann jedoch auch kleiner gewählt werden, so daß keine vollständige Rückstellung der Lastreibeinrichtung erzielt wird und eine sogenannte Verschleppung des Einsatzes der Lastreibeinrichtung stattrindet. Weiterhin könnten die Ausnehmungen (42) der Lastreibscheibe (34) größer sein als die Ausnehmungen (30a), (31a) in den Scheiben (30), (31), wodurch ebenfalls eine Verschleppung des Einsatzes der Lastreibeinrichtung stattfindet. Bei der in Fig. 3 dargestellten Torsionskennlinie ist die durch die Reibungseinrichtung (28) erzeugte Reibungsdämpfung bzw. Reibungshysterese nicht ersichtlich, da diese beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wesentlich kleiner ist als die der Lastreibeinrichtung (29). PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zum Kompensieren von Drehstößen, insbesondere von Drehmomentschwankungen einer Brennkraftmaschine mittels mindestens zweier, koaxial zueinander angeordneter, entgegen der Wirkung einer Dämpfungseinrichtung begrenzt zueinander verdrehbarer Schwungmassen, von denen die eine mit der Brennkraftmaschine und die andere mit dem Eingangsteil eines Getriebes verbindbar ist, die Dämpfungseinrichtung aus in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichem und/oder Reib- oder Gleitmitteln besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zwischen den beiden Schwungmassen (3,4) mindestens eine, erst nach einem bestimmten Relativverdrehwinkel (37, 38) der Schwungmassen (3,4) zueinander zur Wirkung kommende Reibungsdämpfungsvorkehrung (29) vorgesehen ist
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsdämpfungsvorkehrung (29) durch eine sogenannte Lastreibscheibeneinrichtung gebildet ist, die, ausgehend von einer Ruheposition der Dämpfungseinrichtung (Fig. 2), erst nach einem gewissen Verdrehwinkel (37, 38) in Schub- und/oder Zugrichtung (47, 46) zur Wirkung kommt.
  3. 3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsdämpfungsvorkehrung (29) in die Dämpfungseinrichtung (26) integriert ist und von Kraftspeichem (27) beaufschlagbar ist. -4- Nr. 391 528
  4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsdämpfungsvorkehrung (29), zumindest über Teilbereiche ihres Verdrehwinkels durch die Kraftspeicher (27) zurückstellbar ist.
  5. 5 Hiezu 2 Blatt Zeichnungen
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