DE10056788A1

DE10056788A1 - Schwungradvorrichtung und ihre Anwendungen, insbesondere für eine Kupplung

Info

Publication number: DE10056788A1
Application number: DE2000156788
Authority: DE
Inventors: Gino Villata
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1999-11-23
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2020-11-17
Also published as: BR0005522A; FR2801356B1; DE10056788B4; ITRM20000582A1; FR2801356A1; IT1316004B1

Abstract

Schwungradvorrichtung, insbesondere für eine Kraftfahrzeugkupplung, umfassend eine drehfest mit einer treibenden Welle (12) verbundene erste Schwungmasse (10) und eine drehbar an der ersten Schwungmasse (10) gelagerte zweite Schwungmasse (30) sowie Mittel für den Antrieb der zweiten Schwungmasse durch die erste, die unter der Einwirkung der Fliehkräfte ausrückbar sind, die in Abhängigkeit von der Drehzahl auf Fliehgewichte (40) ausgeübt werden, die mittels einer ringförmigen Membranfeder (42) schwenkbar an der ersten Schwungmasse (10) gelagert sind. Die Erfindung ermöglicht es insbesondere, einen instabilen Betrieb in der Nähe der Drehzahl zu vermeiden, bei deren Überschreitung die zweite Schwungmasse (30) nicht mehr durch die erste Schwungmasse (10) angetrieben wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwungradvorrichtung und ihre Anwendungen, insbesondere bei Reibungskupplungen für Kraftfahrzeuge, wobei diese Vorrichtung ein Schwungrad umfaßt, das automatisch ausrückbar ist, wenn die Drehzahl einen bestimmten Wert überschrei tet.

Aus der IT-A-1199892 ist eine derartige Kupplung be kannt, die eine erste Schwungmasse, die drehfest mit einer treibenden Welle, etwa der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors für ein Kraftfahrzeug, verbunden ist, und eine ausrückbare zweite Schwungmasse umfaßt, wobei die erste Schwungmasse mit einem Kupplungsme chanismus für die Übertragung eines Drehmoments an eine Kupplungsscheibe zusammenwirkt, die eine getrie bene Welle, etwa die Eingangswelle eines Getriebes, antreibt.

Die zweite Schwungmasse ist geradlinig beweglich und drehbeweglich an der treibenden Welle angebracht. Für die Fliehkraft empfindliche Fliehgewichte sind einer seits an der ersten Schwungmasse und andererseits an einem Stützlager der zweiten Schwungmasse gelagert, um die zweite Schwungmasse zu entfernen, wenn die sich die Drehzahl erhöht. Eine an der ersten Schwung masse angebrachte Federscheibe beaufschlagt die Fliehgewichte ständig auf Drehung um ihre Gelenkver bindungen an der ersten Schwungmasse in einer Rich tung, die dazu tendiert, die zweite Schwungmasse an Reibbelägen anzudrücken, die an der ersten Schwung masse angebracht sind.

Solange die Drehzahl unter einem vorbestimmten Wert liegt, bleibt die durch die Federscheibe auf die Fliehgewichte ausgeübte Kraft über der entsprechenden Komponente der Fliehkraft, so daß die zweite Schwung masse in Anlage an den Reibbelägen der ersten Schwungmasse gehalten und durch die erste Schwung masse drehend angetrieben wird. Die Gesamtträgheit der beiden Schwungmassen ermöglicht eine bessere Dämpfung des unregelmäßigen und ungleichförmigen Laufs des Motors bei Drehzahlen unter etwa 1.600 Um drehungen pro Minute. Wenn die Drehzahl des Motors größer als dieser Wert wird, überwindet die Flieh kraft an den Fliehgewichten den Druck der Federschei be und verschiebt die zweite Schwungmasse geradlinig auf der treibenden Welle, wobei sie sie von der er sten Schwungmasse entfernt. Die zweite Schwungmasse wird dann nicht mehr drehend angetrieben, aber die Trägheit der ersten Schwungmasse bleibt ausreichend, um die ungleichmäßigen und ungleichförmigen Laufei genschaften des Motors zu dämpfen, die oberhalb von 1.500 bis 2.000 Umdrehungen pro Minuten geringer ausfallen. Diese Verringerung der Drehträgheit senkt den Kraftstoffverbrauch und verbessert die Leistungen, insbesondere bei Fahrten des Fahrzeugs im Stadtver kehr.

Dieses bekannte System weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf, wie etwa die Notwendigkeit, die zwei te Schwungmasse auf der treibenden Welle geradlinig zu verschieben, die Risiken einer Blockierung der zweiten Schwungmasse bei ihren geradlinigen Verschie bungen und eine instabile Funktionsweise in der Nähe der Drehzahl, bei der die Wirkung der Fliehkraft auf die Fliehgewichte in etwa gleich derjenigen der Fe derscheibe ist, sowie ein frühzeitiger Verschleiß der an der ersten Schwungmasse angebrachten Reibbeläge für den Antrieb der zweiten Schwungmasse.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine konstruktiv einfache, preiswert herzustellende und leicht montierbare Vorrichtung der zuvor beschriebe nen Art bereitzustellen, die die genannten Nachteile vermeidet und eine einfache, wirtschaftliche und ef fiziente Lösung für die vorgenannten Probleme bereit stellt.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach An spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung schlägt somit eine Schwungradvorrichtung vor, umfassend eine erste Schwungmasse und eine zweite Schwungmasse, die drehbar um eine gleiche Achse gelagert sind, Mittel für den reibschlüssigen Antrieb der zweiten Schwungmasse durch die erste Schwungmasse, mit Fliehgewichten, die durch die erste Schwungmasse drehend angetrieben wer den und unter der Einwirkung der Fliehkraft zwischen ersten Antriebspositionen und zweiten Freigabeposi tionen der zweiten Schwungmasse verschiebbar sind, und elastisch verformbare Rückstellmittel zur Rück stellung der Fliehgewichte zu ihren ersten Positio nen, wobei die zweite Schwungmasse verschiebungsfest und drehbar an der ersten Schwungmasse gelagert ist, wobei die Mittel für den reibschlüssigen Antrieb der zweiten Schwungmasse durch die Fliehgewichte gebildet oder getragen werden, die an den vorgenannten Rück stellmitteln angebracht sind, und wobei die Verschie bungen der Fliehgewichte zwischen ihren ersten und zweiten Positionen wenigstens teilweise in Ebenen er folgen, die durch die Drehachse verlaufen.

Die Struktur bzw. Konstruktion und der Zusammenbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind einfacher als bei den nach dem bisherigen Stand der Technik bekann ten Vorrichtungen, was einerseits auf die verschie bungsfeste Anbringung der zweiten Schwungmasse an der ersten Schwungmasse und andererseits auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß die Fliehgewichte durch die gleichen Mittel gelagert und zu ihren Antriebsposi tionen zurückgestellt werden.

Darüber hinaus wirken die Rückstellmittel, die nach dem bisherigen Stand der Technik die zweite Schwung masse geradlinig entlang der treibenden Welle ver schieben sollten, erfindungsgemäß nur noch auf die Fliehgewichte und somit nur noch auf eine wesentlich geringere Masse. Deshalb können die Rückstellmittel auch als Lagermittel zur Lagerung der Fliehgewichte dienen, und die Mittel für den Drehantrieb der zwei ten Schwungmasse durch die erste Schwungmasse können aufgrund ihrer geringeren Trägheit schneller und prä ziser betätigt werden.

Außerdem ergibt sich die Verschiebung der Fliehge wichte zwischen ihren beiden Positionen aus einer elastischen Verformung der Rückstellmittel, wodurch eine zuverlässigere Funktionsweise der Vorrichtung ermöglicht wird, insoweit diese Funktionsweise unab hängig von den Spielen ist, die mit den nach dem bis herigen Stand der Technik verwendeten Mitteln zur Ge lenkverbindung und geradlinigen Führung zusammen hängen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bei einfacher Konstruktion kostengünstig herstellbar, besonders funktionssicher und leicht zu montieren.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rückstellmit tel der Fliehgewichte eine ringförmige Membranfeder umfassen, die an der ersten Schwungmasse zur Anlage kommt und von der ein Teil eine Tellerfeder bildet.

Die Rückstellmittel können vorteilhafterweise eintei lig ausgeführt und so ausgelegt sein, daß die Kraft, die sie auf die Fliehgewichte ausüben, im Zuge der Verschiebung der Fliehgewichte zu ihren zweiten Posi tionen abnimmt.

Dadurch ergibt sich eine saubere und schlupffreie Trennung der beiden Schwungmassen, sobald die Dreh zahl einen vorbestimmten Wert erreicht. Außerdem muß sich die Drehzahl deutlich verringern, damit die Rückstellmittel die Fliehgewichte in ihre ersten Po sitionen zum Antrieb der zweiten Schwungmasse zurück bringen. Dadurch werden alle Betriebsinstabilitäten ausgeschlossen, die bei den Vorrichtungen nach dem bisherigen Stand der Technik festzustellen waren, wo bei die Betriebsdauer der erfindungsgemäßen Vorrich tung ganz erheblich verlängert wird.

Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Flieh gewichte an den Rückstellmitteln befestigt sind.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, daß die Fliehgewichte mit ring förmigen Mitteln verbunden sind, die ihre radiale Verschiebung nach außen unter der Einwirkung der Fliehkraft begrenzen.

Besonders günstig ist es dabei, wenn diese Mittel zur Begrenzung der radialen Verschiebung der Fliehgewich te ein starres ringförmiges Teil umfassen, das mit einer radialen Wand ausgebildet ist, die sich zwi schen den Fliehgewichten und der zweiten Schwungmasse erstreckt und gegen die die Fliehgewichte durch die Rückstellmittel angedrückt werden.

Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Flieh gewichte an einer durchgehenden oder unterbrochenen kreisförmigen Rippe der radialen Wand des ringförmi gen Teils zur Anlage kommen.

Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die radiale Wand des besagten ringförmigen Teils Reibbeläge auf ihrer zur zweiten Schwungmasse gerichteten Fläche trägt.

Dabei ist es ferner vorteilhaft, wenn das ringförmige Teil axiale Ansätze für die Drehverbindung mit der ersten Schwungmasse umfaßt.

Auch kann das ringförmige Teil vorzugsweise Mittel zum axialen Halten der besagten Fliehgewichte und/oder ihrer Rückstellmittel umfassen.

Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn das ring förmige Teil Mittel für den Drehantrieb der Rück stellmittel der Fliehgewichte umfaßt.

Als Variante wird vorgeschlagen, daß die Rückstell mittel der Fliehgewichte durch formschlüssiges Zusam menwirken mit der ersten Schwungmasse drehend ange trieben werden.

Diese Merkmale haben im wesentlichen den Vorteil, daß sie die Struktur und den Zusammenbau der Kupplung ge mäß der Erfindung vereinfachen.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausfüh rungsform der Erfindung wird der in Form einer Tel lerfeder ausgeführte Teil der Rückstellmittel durch eine auf einer zylindrischen Sitzfläche der ersten Schwungmasse angebrachte Federscheibe in Anlage an dieser ersten Schwungmasse gehalten.

Diese Federscheibe kann sich vorteilhafterweise ih rerseits in elastischer Anlage an einem ortsfesten Ring eines Lagers zur drehbaren Lagerung der zweiten Schwungmasse auf der zylindrischen Sitzfläche der er sten Schwungmasse befinden.

Dies ermöglicht insbesondere die Bildung einer ein heitlichen Baugruppe, die die erste Schwungmasse, die zweite Schwungmasse und die Mittel für ihre drehbare Lagerung an der ersten Schwungmasse sowie die Flieh gewichte und das die Reibbeläge tragende ringförmige Teil umfaßt, wobei diese Baugruppe anschließend, bei spielsweise anhand von Schrauben, am Ende einer trei benden Welle befestigt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafter weise ein Schwungrad einer Reibungskupplung, insbe sondere einer Reibungskupplung für Kraftfahrzeuge bilden, wobei die erste Schwungmasse an einer trei benden Welle, etwa an der Kurbelwelle eines Verbren nungsmotors, befestigt ist oder durch diese angetrie ben wird und eine Gegenanpreßplatte eines Kupplungs mechanismus bildet.

Als Variante kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch eine der Schwungmassen eines dämpfenden Zweimas senschwungrads für eine Reibungskupplung bilden, wo bei dieses Zweimassenschwungrad eine durch eine trei bende Welle angetriebene Primärschwungmasse und eine Sekundärschwungmasse umfaßt, die über einen Drehmo mentbegrenzer mit der Primärschwungmasse verbunden ist und die Gegenanpreßplatte eines Kupplungsmecha nismus bildet.

Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung die Primär schwungmasse dieses Zweimassenschwungrads bildet, kann dadurch die Resonanzfrequenz gesenkt werden. Wenn sie die Sekundärschwungmasse bildet, kann da durch der Abbau der Schwingungen und Drehmomentunre gelmäßigkeiten im unteren Drehzahlbereich verbessert werden.

Das Verständnis der Erfindung sowie weiterer Merkma le, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung wird durch die nachstehende Beschreibung erleichtert, die als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen angeführt wird. Darin zeigen im einzel nen:

Fig. 1: eine schematische Axialteilschnittansicht einer Kupplung, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt;

Fig. 2: ein Diagramm zur Darstellung der Veränderung der durch die Rückstellmittel auf die Flieh gewichte ausgeübten Kraft in Abhängigkeit von deren Position entlang der Drehachse;

Fig. 3: eine schematische Vorderansicht einer Aus führungsvariante der Rückstellmittel der Fliehgewichte;

Fig. 4: eine schematische Vorderansicht des mit den Fliehgewichten verbundenen ringförmigen Teils;

Fig. 5 und 6: vergrößerte schematische Teilschnit tansichten der Mittel für den Drehan trieb und das axiale Halten des ring förmigen Teils von Fig. 4;

Fig. 7 und 8: schematische Axialteilschnittansichten von zwei Ausführungsvarianten der er findungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist schematisch eine Teilansicht einer Kupplung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar gestellt, die im wesentlichen ein Schwungrad 10, das beispielsweise anhand von Schrauben am Ende einer Kurbelwelle 12 eines Verbrennungsmotors befestigt ist, und einen Kupplungsmechanismus 14 enthält, um fassend einen Deckel 16, der anhand von Schrauben am Schwungrad 10 auf der der Kurbelwelle abgewandten Seite befestigt ist, Ein- und Ausrückmittel, die durch eine am Deckel 16 angebrachte ringförmige Mem branfeder 18 gebildet werden, eine durch die Membran feder 18 axial in Richtung des Schwungrads 10 beauf schlagte Druckplatte 20 und eine Kupplungsscheibe 22, die zwischen dem Schwungrad 10 und der Druckplatte 20 angeordnet ist, um im eingekuppelten Zustand axial zwischen ihnen eingespannt zu werden, so daß ein Drehmoment an eine Nabe 24 übertragen wird, die dreh fest mit einer (nicht dargestellten) getriebenen Wel le verbindbar ist, etwa mit der Eingangswelle eines Getriebes im Falle einer Kraftfahrzeugkupplung.

Ein Torsionsdämpfer 26 einer bekannten Bauart verbin det die Kupplungsscheibe 22 mit der Nabe 24, wobei er den Abbau und die Dämpfung der durch das Schwungrad 10 übertragenen Schwingungen und Drehmomentschwankun gen ermöglicht.

Es sind (nicht dargestellte) Mittel einer bekannten Bauart vorgesehen, um auf das radial innere Ende der Membranfeder 18 einzuwirken und sie an ihren Anlenk punkten am Deckel 16 zwischen einer eingerückten Po sition, in der sie für die Einspannung der Kupplungs scheibe 22 die Druckplatte 20 in Richtung des Schwungrads 10 drückt, und einer ausgerückten Positi on zu kippen, in der sie axial zum Deckel 16 hin zu rückgestellt wird.

Das Schwungrad 10 oder die erste Schwungmasse trägt am Umfang einen Anlasserzahnkranz 28 und ist mit ei ner zweiten Schwungmasse 30 verbunden, die über ein Lager 32 drehbar auf einer zylindrischen Sitzfläche 34 der ersten Schwungmasse 10 gelagert und verschie bungsfest auf dieser Sitzfläche angeordnet ist.

Es sind Mittel vorgesehen, um die zweite Schwungmasse drehend anzutreiben, wenn die Drehzahl der treibenden Welle 12 relativ niedrig ausfällt, und um diesen An trieb zu unterbrechen, sobald die Drehzahl einen vor bestimmten Wert überschreitet. Diese Mittel, die zwi schen den Schwungmassen 10 und 30 angeordnet sind, umfassen Reibbeläge 36, die auf einem ringförmigen Teil 38 angebracht sind, auf dem Fliehgewichte 40 aufliegen, die durch an der ersten Schwungmasse 38 angebrachte Rückstellmittel 42 beaufschlagt werden. Um den Kontakt mit den Fliehgewichten und die Über tragung einer axialen Beanspruchung an die Reibbeläge zu verbessern, kann das ringförmige Teil 38 mit einer auf der Seite der Fliehgewichte vorstehenden kreis förmigen Rippe ausgebildet sein, wie dies im folgen den noch eingehender zu beschreiben sein wird.

Das Teil 38 trägt eine zylindrische Außenwand 44, in deren Innern die Fliehgewichte 40 gleichmäßig ver teilt sind. Diese Wand 44 wird örtlich durch axiale Ansätze 46 verlängert, die in Öffnungen 48 der ersten Schwungmasse 10 eingesetzt sind, um diese Schwung masse und das die Reibbeläge 36 tragende Teil 38 drehfest zu verbinden.

Die Rückstellmittel 42 umfassen eine ringförmige Mem branfeder, deren radial innerer Teil aus einer Tel lerfeder besteht, die auf eine Schulter der Schwung masse 10 zentriert ist und in Anlage an dieser durch eine Anpreß- oder Gelenkscheibe 52 gehalten wird, die auf der kegelstumpfartigen Sitzfläche 34 der Schwung masse 10 angebracht ist, wobei sie beispielsweise fest auf dieser Sitzfläche eingepreßt ist.

Der radial äußere Teil der Rückstellmittel 42 umfaßt radiale Finger 54, deren freie Enden, beispielsweise durch Aufnieten, Schweißen, Aufklippsen oder andere Verfahren, an den Fliehgewichten 40 befestigt sind und diese Fliehgewichte axial in die Richtung drüc ken, in der die Reibbeläge 36 an der zweiten Schwung masse 30 angedrückt werden.

Auf den axialen Ansätzen 46 des Teils 38 sind radiale Randleisten oder Vorsprünge 56 ausgebildet, die radi al nach innen gerichtet sind, um das Teil 38 axial geradlinig auf der Gesamtheit der Fliehgewichte 40 zu halten. Die Ansätze 46 und ihre Randleisten 56 können auch mit den radialen Fingern 54 zusammenwirken, um die Rückstellmittel 42 drehfest mit der Schwungmasse 10 zu verbinden.

Um den axialen Bauraumbedarf der durch die beiden Schwungmassen gebildeten Baueinheit zu verkleinern, sind die Fliehgewichte 40 und das die Reibbeläge 36 tragende Teil 38 in einer mit quadratischem Quer schnitt ausgeführten ringförmigen Nut 58 der zweiten Schwungmasse 30 aufgenommen, wobei diese wiederum we nigstens teilweise in einer Ausnehmung 60 der ersten Schwungmasse 10 aufgenommen ist.

Der radial innere Teil der Andrück- oder Gelenkschei be 52 befindet sich vorteilhafterweise in elastischer axialer Anlage am ortsfesten Innenring 62 des Lagers 32 zur Lagerung und Führung der zweiten Schwungmasse 30. Dieser Innenring 62 wird daher auf einen Spreng ring oder Haltering 64 gedrückt, der in einer Auskeh lung der zylindrischen Sitzfläche 34 der ersten Schwungmasse aufgenommen ist, wobei die Auflage des Innenrings 62 des Lagers auf dem Haltering 64 diesen daran hindert, sich während der Drehung der Welle 123 unter der Einwirkung der Fliehkraft aus seiner Ein bauauskehlung zu lösen, und wobei der Ring 64 den In nenring 62 in axialer Position auf der Sitzfläche 34 hält.

Die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Vor richtung läßt sich wie folgt beschreiben:

Die Drehung der Welle 12 und der ersten Schwungmasse 10 führt zur Einwirkung von Fliehkräften auf die Fliehgewichte 40, deren Schwerpunkte im Verhältnis zu ihren Schwenkpunkten an der ersten Schwungmasse 10 axial versetzt sind, wie dies in Fig. 1 leicht zu erkennen ist, so daß diese auf die Fliehgewichte 40 ausgeübten Fliehkräfte dazu tendieren, sie in der zur zweiten Schwungmasse 30 entgegengesetzten Richtung zu drehen.

Wenn das Moment dieser Kräfte größer als dasjenige der durch die Rückstellmittel 42 in der anderen Rich tung auf die Fliehgewichte 40 ausgeübten Kräfte aus fällt, entfernen sich die Fliehgewichte 40 von der zweiten Schwungmasse 30, die dann nicht mehr drehend angetrieben wird.

Erfindungsgemäß ist die Membranfeder, die die Rück stellmittel 42 bildet, so ausgelegt und angebracht, daß der durch sie auf die Fliehgewichte 40 ausgeübte Druck abnimmt, wenn die Fliehgewichte anfangen, sich von der zweiten Schwungmasse 30 zu entfernen. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel verläuft dieser Druck durch ein Minimum und erhöht sich mit zunehmen der Entfernung zwischen den Fliehgewichten und der zweiten Schwungmasse 30, wie dies durch die Kurve C schematisch dargestellt ist.

Diese Kurve stellt die Veränderung des Moments der durch die Membranfeder 42 auf die Fliehgewichte 40 ausgeübten Kräfte im Verhältnis zu den Schwenkpunkten der Fliehgewichte an der ersten Schwungmasse 10 in Abhängigkeit von der Abszisse x des Schwerpunkts der Fliehgewichte an einer Achse dar, die mit der Dreh achse zusammenfällt und von der ersten Schwungmasse zur zweiten Schwungmasse gerichtet ist.

Die in etwa parallelen Geraden D von Fig. 2 stellen die Momente der Fliehkräfte dar, die auf die Fliehge wichte 40 bei unterschiedlichen Drehzahlen einwirken, beispielsweise bei 1.600, 1.700, 1.800, 1.900 und 2.000 Umdrehungen pro Minute.

Hierbei sei x₁ die Abszisse des Schwerpunkts der Fliehgewichte 40 in der Position zum Antrieb der zweiten Schwungmasse 30. In dieser Position sind die durch die Fliehkräfte auf die Fliehgewichte ausgeüb ten Momente kleiner als die Momente der Kräfte, die durch die Membranfeder 42 auf diese Fliehgewichte ausgeübt werden, solange die Drehzahl kleiner als 2.000 Umdrehungen pro Minute ist.

Von dieser Drehzahl an, die dem Punkt P₁ auf der Kur ve C entspricht, sind die Wirkungen der Fliehkräfte größer als diejenigen der Membranfeder 42. Die Flieh gewichte entfernen sich von der zweiten Schwungmasse 30, und die Abszisse x ihres Schwerpunktes verringert sich, bis die Fliehgewichte, beispielsweise an der ersten Schwungmasse 10, im Punkt P₂ mit der Abszisse x₂ zum Anschlag kommen.

Wenn sich x zwischen x₁ und x₂ verringert, dann ver ringert sich das Moment der durch die Membranfeder 42 auf die Fliehgewichte ausgeübten Kräfte, wobei es kleiner als die Momente der auf die Fliehgewichte ausgeübten Kräfte bleibt, die daher in P₂ in die Nichtantriebsposition der zweiten Schwungmasse kom men.

Wenn sich dann die Drehzahl von 2.000 Umdrehungen pro Minute an verringert, bleiben die Momente der durch die Membranfeder 42 auf die Fliehgewichte ausgeübten Rückstellkräfte kleiner als die Momente der Flieh kräfte, solange die Drehzahl größer als ein Wert von etwa 1.700 Umdrehungen pro Minute bleibt, der durch den Schnittpunkt der Kurve C mit einer Geraden D bei x₂ definiert ist. Wenn die Drehzahl kleiner als die ser Wert wird, werden die Momente der Rückstellkräfte größer als die Momente der Fliehkräfte, und die Mem branfeder 42 bringt die Fliehgewichte wieder in ihre ersten Positionen mit der Abszisse x₁ zurück und hält sie in diesen Positionen, solange die Drehzahl unter 2.000 Umdrehungen pro Minute bleibt.

Durch entsprechende Einstellung der Anschlagposition (mit der Abszisse x₂) der Fliehgewichte wird der Wert der Drehzahl eingestellt, bei dessen Unterschreitung die Fliehgewichte in ihre Positionen mit der Abszisse x₁ für den Antrieb der zweiten Schwungmasse zurückge bracht werden.

Diese Drehzahl kann außerdem durch eine entsprechende Kalibrierung der die Rückstellmittel bildenden Mem branfeder 42 eingestellt werden.

Wenn sich die Anschlagposition der Fliehgewichte jen seits des Minimums der Kurve C bezogen auf P₁ befin det, beispielsweise in P'₂ mit der Abszisse x'₂, dann bleibt die Funktionsweise in etwa gleich. Wenn sich die Drehzahl von Null aus erhöht, bleiben die Flieh gewichte bis 2.000 Umdrehungen pro Minute in x₁, wor aufhin sie sich zu x'₂ bewegen. Wenn sich die Drehzahl dann verringert, bleiben die Fliehgewichte in x'₂, solange die Drehzahl größer als 1.600 Umdrehun gen pro Minute ist, da bei diesen Drehzahlen die Mo mente der Fliehkräfte in dem Teil der Kurve C, in dem sich P'₂ befindet, größer als die Momente der Rück stellkräfte sind. Die Drehzahl muß auf 1.600 Umdre hungen pro Minute absinken, damit diese Momente gleich sind, wobei die Gleichheit im Minimum der Kur ve C bei der Abszisse x₃ erreicht wird.

Unterhalb von 1.600 Umdrehungen pro Minute überstei gen die Momente der Rückstellkräfte diejenigen der Fliehkräfte, und die Fliehgewichte werden in x₁, in die Antriebsposition der zweiten Schwungmasse, zu rückgebracht.

In dem vorstehend beschriebenen Fall werden die Fliehgewichte von der zweiten Schwungmasse entfernt, wenn die Drehzahl 2.000 Umdrehungen pro Minute über schreitet, und nur dann zur zweiten Schwungmasse zu rückgeführt, wenn die Drehzahl unter 1.600 Umdrehun gen pro Minute absinkt.

Dadurch werden die Schlupfprobleme der beiden Schwungmassen im Verhältnis zueinander in der Nähe der Ausrückdrehzahl der zweiten Schwungmasse verhin dert, während die Lebensdauer der Reibbeläge mit ei ner deutlichen Verringerung ihres Verschleißes ver größert wird und außerdem alle Betriebsinstabilitäten in der Nähe der Drehzahl vermieden werden, bei der die Reibbeläge und die Fliehgewichte anfangen, sich von der zweiten Schwungmasse 30 zu entfernen.

Als Beispiel sei darauf hingewiesen, daß der Bereich x₁-x₂ in einer Größenordnung von einem Millimeter liegen kann und daß die Drehträgheit der zweiten Schwungmasse 39 in etwa gleich derjenigen der ersten Schwungmasse 10 ist.

Die Unterbrechung des Drehantriebs der zweiten Schwungmasse 30, wenn die Drehzahl einen vorbestimm ten Wert (in der Regel zwischen 1.500 und 2.000 Um drehungen) überschreitet, ermöglicht eine Verringe rung des Kraftstoffverbrauchs und eine Verbesserung der Leistungen, insbesondere im Stadtverkehr. In ei nem Ausführungsbeispiel zu einem Kraftfahrzeug mit einem Leergewicht von 800 kg wurde festgestellt, daß die durch den Nichtantrieb der zweiten Schwungmasse 30 entfallene Äquivalentmasse etwa 72 Kilogramm im ersten Gang des Getriebes, etwa 22 Kilogramm im zwei ten Gang, etwa 10 Kilogramm im dritten Gang, etwa 6 Kilogramm im vierten Gang und etwa 4 Kilogramm im fünften Gang beträgt.

Aus den vorstehenden Darlegungen geht hervor, daß es durch eine entsprechende Bestimmung der Kennlinien der Rückstellmittel der Fliehgewichte und des Ver stellwegs der Fliehgewichte zwischen ihren ersten und ihren zweiten Positionen möglich ist, einerseits die Drehzahl, ab der die zweite Schwungmasse nicht mehr drehend angetrieben wird, und die Drehzahl zu defi nieren, bei deren Unterschreitung die zweite Schwung masse erneut drehend angetrieben wird. Es können auch andere Mittel, beispielsweise in hydraulischer oder elektromagnetischer Ausführung, verwendet werden, um die Werte dieser Drehzahlen zu kontrollieren oder zu ändern. Durch diese hydraulischen oder elektromagne tischen Mittel kann man beispielsweise die Drehzahl, bei deren Überschreitung die zweite Schwungmasse nicht mehr drehend angetrieben wird, und die Drehzahl erhöhen oder verringern, bei deren Unterschreitung die zweite Schwungmasse erneut drehend angetrieben wird.

In der Ausführungsart von Fig. 1 werden die Rück stellmittel 42 der Fliehgewichte über die axialen An sätze 46 des ringförmigen Teils 38 drehend angetrie ben, die mit den radialen Fingern 54 der Rückstellmittel 42 zusammenwirken.

Wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, kann als Va riante der innere Umfang der die Rückstellmittel 42 bildenden ringförmigen Membranfeder mit einer Zahnung 68 versehen sein, die dazu bestimmt ist, mit einer entsprechenden Zahnung der Schulter der ersten Schwungmasse 10 in Eingriff zu kommen, auf die die Membranfeder 42 zentriert ist.

Außerdem sind in Fig. 3 die Löcher 70 zu erkennen, die in den radialen Fingern 54 der Membranfeder für die Befestigung der Fliehgewichte 40 ausgebildet sind.

In einer anderen Variante, die in den Fig. 4, 5 und 6 schematisch dargestellt ist, können die Mittel, die am ringförmigen Teil 38 zum axialen Halten der Fliehgewichte 40 ausgebildet sind, von den Mitteln getrennt sein, die an diesem ringförmigen Teil für seine Drehverbindung mit der ersten Schwungmasse 10 ausgebildet sind. Wie in Fig. 4 schematisch darge stellt, wird zum Beispiel die zylindrische Wand 44 des Teils 38 parallel zur Achse und in Richtung der ersten Schwungmasse 10 durch Ansätze 72 für die Dreh verbindung mit der ersten Schwungmasse 10 und durch nach innen gerichtete radiale Ansätze 74 verlängert, die zum axialen Halten der Fliehgewichte 40 dienen. Die Ansätze 72 und 74 sind winklig gleichmäßig am Um fang des ringförmigen Teils 38 verteilt. Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, sind beispielsweise zwei aufeinanderfolgende axiale Ansätze 72 abwechselnd mit einem radialen Ansatz 74 ausgebildet.

Außerdem ist darauf hinzuweisen, daß die ringförmige Rippe, auf der die Fliehgewichte 40 anliegen, unter brochen sein kann, wie dies in Fig. 76 dargestellt ist.

In einer anderen Variante umfaßt das ringförmige Teil 38 nur eine zylindrische Umfangswand, entsprechend der vorgenannten Wand 44, die als radialer Halt der Fliehgewichte dient und diese daran hindert, sich un ter der Einwirkung der Fliehkräfte radial nach außen über eine bestimmte Grenze hinaus zu verschieben.

Diese als radialer Halt dienende Umfangswand kann ih rerseits auf einen Ring reduziert werden, der die Fliehgewichte außen umschließt und der vorteilhafter weise in einer ringförmigen Auskehlung oder Nut der äußeren Umfangsfläche der Fliehgewichte aufgenommen ist.

In einer anderen Ausführungsvariante, die in Fig. 7 schematisch dargestellt ist, entfällt das ringförmige Teil 38, und die Reibbeläge 36 sind and den Fliehge wichten 40 angebracht und direkt an diesen befestigt.

In diesem Fall kann die erste Schwungmasse 10 eine zylindrische Einfassung 78 umfassen, die zur zweiten Schwungmasse 30 ausgerichtet ist und in deren Innern die Fliehgewichte 40 angeordnet sind, wobei diese Einfassung 78 ein Halteorgan bildet, das die radiale Bewegung der Fliehgewichte 40 nach außen unter der Einwirkung der Fliehkraft begrenzt.

Außerdem ist zu beachten, daß die erste Schwungmasse 10 Belüftungsmittel, wie etwa Öffnungen 80, umfaßt, die eine Kühlung der ersten Schwungmasse durch Luft zirkulation ermöglichen, wobei diese Öffnungen 80 auch mit anderen Belüftungsmitteln verbunden sein können, etwa mit Luftführungskanälen oder -nuten und/oder mit Rippen oder ähnlichen Elementen, die für eine Luftzirkulation bei der Drehung der ersten Schwungmasse 10 bestimmt sind.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Öffnungen 48 der ersten Schwungmasse 10 in der Ausführungsart von Fig. 1 durchgehende Öffnungen sind, die eine Luftzir kulation zur Kühlung der ersten Schwungmasse 10 er möglichen.

In der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsvariante hat die erste Schwungmasse 10 eine relativ geringe Dicke, wobei sie aus Blech ausgeführt ist, um den axialen Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verringern. Am Schwungrad 10 ist eine ange fügte Masse 82, beispielsweise anhand von Nieten, be festigt, um diesem Schwungrad die gewünschte Dreh trägheit zu verleihen.

Im Beispiel von Fig. 8 befindet sich diese angefügte Masse 82 an der ersten Schwungmasse 10 auf der der zweiten Schwungmasse 30 abgewandten Seite und bildet die Gegenanpreßplatte eines Kupplungsmechanismus.

In diesem Beispiel ist der Anlasserzahnkranz 28 durch Schweißen am äußeren Umfangsrand der ersten Schwung masse 10 befestigt.

In einer anderen Ausführungsvariante entfallen die an den Fliehgewichten 40 befestigten Reibbeläge 36, wo bei in diesem Fall die auf der Seite der zweiten Schwungmasse 30 befindlichen radialen Flächen der Fliehgewichte 40 an die zweite Schwungmasse ange drückt werden, um sie drehend anzutreiben.

Claims

1. Schwungradvorrichtung mit einer ersten Schwungmasse (10) und einer zweiten Schwungmasse (30), die drehbar um eine gleiche Achse gelagert sind, und mit Mitteln zum reibschlüssigen Antrieb der zweiten Schwungmasse (30) durch die erste Schwungmasse (10), wobei die Mittel einerseits Fliehgewichte (40), die durch die erste Schwungmasse (10) drehend angetrieben werden und unter der Einwirkung der Fliehkraft zwischen er sten Antriebspositionen und zweiten Freigabepositio nen der zweiten Schwungmasse (30) verschiebbar sind, und andererseits Rückstellmittel (42) zur Rückstel lung der Fliehgewichte zu ihren ersten Positionen um fassen, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Schwungmasse (30) verschiebungsfest und drehbar an der ersten Schwungmasse (10) gelagert ist,
daß die Mittel für den reibschlüssigen Antrieb der zweiten Schwungmasse (30) durch die Fliehgewichte (40) gebildet oder getragen werden,
und daß die Fliehgewichte an den Rückstellmitteln (42) angebracht sind, wobei die Verschiebungen der Fliehgewichte zwischen ihren ersten und zweiten Posi tionen wenigstens teilweise in Ebenen erfolgen, die durch die Drehachse verlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Rückstellmittel ei ne ringförmige Membranfeder (42) umfassen, die an der ersten Schwungmasse (10) zur Anlage kommt und von der ein Teil (50) eine Tellerfeder bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Fliehgewichte (40) an der Membranfeder (42) befestigt sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellmittel (42) derart ausgelegt sind, daß die Kräfte, die sie auf die Fliehgewichte (40) ausüben, im Zuge der Verschiebung der Fliehgewichte zu ihren zweiten Positionen abnehmen.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Positionen der Fliehgewichte (40) durch einen Anschlag definiert sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (40) mit ringförmigen Mitteln (38) ver bunden sind, die ihre radiale Verschiebung nach außen unter der Einwirkung der Fliehkraft begrenzen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die besagten Mittel zur Begrenzung der radialen Verschiebung der Fliehgewich te (40) ein starres ringförmiges Teil (38) umfassen, das mit einer radialen Wand ausgebildet ist, die sich zwischen den Fliehgewichten und der zweiten Schwung masse (30) erstreckt und gegen die die Fliehgewichte (40) durch die Rückstellmittel (42) angedrückt wer den.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Fliehgewichte (40) an einer durchgehenden oder unterbrochenen kreisför migen Rippe (76) der radialen Wand des ringförmigen Teils (38) zur Anlage kommen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Wand des besagten ringförmigen Teils (38) Reibbeläge (36) auf ihrer zur zweiten Schwungmasse (30) gerichteten Fläche trägt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte ringförmige Teil (38) axiale Ansätze (46, 72) für die Drehverbindung mit der ersten Schwungmasse (10) umfaßt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte ringförmige Teil (38) Mittel (56, 74) zum axialen Halten der besagten Fliehgewichte (40) und/oder ihrer Rückstellmittel (42) umfaßt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte ringförmige Teil (38) Mittel (46, 56) für den Drehantrieb der Rückstellmittel (42) der Fliehgewich te (40) umfaßt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellmittel (42) der Fliehgewichte (40) durch formschlüssiges Zusammenwirken mit der ersten Schwungmasse (10) drehend angetrieben werden.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellmittel (42) der Fliehgewichte (40) durch ei ne auf einer zylindrischen Sitzfläche (34) der ersten Schwungmasse (10) angebrachte Federscheibe (52) in Anlage an der ersten Schwungmasse (10) gehalten wer den.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge kennzeichnet, daß sich die besagte Feder scheibe (52) in elastischer Anlage an einem ortsfe sten Ring (62) eines Lagers (32) zur drehbaren Lagerung der zweiten Schwungmasse (30) an der ersten Schwungmasse (10) befindet, wobei sich dieser ortsfe ste Ring (62) in Anlage an einem Ring (64) befindet, der in einer Auskehlung der zylindrischen Sitzfläche (34) der ersten Schwungmasse auf der der besagten Fe derscheibe (52) abgewandten Seite eingesetzt ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schwungmasse (10) Mittel (48, 80) zur Kühlung, insbesondere durch Luftzirkulation, enthält.

17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schwungmasse (10) aus Blech ausgeführt ist und eine angefügte Masse (82) umfaßt.

18. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Schwungrad einer Reibungskupplung bildet, wobei die erste Schwungmasse (10) an einer treibenden Wel le, beispielsweise an der Kurbelwelle eines Verbren nungsmotors, befestigt ist oder durch diese angetrie ben wird und eine Gegenanpreßplatte eines Kupplungsmechanismus (14) bildet.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine der Schwungmassen eines Zweimassen-Dämpfungs schwungrads für eine Reibungskupplung bildet, wobei dieses Zweimassen-Dämpfungsschwungrad eine durch eine treibende Welle angetriebene Primärschwungmasse und eine Sekundärschwungmasse umfaßt, die mit der Primär schwungmasse durch einen Drehmomentbegrenzer verbun den ist und die Gegenanpreßplatte eines Kupplungsme chanismus bildet.