DE10102384A1 - Doppelmassiges schwingungsdämpfendes Schwungrad für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Doppelmassiges schwingungsdämpfendes Schwungrad mit einer Primärmasse (12), einer Sekundärmasse (14), die mit der Primärmasse (12) verbunden ist, einer Antriebsplatte (16), die eine charakteristische Form aufweist und zwischen der Primärmasse (12) und der Sekundärmasse (14) positioniert ist, und die in Erwiderung auf eine Drehung der Primärmasse (12) gedreht wird, und einer Federanordnung (24), die an ihrem einen Ende ein Rollenteil (42) aufweist, das mit der charakteristischen Form der Antriebsplatte in Kontakt steht und die Federanordnung (24) auf die Drehung der Antriebsplatte (16) hin zusammendrückt, die frei die Drehmomentcharakteristikkurve der Feder über eine Kreis- oder Bogenform steuert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwungrad mit einer Vorrichtung zum Absorbieren von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges.

Darüberhinaus betrifft die Erfindung eine Druckfeder­ anordnung mit einem Rollenteil in Verbindung mit einer Antriebsplatte, wobei die Druckfederanordnung und das Rollen­ teil mit der Antriebsplatte zusammenwirken, um Drehschwingungen von dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges zu absorbieren. Daher wird ein Rollenreibungsdämpfer geschaffen, bei dem eine optimale Hysterese für eine Dämpfungswirkung erreicht wird.

Insgesamt ist bei einem Motor der Expansionshub nur ein Ausstoßhub und ein Ansaughub. Ein Kompressionshub und ein Auslaßhub sind ein reduzierter Ausstoßhub. Bei einem Expansionshub wird die Drehwirkung einer Antriebsplatte erhöht und/oder verringert, so daß die Motordrehzahl periodisch variiert. Der bekannte Schwingungsdämpfer wird angewendet, um den oben genannten Faktor der periodischen Veränderlichkeit der Motordrehzahl zu verhindern.

Die Trägheitskraft des herkömmlichen Schwungrades wird verwendet, um die schwankende Rotationskraft der Antriebsplatte zu verändern.

Mit der Erfindung werden die Wirkungen der Antriebsplatte genutzt und ihre charakteristische Form geschaffen und/oder verwendet. Speziell kann beim Drehen eines Dämpfers eines doppelmassigen schwingungsdämpfenden Schwungrades für ein Kraftfahrzeug die optimale Schwingungsdämpfungswirkung durch Realisierung ihrer Hysterese erreicht werden. Es wurde eine ideale Drehmomentkurve benötigt, um die Stoßabsorptionswirkung des doppelmassigen Schwungrades zu erreichen. Dies kann durch Steuerung der Funktion einer Antriebsplatte entsprechend der Motorcharakteristik und/oder dem Fahrzustand des Kraftfahrzeuges erreicht werden.

Dementsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, ein doppelmassiges Schwungrad zu schaffen, welches Drehschwingungen von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges absorbiert.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein doppelmassiges Schwungrad zu schaffen, bei dem deren Antriebsplatte eine charakteristische Form aufweist.

Es ist noch ein anderes Ziel der Erfindung, ein doppel­ massiges Schwungrad zu schaffen, bei dem die charakteristische Form der Antriebsplatte mit einer Druckfederanordnung zusammenwirkt.

Es ist noch ein anderes Ziel der Erfindung, ein doppel­ massiges Schwungrad zu schaffen, bei dem die Druckfederanord­ nung an zumindest ihrem einem Ende eine Rolle aufweist, wobei die Rolle der charakteristischen Form der Antriebsplatte folgt.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein doppelmassiges Schwungrad zum Absorbieren von Drehschwingungen von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, welches leicht zu fertigen und einfach zu verwenden ist.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch ein doppel­ massiges schwingungsdämpfendes Schwungrad mit einer Primärmasse und einer Sekundärmasse, die mit der Primärmasse verbunden ist. Eine Antriebsplatte, die eine charakteristische Form aufweist, ist zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse positioniert und wird in Erwiderung auf eine Drehung der Primärmasse gedreht. Eine Federanordnung ist vorgesehen, die an ihrem einen Ende ein Rollenteil aufweist, das mit der charakteristischen Form der Antriebsplatte in Kontakt steht und die Federanordnung auf die Drehung der Antriebsplatte hin zusammendrückt. Die Antriebsplatte ist axtförmig ausgebildet, so daß das Rollenteil der Federanordnung auf die Drehung der Antriebsplatte und der Primärmasse hin in Kontakt mit der charakteristischen Form der Antriebsplatte rollt. Die Federanordnung und das Abrollen des Rollenteils auf der charakteristischen Form der Antriebsplatte bewirken eine Schwingungsdämpfung des doppelmassigen Schwungrades.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht eines doppelmassigen Schwungrades gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein teilweise weggebrochene Vorderansicht des Schwungrades aus Fig. 1 im zusammengebauten Zustand;

Fig. 3 eine Antriebsplatte des Schwungrades aus Fig. 1;

Fig. 4a eine Draufsicht eines Rollenteils des Schwungrades aus Fig. 1;

Fig. 4b eine Seitenansicht des Rollenteils aus Fig. 4a;

Fig. 5a eine Vorderansicht einer Primärmasse des Schwungrades aus Fig. 1;

Fig. 5b einen Schnitt der Primärmasse aus Fig. 5a;

Fig. 6a eine Vorderansicht einer Sekundärmasse des Schwungrades aus Fig. 1;

Fig. 6b einen Schnitt der Sekundärmasse aus Fig. 6a;

Fig. 7 ein Diagramm, welches die Variation der Winkelbeschleunigung der Getriebeantriebswelle zeigt, wenn das doppelmassige Schwungrad gemäß der Erfindung angebaut und nicht angebaut ist; und

Fig. 8 ein Diagramm, welches eine optimale Hysterese zeigt, die mit dem Schwungrad gemäß der Erfindung realisiert wird.

Mit Bezug auf die Zeichnung wird ein doppelmassiges Schwungrad gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erläutert.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist ein doppelmassiges Schwungrad 10 eine Primärmasse 12 und eine Sekundärmasse 14 auf, welche jeweils an einander gegenüberliegenden Seiten einer Antriebsplatte 16 positioniert sind. Die Primärmasse 12 und die Sekundärmasse 14 sind mittels Nieten 18 mit der Antriebsplatte 16 verbunden, wobei die Verbindung auch in anderer Weise durch geeignete bekannte Mittel erfolgen kann.

Eine Abdeckung 20 ist derart ausgebildet, daß sie die Primärmasse 12 umgibt und einen Federsitz oder -gehäuse 22 an der Antriebsplatte 16 abdeckt. Der Federsitz 22 ist entsprechend der speziellen Form einer Feder im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet.

Eine Federanordnung 24 weist eine Hauptfeder 26 und eine Nebenfeder 28 auf, die längs im Inneren der Hauptfeder 26 angebracht ist. Die Primärmasse 12 und die Abdeckung 20 sind mittels Nieten 18 miteinander verbunden. Der Federsitz 22 ist mit einem Schmiermittel 30, wie Fett oder dergleichen, gefüllt und mit einer Kappe 32 abgedichtet.

Eine Innenfläche der Primärmasse 12 kann an einem Drehmomentbegrenzer 34 abgestützt sein, der einen maximalen Druck der Federanordnung 24 erreichen kann, um die Federkraft der Federanordnung 24 zu verteilen.

Eine Nabenplatte 36, ein Kugellager 38 und ein Nadellager 40 werden nicht weiter ausführlich erläutert, da ihre Funktionen bekannt sind.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist ein Rollenteil 42 an dem Ende der Federanordnung 24 montiert und steht in Flächen­ eingriff mit der Antriebsplatte 16, die wie in Fig. 3 ersichtlich ausgebildet ist. Das Rollenteil 42 ist durch die Federanordnung 24 derart abgestützt, daß die Hauptfeder 24 und die Nebenfeder 26 am Ende eines bogenförmigen Abschnitts 44 der Antriebsplatte 16 anliegen. In den Fig. 4a und 4b ist das Rollenteil 42 detailliert gezeigt, an dem das Ende der Antriebsplatte 16 abgestützt ist, wobei das Rollenteil 42 ein Nietloch 46 aufweist, über welches mittels eines Nietes die Sekundärmasse 14 verbunden ist, welche an der Außenseite der Nabenplatte 36 durch die Kugellager 38 befestigt ist.

Die Arbeitsweise des Schwungrades ist derart, daß bei Erzeugung einer Drehmomentschwankung des Motors eine Dreh­ wirkung der Primärmasse 12 erhöht wird, so daß eine rotierende Relativbewegung der Antriebsplatte 16 eintreten kann. Daher drückt, wenn das Rollenteil 42 gegen die Antriebsplatte 16 rollt, diese die Federanordnung 24 durch die Relativbewegung der Federn 26, 28 zusammen. Der Kompressionspunkt, an dem die Antriebsplatte 16 die Federn 26, 28 zusammendrückt, kann sich ändern, und das Rollenteil 42 rollt über die Fläche der Antriebsplatte 16, um diese Änderung anzupassen. Wenn sich die Antriebsplatte 16 dreht, kann sich das Kompressionsvolumen ändern. Wenn sich die Geometrie der Antriebsplatte 16 ändert, wird der Drehwinkel beibehalten, jedoch das in den Federn 26, 28 gespeicherte Drehmoment ist verschieden.

Die Geometrie der Antriebsplatte 16 ist entsprechend der Motorcharakteristik gestaltet. Es ist möglich, daß ein optimales Drehmoment erreicht werden kann. Gemäß der Erfindung ist der Abschnitt 44 der Antriebsplatte 16 bogenförmig gestaltet. Es ist jedoch auch möglich, alternativ andere geeignete Formen des Abschnitts 44 zu gestalten.

Die Fig. 5a und 5b zeigen die Primärmasse 12, an deren einer Seite die Druckfederanordnung 24 montiert ist. Die Primärmasse 12 kann die Antriebsplatte 16 in Verbindung mit der Abdeckung 20 umschließen.

Die Fig. 6a und 6b zeigen die Sekundärmasse 14, die an der der Primärmasse 12 gegenüberliegenden Seite der Antriebsplatte 16 angeordnet ist.

Fig. 7 stellt die Variation des Graphen der Winkel­ beschleunigung der Getriebeantriebswelle dar, die variiert, wenn ein doppelmassiges Schwungrad angebaut ist (Linie 50) und nicht angebaut ist (Linie 52). Das Drehmoment ist die Winkelbeschleunigung der Getriebeantriebswelle.

Die Schwingungsdämpfung des Schwungrades ist gezeigt als Graph, der die Drehmomentschwankung darstellt, wenn ein herkömmliches Schwungrad angebaut ist und ein doppelmassiges Schwungrad angebaut ist. Wenn das doppelmassige Schwungrad angebaut ist, werden die Drehschwingungen erheblich mehr verringert.

Fig. 8 stellt eine Hysterese dar, welche durch das doppelmassige Schwungrad gemäß der Erfindung realisiert wird. Speziell kann, wenn sich der Stoßwinkel erhöht, das Drehmoment die Steigung dreier Bereiche ändern, nämlich des Leerlauf­ bereichs, des Fahrbereichs und des Lastbereichs. Die Hysterese kann entsprechend der Größe und der Geometrie der Antriebs­ platte 16 verändert werden. Die herkömmliche Hysterese des Fahrbereichs ist eine Kurve mit geringem Anstieg.

Dementsprechend betrifft die Erfindung ein doppelmassiges schwingungsdämpfendes Schwungrad, welches durch die Gestaltung einer Vorrichtung mit einem Rollenreibungsdämpfer eine wichtige Rolle bei der Schwingungsdämpfung spielt. Das Schwungrad gemäß der Erfindung weist eine Druckfederanordnung, eine Rolle und eine Antriebsplatte auf, die in Kombination miteinander eine Drehmomentkurve entsprechend der Motorcharakteristik und/oder dem Fahrzustand steuern können und die sich in Verbindung mit der Rolle 42 drehen können.

Daher kann beim Drehen eines Dämpfers eines doppelmassigen schwingungsdämpfenden Schwungrades für ein Kraftfahrzeug die optimale Schwingungsdämpfungswirkung durch einfaches Realisieren einer optimalen Hysterese erreicht werden. Darüberhinaus können die Herstellungskosten durch Vereinfachung der benötigten Teile des Schwungrades, die für die Schaffung der optimalen Schwingungsdämpfungswirkung verwendet werden, reduziert werden.

Die Druckfeder ist aus einem Federteil konstruiert, und die Druckfederanordnung ist mit einem Schmiermittel, wie Fett, gefüllt, um die Abnutzung der Federanordnung zu verhindern.

Dementsprechend ermöglichen die Rolle und die Führung den Druck der Federanordnung durch Drehung der Antriebsplatte, und die Antriebsplatte und das doppelmassige Schwungrad sind mittels eines Nietes miteinander verbunden. Die Antriebsplatte kann sich relativ zu der Primärmasse drehen, um vollständig die schlagartige Drehmomentreduzierung des Motors zu reduzieren und die Drehschwingungen des Motors im Antriebsstrang zu dämpfen. Auch wird die Druckfederanordnung durch die Federführung abgestützt, so daß die Stabilität, Festigkeit und Biege­ steifigkeit der Feder erreicht werden können.

Es ist möglich, die Drehmomentkurve des doppelmassigen Schwungrades durch die Geometrie der Antriebsplatte leicht zu realisieren, und es ist auch möglich, die Dämpfung der Hysterese entsprechend der Oberflächenrauheit der Rolle zu steuern.

Claims (10)

1. Doppelmassiges schwingungsdämpfendes Schwungrad mit einer Primärmasse (12), einer Sekundärmasse (14), die mit der Primärmasse (12) verbunden ist, einer Antriebsplatte (16), die eine charakteristische Form aufweist und zwischen der Primärmasse (12) und der Sekundärmasse (14) positioniert ist, und die in Erwiderung auf eine Drehung der Primärmasse (12) gedreht wird, und einer Federanordnung (24), die an ihrem einen Ende ein Rollenteil (42) aufweist, das mit der charakteristischen Form der Antriebsplatte in Kontakt steht und die Federanordnung (24) auf die Drehung der Antriebsplatte (16) hin zusammendrückt, die frei die Drehmomentcharakteristikkurve der Feder über eine Kreis- oder Bogenform steuert.

2. Schwungrad nach Anspruch 1, wobei die Antriebsplatte (16) axtförmig ausgebildet ist.

3. Schwungrad nach Anspruch 1, wobei die Antriebsplatte (16) bogenförmig ausgebildet ist.

4. Schwungrad nach Anspruch 1, wobei die Federanordnung (24) eine Hauptfeder (26) und eine Nebenfeder (28) aufweist, die längs in der Hauptfeder (26) untergebracht ist.

5. Schwungrad nach Anspruch 1, wobei das Rollenteil (42) zumindest eine Rolle aufweist, die an einem Ende der Feder­ anordnung (24) positioniert ist, um mit der charakteristischen Form der Antriebsplatte (16) in Kontakt zu stehen.

6. Schwungrad nach Anspruch 1, ferner mit einem Führungsgehäuse (22) für die Federanordnung (24), wobei das Führungsgehäuse (22) ein Verdrehen der Federanordnung (24) bei deren Zusammendrücken verhindert.

7. Schwungrad nach Anspruch 6, ferner mit einem Schmier­ mittel (30), das in das Führungsgehäuse (22) eingebracht ist, wobei das Schmiermittel (30) eine Dämpfungswirkung durch Vorsehen von Reibung zwischen dem Führungsgehäuse (22) und der Federanordnung (24) gibt.

8. Schwungrad nach Anspruch 1, wobei die Antriebsplatte (16) einem Drehmomentstoß eines Motors entgegenwirkt, um sich leicht durch einen Drehmomentbegrenzer (34) mit einer weichen Eigenschaft zu drehen.

9. Schwungrad nach Anspruch 1, wobei eine Hysterese durch Steuerung der Oberflächenrauheit der Antriebsplatte (16) und durch den Kontakt des Rollenteils (42) mit der charakteristischen Form der Antriebsplatte (16) gesteuert wird.

10. Doppelmassiges schwingungsdämpfendes Schwungrad mit einer Primärmasse (12), die an der Außenseite einer Nabenplatte (36) montiert ist, die mit einer Motorkurbelwelle verbunden ist, einer Antriebsplatte (16), die einen Nietkopf und eine Kurbelwelle aufweist, und die an der gegenüberliegenden Seite der Primärmasse (12) positioniert ist und an der Außenseite der Nabenplatte (36) montiert ist, einer Abdeckung (20), die derart ausgebildet ist, daß sie die Primärmasse (12) umgibt und mit der Primärmasse (12) vernietet ist, einer Hauptfeder (26) und einer Nebenfeder (28), die an einem Federsitz (22) montiert sind, der zwischen der Primärmasse (12) und der Abdeckung (20) ausgebildet ist, um eine Stabilität, Festigkeit und Biegesteifigkeit zu erreichen, einem Rollenteil (42), das an einem Ende der Federanordnung montiert ist und über die Oberfläche der Antriebsplatte (16) rollt, einer Sekundärmasse (14), die mit der Antriebsplatte (16) über eine Niet/Nietloch- Verbindung verbunden ist und an der Außenseite der Nabenplatte (36) durch Kugellager (38) befestigt ist, und einer Federführung, welche die Hauptfeder (26) und die Nebenfeder (28) abstützt, um ein doppelmassiges Schwungrad zum Absorbieren von Drehschwingungen von einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges zu schaffen.