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Die
Erfindung betrifft ein Schwungrad für einen Antriebsstrang
eines Kraftfahrzeuges.
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Aus
der Praxis ist es bekannt, dass in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges
Feder- und Dämpfungssysteme integriert werden. Werden allerdings
solche Feder- und Dämpfungssysteme eingesetzt, ist deren
Schwingungsverhalten zu beachten. Zu beachten ist auch, dass die
Feder- und Dämpfungssysteme das Nennmoment übertragen
müssen und dass bei niedrigen Drehzahlen hohe Drehungleichförmigkeiten
in einer Antriebsmaschine auftreten und auf den Antriebsstrang übertragen
werden auftreten können. Um die Übertragung des
Nennmomentes über eine Federung gewährleisten
zu können sind verhältnismäßig
starre Federn erforderlich, beispielsweise bei einem Nennmoment
von 600 Nm Federn mit einer Federrate von 50 Nm/Grad Verdrehung.
Solche Federn führen allerdings dazu, dass nur geringe
Drehungleichförmigkeiten ausgeglichen werden können.
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Aus
der
DE 35 45 857 C1 sind
Zwei-Massen-Schwungräder mit Feder- und Dämpfungssystemen
bekannt, bei denen in Wirkrichtung eine Federung mit einem oder
mehreren Dämpfern, die als Rutschkupplungen ausgebildet
sind, zur Verbindung eines ersten Schwungradelementes und eines
zweiten Schwungradelementes derart in Reihe geschaltet ist, dass
die Resonanzfrequenz möglichst etwas unterhalb der Leerlaufdrehzahl
eines Antriebsmaschine liegt, so dass die Resonanzfrequenz praktisch
nur beim Starten der Antriebsmaschine angeregt werden kann. Die
in Wirkrichtung eine Federung ist dabei durch mehrere parallel geschaltete
Federelemente, nämlich durch Schraubendruckfedern aufgebaut.
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Aus
der
DE 36 09 149 C2 ist
ein weiteres Zwei-Massen-Schwungrad mit Feder- und Dämpfungssystem
bekannt, bei dem in Wirkrichtung zwei Federungen mit mehreren Dämpfern
parallel und in Reihe geschaltet sind. Eine erste Federung kann
dabei zusammen mit einem ersten Dämpfer als eine erste
gedämpfte Stufe bezeichnet werden, und eine zweite Federung
kann zusammen mit einem zweiten Dämpfer als eine zweite
gedämpfte Stufe bezeichnet werden. Dadurch soll die Dämpfung
ohne Momentensprung einsetzen.
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Es
hat sich gezeigt, dass das Betriebsverhalten von mit bekannten Schwungrädern
versehenen Antriebssträngen unbefriedigend ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schwungrad zur Verfügung
zu stellen, mit welchem das Betriebsverhalten eines Antriebsstrangs insbesondere
bei einem Belastungswechsel zwischen Zug- und Schubbetrieb verbessert
werden kann.
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Die
Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit
den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Gemäß der
Erfindung ist bei einem Schwungrad mit einem ersten Schwungradelement, einem
zweiten Schwungradelement sowie einem dazwischen angeordneten Feder-
und Dämpfungssystem, welches eine erste und eine zweite
Stufe aufweist, vorgesehen, dass die erste Stufe als nicht-federnde
Dämpfungsstufe ausgebildet und dass die zweite Stufe dämpfungsarm,
insbesondere dämpfungsfrei ausgebildet ist. In der ersten
Stufe wird also bewußt auf Federelemente, die im Betrieb
insbesondere bei hohen Drehzahlen zu einer Selbsthemmung mit der
Folge von Freiwegen neigen, verzichtet, und es ist statt derer eine
Dämpfung vorgesehen, die nicht nur in einer Startphase
wie eine ganz flache Feder mit einer Federrate 0 Nm/Grad wirkt sondern auch
bei Lastwechseln bei hoher Drehzahl ihre Wirkung entfaltet und damit
das Betriebsverhalten verbessert.
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Es
ist ein Vorteil der Erfindung, dass durch eine dämpfungsarme,
insbesondere dämpfungsfreie Stufe erreicht wird, dass im
allgemeinen Fahrbetrieb auftretende unterschiedliche Drehzahlen
durch Laständerungen geringeren Umfang, insbesondere ohne
Vorzeichenwechsel praktisch ungedämpft bleiben und somit
einem Antriebsstrang Energie durch Dämpfungselemente nicht
entzogen wird, wodurch der Wirkungsgrad eines Antriebsstrangs bei
gleichzeitig gutem Schwingungsverhalten verbessert werden kann,
denn bei Laständerungen geringeren Umfangs, insbesondere
ohne Vorzeichenwechsel bleibt die erste Stufe im Wesentlich inaktiv.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Dämpfungsstufe einen Anschlag aufweist. Mit einem Anschlag
eine zu dämpfende Rotations-Relativbewegung begrenzt, wodurch
der durch Dämpfung, insbesondere Reibung einem Antriebsstrang
entzogene Energie begrenzt und insbesondere eine dämpfungsfreie Übertragung
des Nennmomentes wird, wodurch der Wirkungsgrand des Antriebsstrangs
gesteigert werden kann.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die zweite Stufe mindestens ein erstes, vorzugsweise mehrere
Druckfederpaare aufweist. Auf diese Weise läßt sich
die zweite Stufe sehr reibungsarm, insbesondere reibungsfrei ausführen.
Eine solche Ausgestaltung, bei der vorzugsweise zylindrische Druckfedern verwendet
werden, ist besonders reibungsarm, insbesondere reibungsfrei und
damit dämpfungsarm bzw. dämpfungsfrei ausführbar.
Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, anstelle
von Druckfederpaaren Biegedrehfedern zu verwenden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die erste und die zweite Stufe bezüglich einer gemeinsamen Rotationsachse
auf unterschiedlichen Wirkradien angeordnet sind, wobei die zweite
Stufe vorzugsweise auf einem größeren Wirkradius
und insbesondere gegenüber der ersten Stufe radial außen
angeordnet ist. Somit steht für Federn der zweiten Stufe
verhältnismäßig viel Bauraum zur Verfügung,
so dass entsprechend große Verdrehwinkel konstruktiv vorgesehen
werden können. Bei einer solchen Ausgestaltung lässt
sich gleichwohl das erfindungsgemäße Schwungrad
insgesamt mit einem kleinen Bauraum realisieren.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass eine dritte Stufe vorgesehen ist, die als reibungsarme, insbesondere
reibungsfreie Entkopplungsstufe ausgebildet und zu der ersten Stufe,
der zweiten Stufe bezüglich der ersten Stufe gegenüberliegend
vorzugsweise sekundärseitig in Reihe geschaltet ist. Durch
die dritte Stufe, lassen sich in der Dämpfungsstufe besonders
hohe Dämpfungen realisieren, wobei dies allerdings nicht
zu Wirkungsgradeinbußen eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges
führt, wobei zu beachten ist, dass durch die zweite Stufe
im Fahrbetrieb eine dämpfungsarme, insbesondere dämpfungsfreie
Verbindung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite des
Schwungrades bereitgestellt ist, die auch als Fahrbetriebs-Entkopplung
bezeichnet werden kann.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die erste Stufe mindestens einen ersten und einen zweiten Dämpfungsbereich
aufweist, wobei vorzugsweise die Wirkung der Dämpfungsbereiche
in Abhängigkeit von einem Verdrehwinkel einsetzt, wobei
dazu vorzugsweise der zweite Dämpfungsbereich Wirkelemente
aufweist, die erst nach Durchlaufen eines Verdrehspiels ihre Wirkung
entfalten. Durch eine solche, als progressiv zu bezeichnende Dämpfung,
bei der die Dämpfung insbesondere schrittweise erhöht
wird, werden Energieauskopplungen aus dem Antriebsstrang auf das
notwendige Minimum reduziert.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die erste Stufe mindestens ein Dämpfungselement aufweist, dessen
Dämpfung mit zunehmender Fliehkraft ansteigt. Dadurch ist
es möglich, eine der Start- bzw. Fahrsituationen angepasste
Dämpfung bereitzustellen, wodurch übermäßigen
Energieauskopplungen aus dem Antriebsstrang gezielt entgegen gewirkt werden
kann. Eine Dämpfung in Abhängigkeit von der Fliehkraft
ist insbesondere bei Lastwechseln bei hoher Drehzahl vorteilhaft.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung
im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
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Dabei
zeigen:
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1 Ein
Ersatzschaltbild einer besonders bevorzugten ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Schwungrades,
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2 ein
Ersatzschaltbild einer besonders bevorzugten zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Schwungrades,
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3 ein
Ersatzschaltbild einer besonders bevorzugten dritten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Schwungrades und
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4 ein
Diagramm zur Veranschaulichung der Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Schwungrades.
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In
den Ersatzschaltbild einer besonders bevorzugten ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Schwungrades 100 gemäß 1 sind
ein erstes Schwungradelement 102 und ein zweites Schwungradelement 104 gezeigt,
die über ein dazwischen angeordnetes Feder- und Dämpfungssystem 106 miteinander
verbunden sind. Das Feder- und Dämpfungssystem 106 weist
eine erste Stufe 108, die als Startstufe 110 ausgebildet
ist, sowie eine zweite Stufe 112 auf, die als Fahrbetriebs-Entkopplung 114 ausgebildet
ist.
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In
dem Feder- und Dämpfungssystem 106, die in einem
gemeinsamen Gehäuse (nicht gezeigt) ausgebildet sind, sind
die erste und die zweite Stufe 108, 112 in Reihe
geschaltet, wobei die Verbindung über ein Rotationselement 116 hergestellt
ist.
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Innerhalb
des Gehäuses sitzt die zweite Stufe 112, die ausgangsseitig
mit dem zweiten als Rotationsmassekörper ausgebildeten
Schwungradelement 104 verbunden ist, radial außerhalb
der ersten Stufe 108, die ihrerseits eingangsseitig mit
dem ersten Schwungradelement 102 verbunden ist, welches wiederum
als Rotationsmasseelement ausgebildet ist.
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Die
zweite Stufe 112 ist aus mehreren reibungsfreien Druckfederpaaren 118 aufgebaut,
wobei die Druckfederpaare 118 in Käfigen (nicht
gezeigt) angeordnet sind, die einerseits durch eine Eingangsscheibe 120 und
andererseits durch eine mit dem Rotationselement 116 verbundene
Ausgangsscheibe 122 gebildet sind. Im Innern der Käfige
stützen sich eine erste Druckfeder 124 und eine
zweite Druckfeder 126 der Druckfederpaare 118 an
einem Nulllageelement 128 ab. Erste und zweite Druckfedern 124, 126 sind
dabei also in Reihe geschaltet.
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Die
erste Stufe 108, die als nicht-federnde Dämpfungsstufe
ausgebildet ist, ist ohne Federelemente ausgebildet. Die erste Stufe
weist jedoch einen Anschlag 130 auf, der nach Art einer
Steuerscheibe ausgebildet ist und ein Verdrehen der ersten Stufe 108 (Dämpfungsstufe)
auf einen maximalen Verdrehwinkel begrenzt. Der Anschlag ist durch
eine erste und eine zweite Scheibe 131, 132 gebildet,
die um einen vorbestimmten Winkel gegeneinander um eine gemeinsame
Achse verdrehbar sind.
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Darüber
hinaus weist die erste Stufe 108 ein erstes Dämpfungselement 134 sowie
ein zweites Dämpfungselement 136 auf, die zueinander
parallel geschaltet sind. Das erste Dämpfungselement 134 ist
ein Reibungselement, welches aus Reiblamellen (nicht gezeigt) aufgebaut
ist, welche bei jeder Verdrehung einer Ausgangsseite 138 relativ
zu einer Eingangsseite 140 eine Reibung und damit eine
Dämpfung erzeugen. Durch das erste Dämpfungselement 134 wird
so ein erster Dämpfungsbereich geschaffen. Auch das zweite
Dämpfungselement 136 weist Reiblamellen (nicht
gezeigt) auf, welche jedoch erst nach Durchlaufen eines Verdrehspiels
ihre Reibungs- und damit Dämpfungswirkung entfalten. Das erste
und/oder das zweite Dämpfungselement 134, 136 ist
mit einer Fliehkraftverstärkung ausgeführt, welche
durch eine Art Pendel, welches auf eine oder mehrere in Achsrichtung
verschiebbare Reiblamellen wirkt, in konstruktiv einfacher Weise
bereitgestellt werden kann.
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Die
ersten und zweiten Druckfedern 124, 126 weisen
eine Federrate von 50 Nm/Grad Drehwinkel auf, so dass die Resonanzfrequenz
des Schwungrades im Bereich von 300 bis 400 U/min liegt.
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Die
Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schwungrades,
zu deren Erläuterung das Diagramm in 4 dient,
ist damit wie folgt.
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Es
soll eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges in dem Betriebspunkt „0” gestartet
werden, sind die Drehzahl und das von der Brennkraftmaschine abgegebene
Drehmoment M zunächst 0. In dem Intervall zwischen den
Betriebspunkten „0” und „1” dreht
ein Anlasser die Brennkraftmaschine bis in einen Bereich von etwa
150 bis 250 U/min, insbesondere 180 U/min, derart, dass ab diesem
Zeitpunkt Zündungen eines Verbrennungsgemisches erfolgen
können. In dem Intervall zwischen dem Betriebspunkten „1” und „2” erreicht
die Brennkraftmaschine ihre Lehrlaufdrehzahl von etwa 750 U/min, wobei
in den Intervallen „0”–„1” und „1”–„2” auftretende
Drehungleichförmigkeiten in der Startstufe 110 gedämpft
werden.
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Hat
die Brennkraftmaschine ihre Leerlaufdrehzahl erreicht, kann in einem
Intervall „2”–„3” eine Aktion
des Fahrbetriebes durchgeführt werden, wobei die Brennkraftmaschine
ein positives Moment abgibt und beispielsweise auf eine Drehzahl
von 1500 U/min beschleunigt wird. In dem Intervall „2”–„3” auftretende
Drehungleichförmigkeiten werden durch die zweite Stufe 112,
die als Fahrbetriebs-Entkopplung 114 ausgebildet ist, von
dem Antriebsstrang entkoppelt, wobei die Fahrbetriebs-Entkoppelung 114 dämpfungsfrei
arbeitet und sich die Startstufe 114 in einer Anschlagsposition
befindet, so dass keine Dämpfung auftritt.
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Ergibt
sich nun eine Betriebssituation, beispielsweise ein Fahren hinter
einem anderen Fahrzeug, in der ein Fahrzeug aus einem Zugbetrieb,
das heißt aus einer Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine
(Moment „plus”) in einen Schubbetrieb wechseln
muss (Moment „minus”) – wie in dem Intervall „3”–„4” gezeigt,
wirkt neben der Fahrbetriebs-Entkopplung 114 auch die Startstufe 110,
in dem in der Startstufe 110 eine Dämpfung erfolgt.
Eine solche Wirkung zeigen Schwungräder gemäß dem
Stand der Technik nicht, denn bei diesen befinden sich die vorhandenen
Dämpfungsfedern, die als Bogenfedern ausgebildet sind,
in einem Zustand der Selbsthemmung und fallen durch einen Freiweg
durch, was wegen der notwendigerweise harten Federn der Fahrbetriebs-Entkopplung 114 zu
einem Brummen und zu Schlägen führt, die auch
mit einem Verschleiß verbunden sind. Dagegen wirkt die
Startstufe 110 gemäß der Erfindung mit
ihrem gezielten Einsatz eines reibungsbehafteten Verdrehspieles
dämpfend, und sie verbessert damit das Betriebsverhalten
des Antriebsstrangs. Die Startstufe 110 wirkt in gleicher
Weise bei einer erneuten Leistungsabforderung im Intervall „4”–„5”,
so dass die Startstufe 110 mehr ist, als eine einfache
Startstufe gemäß dem Stand der Technik.
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Ein
erfindungsgemäßes Schwungrad 200 gemäß einer
in 2 anhand eines Ersatzschaltbildes gezeigten besonders
bevorzugten zweiten Ausführungsform unterscheidet sich
von dem Schwungrad 100 gemäß der ersten
Ausführungsform lediglich dadurch, dass die Positionen
der ersten und zweiten Stufe 108, 112 bezüglich
der Schwungradelemente getauscht ist, wobei dies auch mit einer
Vertauschung der räumlichen Lage innerhalb des Schwungrades
einhergeht. Für Elemente der zweiten Ausführungsform,
die Elementen der ersten Ausführungsform entsprechen, sind
daher Bezugszeichen verwendet worden, die gegenüber der
ersten Ausführungsform um 100 erhöht
sind. Auf die entsprechende Beschreibung wird hiermit ausdrücklich
verwiesen und Bezug genommen.
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Die
Funktion des Schwungrades 200 ist entsprechend der Funktion
des ersten Schwungrades 100, wobei wiederum auch die Startstufe 210 nicht nur
in einer Startphase Wirkung entfaltet.
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Wie
die besonders bevorzugte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Schwungrades 100 weist die besonders bevorzugte zweite
Ausführungsform ein erstes Schwungradelement 202 und ein
zweites Schwungradelement 204 gezeigt, die über
ein dazwischen angeordnetes Feder- und Dämpfungssystem 206 miteinander
verbunden sind. Das Feder- und Dämpfungssystem 206 weist
eine erste Stufe 208, die als Startstufe 210 ausgebildet
ist, sowie eine zweite Stufe 212 auf, die als Fahrbetriebs-Entkopplung 214 ausgebildet
ist.
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In
dem Feder- und Dämpfungssystem 206 sind die erste
und die zweite Stufe 208, 212, die in einem gemeinsamen
Gehäuse (nicht gezeigt) ausgebildet sind, in Reihe geschaltet,
wobei die Verbindung über ein Rotationselement 216 hergestellt
ist.
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Innerhalb
des Gehäuses sitzt die zweite Stufe 212, die eingangsseitig
mit dem ersten, als Rotationsmassekörper ausgebildeten
Schwungradelement 202 verbunden ist, radial innerhalb der
ersten Stufe 208, die ihrerseits ausgangsseitig mit dem
zweiten Schwungradelement 204 verbunden ist, welches wiederum
als Rotationsmasseelement ausgebildet ist.
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Die
zweite Stufe 212 ist aus mehreren reibungsfreien Druckfederpaaren 218 aufgebaut,
wobei die Druckfederpaare 218 in Käfigen (nicht
gezeigt) angeordnet sind, die einerseits durch eine Eingangsscheibe 220 und
andererseits durch eine mit dem Rotationselement 216 verbundene
Ausgangsscheibe 222 gebildet sind. Im Innern der Käfige
stützen sich erste Druckfedern 224 und zweite
Druckfedern 226 der Druckfederpaare 218 an einem
Nulllageelement 228 ab. Erste und weite Druckfedern 224, 226 sind dabei
also in Reihe geschaltet.
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Die
erste Stufe 208, die als nicht-federnde Dämpfungsstufe
ausgebildet ist, ist ohne Federelemente ausgebildet. Die erste Stufe
weist jedoch einen Anschlag 230 auf, der nach Art einer
Steuerscheibe ausgebildet ist und ein Verdrehen der ersten Stufe 208 (Dämpfungsstufe)
auf einen maximalen Verdrehwinkel begrenzt. Der Anschlag ist durch
eine erste und eine zweite Scheibe 231, 232 gebildet,
die um einen vorbestimmten Winkel gegeneinander um eine gemeinsame
Achse verdrehbar sind.
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Darüber
hinaus weist die erste Stufe 208 ein erstes Dämpfungselement 234 sowie
ein zweites Dämpfungselement 236 auf, die zueinander
parallel geschaltet sind. Das erste Dämpfungselement 234 ist
ein Reibungselement, welches aus Reiblamellen (nicht gezeigt) aufgebaut
ist, welche bei jeder Verdrehung einer Ausgangsseite 238 relativ
zu einer Eingangsseite 240 eine Reibung und damit eine
Dämpfung erzeugen. Durch das erste Dämpfungselement 234 wird
so ein erster Dämpfungsbereich geschaffen. Auch das zweite
Dämpfungselement 236 weist Reiblamellen (nicht
gezeigt) auf, welche jedoch erst nach Durchlaufen eines Verdrehspiels
ihre Reibungs- und damit Dämpfungswirkung entfalten. Das erste
und/oder das zweite Dämpfungselement 234, 236 ist
mit einer Fliehkraftverstärkung ausgeführt, welche
durch eine Art Pendel, welches auf eine oder mehrere in Achsrichtung
verschiebbare Reiblamellen wirkt, in konstruktiv einfacher Weise
bereitgestellt werden kann.
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Ein
Schwungrad 300 gemäß dem in 3 gezeigten
Ersatzschaltbild entspricht in wesentlichen Elementen dem zuvor
beschriebenen Schwungrad 200 gemäß der
zweiten Ausführungsform, sodass zur Bezeichnung von Elementen
des Schwungrades 300, die Elementen der ersten Ausführungsform
entsprechen, Bezugzeichen verwendet worden sind, die um 100 erhöht
worden sind. Auf die entsprechende Beschreibung wird hiermit ausdrücklich
Bezug genommen und verwiesen. Auch in der Funktion gleicht die dritte Ausführungsform
den ersten beiden Ausführungsformen, wobei die Entkopplung
allerdings besser ist. Bei allen bevorzugten Ausführungsformen ist
wesentlich, dass in den Entkopplungsstufen eine Kopplung über
eine Dämpfung nicht besteht.
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Das
Schwungrad 300 weist zwischen einem ersten Schwungradelement 302 und
einem zweiten Schwungradelement 304 ein Feder- und Dämpfungssystem 306 auf,
bei dem eine erste Stufe 308 und eine zweite Stufe 312 sowie
zusätzlich zu der zweiten Ausführungsform eine
dritte Stufe 350 gebildet sind. Die erste und zweite Stufe 308, 312 entsprechen
im Aufbau und ihrer relativen Lage der ersten und zweiten Stufe 208, 212 der
zweiten Ausführungsform, sodass auf diese Ausführungsform
diesbezüglich ausdrücklich Bezug genommen und
verwiesen wird.
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Wie
bei der besonders bevorzugten zweiten Ausführungsform sind
die erste Stufe 308 als Startstufe 310 und die
eine zweite Stufe 312 als Fahrbetriebs-Entkopplung 314 ausgebildet
ist.
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In
dem Feder- und Dämpfungssystem 306 sind die erste
und die zweite Stufe 308, 312, die in einem gemeinsamen
Gehäuse (nicht gezeigt) ausgebildet sind, in Reihe geschaltet,
wobei die Verbindung über ein Rotationselement 316 hergestellt
ist.
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Innerhalb
des Gehäuses sitzt die zweite Stufe 312, die eingangsseitig
mit dem ersten, als Rotationsmassekörper ausgebildeten
Schwungradelement 302 verbunden ist, radial innerhalb der
ersten Stufe 308.
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Die
zweite Stufe 312 ist aus mehreren reibungsfreien Druckfederpaaren 318 aufgebaut,
wobei die Druckfederpaare 318 in Käfigen (nicht
gezeigt) angeordnet sind, die einerseits durch eine Eingangsscheibe 320 und
andererseits durch eine mit dem Rotationselement 316 verbundene
Ausgangsscheibe 322 gebildet sind. Im Innern der Käfige
stützen sich erste Druckfedern 324 und zweite
Druckfedern 326 der Druckfederpaare 318 an einem
Nulllageelement 328 ab. Erste und weite Druckfedern 324, 326 sind dabei
also in Reihe geschaltet.
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Die
erste Stufe 308, die als nicht-federnde Dämpfungsstufe
ausgebildet ist, ist ohne Federelemente ausgebildet. Die erste Stufe 308 weist
jedoch einen Anschlag 330 auf, der nach Art einer Steuerscheibe
ausgebildet ist und ein Verdrehen der ersten Stufe 308 (Dämpfungsstufe)
auf einen maximalen Verdrehwinkel begrenzt. Der Anschlag ist durch eine erste
und eine zweite Scheibe 331, 332 gebildet, die um
einen vorbestimmten Winkel gegeneinander um eine gemeinsame Achse
verdrehbar sind.
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Darüber
hinaus weist die erste Stufe 308 ein erstes Dämpfungselement 334 sowie
ein zweites Dämpfungselement 336 auf, die zueinander
parallel geschaltet sind. Das erste Dämpfungselement 334 ist
ein Reibungselement, welches aus Reiblamellen (nicht gezeigt) aufgebaut
ist, welche bei jeder Verdrehung einer Ausgangsseite 338 relativ
zu einer Eingangsseite 340 eine Reibung und damit eine
Dämpfung erzeugen. Durch das erste Dämpfungselement 334 wird
so ein erster Dämpfungsbereich geschaffen. Auch das zweite
Dämpfungselement 336 weist Reiblamellen (nicht
gezeigt) auf, welche jedoch erst nach Durchlaufen eines Verdrehspiels
ihre Reibungs- und damit Dämpfungswirkung entfalten. Das erste
und/oder das zweite Dämpfungselement 334, 336 ist
mit einer Fliehkraftverstärkung ausgeführt, welche
durch eine Art Pendel, welches auf eine oder mehrere in Achsrichtung
verschiebbare Reiblamellen wirkt, in konstruktiv einfacher Weise
bereitgestellt werden kann. Durch die gestufte Spielreibung in der ersten
Stufe 308 wird die Zwischenflanschresonanz gedämpft
und die Gesamtresonanzfrequenz des Schwungrades 300 abgesenkt.
Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn eine Antriebsmaschine in
einen untertourigen Bereich unterhalb der Leerlaufdrehzahl gerät.
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Die
zusätzlich vorhandene dritte Stufe 350 ist zu
der ersten Stufe 308 an deren Ausgangsseite in Reihe geschaltet,
und sie befindet sich radial außerhalb der ersten Stufe 308.
Die dritte Stufe 350 kann als zusätzliche Entkopplungsstufe
bezeichnet werden.
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Die
dritte Stufe 350 weist ein Federelement 352 auf,
welches reibungs- und dämpfungsfrei ausgebildet und insbesondere
als Biegedrehfeder oder Schraubendrehfeder ausgebildet ist.
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Bei
allen besonders bevorzugten Ausführungsformen wird ein
bestehender Zielkonflikt zwischen einer möglichst hohen
Reibung (Dämpfung) bei einer Resonanzdrehzahl einerseits
und einer möglichst geringen Reibung im Fahrbetrieb in
einem besonders günstigen Verhältnis gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Schwungrad und insbesondere dessen
besonders bevorzugte Ausführungsformen sind vorzugsweise
für Antriebsstränge eines Personenkraftwagens
mit 4-Zylinder oder 6-Zylinderantrieb und Schaltgetriebe vorgesehen,
sie können aber auch vorteilhaft im Zusammenhang mit Wandlern
und/oder Hybridantrieben eingesetzt werden.
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- 100
- Schwungrad
- 102
- erstes
Schwungradelement
- 104
- zweites
Schwungradelement
- 106
- Feder-
und Dämpfelement
- 108
- erste
Stufe
- 110
- Startstufe
- 112
- zweite
Stufe
- 114
- Fahrbetriebs-Entkopplung
- 116
- Rotationselement
- 118
- Druckfederpaar
- 120
- Eingangsseite
- 122
- Ausgangsseite
- 124
- erste
Druckfeder
- 126
- zweite
Druckfeder
- 128
- Nulllageelement
- 130
- Anschlag
- 131
- erste
Scheibe
- 132
- zweite
Scheibe
- 134
- erstes
Dämpfungselement
- 136
- zweites
Dämpfungselement
- 138
- Ausgangsseite
- 140
- Eingangsseite
- 200
- Schwungrad
- 202
- erstes
Schwungradelement
- 204
- zweites
Schwungradelement
- 206
- Feder-
und Dämpfelement
- 208
- erste
Stufe
- 210
- Startstufe
- 212
- zweite
Stufe
- 214
- Fahrbetriebs-Entkopplung
- 216
- Rotationselement
- 218
- Druckfederpaar
- 220
- Eingangsseite
- 222
- Ausgangsseite
- 224
- erste
Druckfeder
- 226
- zweite
Druckfeder
- 228
- Nulllageelement
- 230
- Anschlag
- 231
- erste
Scheibe
- 232
- zweite
Scheibe
- 234
- erstes
Dämpfungselement
- 236
- zweites
Dämpfungselement
- 238
- Ausgangsseite
- 240
- Eingangsseite
- 300
- Schwungrad
- 302
- erstes
Schwungradelement
- 304
- zweites
Schwungradelement
- 306
- Feder-
und Dämpfelement
- 308
- erste
Stufe
- 310
- Startstufe
- 312
- zweite
Stufe
- 314
- Fahrbetriebs-Entkopplung
- 316
- Rotationselement
- 318
- Druckfederpaar
- 320
- Eingangsseite
- 322
- Ausgangsseite
- 324
- erste
Druckfeder
- 326
- zweite
Druckfeder
- 328
- Nulllageelement
- 330
- Anschlag
- 331
- erste
Scheibe
- 332
- zweite
Scheibe
- 334
- erstes
Dämpfungselement
- 336
- zweites
Dämpfungselement
- 338
- Ausgangsseite
- 340
- Eingangsseite
- 350
- dritte
Stufe
- 352
- Federelement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 3545857
C1 [0003]
- - DE 3609149 C2 [0004]