DE102012000306A1

DE102012000306A1 - Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen eines Übertragungsgliedes für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges, Übertragungsglied sowie Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE102012000306A1
Application number: DE201210000306
Authority: DE
Inventors: Willem Sollart; Daniel Szafranski; Michael Lipinski
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2013-07-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Dämpfung von Schwingungen eines Übertragungsgliedes (100) für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens zwei Schwungmassen (2, 3), welche derart mit dem Übertragungsglied (100) gekoppelt sind, dass durch Schwingungen des Übertragungsgliedes (100) die Schwungmassen (2, 3) in zueinander gegenläufige Schwingungen versetzt werden. Die Erfindung betrifft ferner ein Übertragungsglied (100) für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit einer Schaltmasse zum Speichern von Energie bei einem Schalten des Schaltgetriebes. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen eines Übertragungsgliedes für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges. Die Erfindung betrifft ferner ein Übertragungsglied für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges sowie ein solches Schaltgetriebe.
Vorrichtungen der hier angesprochenen Art dienen zur Dämpfung von Schwingungen eines Übertragungsgliedes für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges. Derartige Übertragungsglieder sind üblicherweise Teil eines Schaltgestänges, mittels welchem das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges geschaltet wird. Dazu weist das Schaltgestänge gewöhnlich wenigstens einen Schalthebel auf, auf welchen der Fahrer des Kraftfahrzeuges eine Betätigungskraft ausübt, um über das Schaltgestänge einen Gang des Schaltgetriebes zu schalten. Das Schaltgestänge wirkt dazu auf eine sogenannte Schaltmuffe des Getriebes, welche bei Betätigung des Schalthebels durch das Schaltgestänge in Gangposition gebracht wird.
Die Schaltmuffe wird mittels des Schaltgestänges in Bewegung gebracht. Hierzu ist das Schaltgestänge üblicherweise in Art eines Koppelgetriebes ausgebildet, so dass die für gewöhnlich ausgeführte Schwenkbewegung des Schalthebels über eine Rotationsbewegung einer Schaltwelle in die translatorische Bewegung der Schaltmuffe übertragen wird. Das Schaltgestänge tritt dazu in Wirkstellung gegen die Schaltmuffe.
Es hat sich gezeigt, dass durch den Berührungskontakt der Schaltmuffe mit dem Schaltgestänge während des Fahrbetriebes des Kraftfahrzeuges Kräfte von der Schaltmuffe auf das Schaltgestänge übertragen werden und somit Schwingungen an den einzelnen Übertragungsgliedern des Schaltgestänges induzieren. Insbesondere treten in Anstellrichtung auf die Schaltmuffe wirkende Kräfte auf und führen zu Schwingungen des Schaltgestänges, welche sich beispielsweise in Rotationsschwingungen der Schaltwelle bemerkbar machen.
Derartige Schwingungen sind hauptsächlich auf die Herstellungstoleranz der miteinander in Wirkkontakt stehenden Bauteile hervorgerufen und üblicherweise höher frequent. Die Schwingungen werden auf den Schalthebel übertragen und sind dort für den Fahrer als Vibration des Schalthebels wahrnehmbar, insbesondere sichtbar und hörbar. Darüber hinaus fühlt der Fahrer die Vibration beim Anfassen des Schalthebels.
Bei der Neu- bzw. Weiterentwicklung von Schaltgetrieben wird versucht, den von der Schaltmuffe ausgehenden Schwingungen im Bereich des Schaltgestänges entgegenzuwirken, indem beispielsweise Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen zum Einsatz kommen.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen eines Übertragungsgliedes für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit den eingangs genannten Merkmalen derart weiterzuentwickeln, dass im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges bzw. bei eingeschaltetem Motor der Schalthebel schwingungsfrei oder zumindest schwingungsarm ist. Ferner soll ein Übertragungsglied vorgeschlagen werden, welches für den Einsatz einer derartigen Vorrichtung geeignet ist. Auch soll ein entsprechendes Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen werden.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Übertragungsglied mit den Merkmalen des Anspruches 14 vorgeschlagen. Auch wird zur Lösung der Aufgabe ein Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruches 15 vorgeschlagen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen eines Übertragungsgliedes für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges weist wenigstens zwei Schwungmassen auf, welche derart mit dem Übertragungsglied gekoppelt sind, dass durch Schwingungen des Übertragungsgliedes die Schwungmassen in zueinander gegenläufige Schwingungen versetzt werden.
Durch die in dieser Weise miteinander gekoppelten Schwungmassen vollziehen die Schwungmassen zueinander gegenläufige Schwingungen aus, wenn das Übertragungsglied selbst zu Schwingungen angeregt ist, welche beispielsweise durch die Schaltmuffe des Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeuges induziert sein können und auf das Übertragungsglied wirken. Durch die zueinander gegenläufigen Schwingungen der Schwungmassen wirken die Schwungmassen einander entgegen, so dass im Optimalfall sich die Schwingungen gegeneinander aufheben, so dass das Übertragungsglied trotz der Schwingungsanregung aufgrund der Schaltmuffe zumindest schwingungsarm oder im Wesentlichen schwingungsfrei ist.
Der Grundgedanke der Erfindung basiert somit auf dem Effekt, dass zwei Schwingungssysteme mit ihren Schwungmassen gegenläufig in Phase geschaltet sind und bei einer entsprechenden Schwingungsanregung die Schwingungen der beiden Systeme sich gegenseitig aufheben, so dass das Übertragungsglied selbst in seinen Schwingungen weitgehend gedämpft bzw. im Wesentlichen schwingungsfrei ist.
Indem mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Schwingungen des Übertragungsgliedes gedämpft werden und dadurch das Übertragungsglied selbst im Wesentlichen schwingungsfrei oder zumindest schwingungsarm ist, bleiben auch etwaige dem Übertragungsglied nachfolgende Übertragungsglieder frei von Schwingungen oder sind zumindest relativ schwingungsarm. Durch die Erfindung sind somit Schwingungen, insbesondere Vibrationen, verringert bzw. vermieden, welche im Fahrbetrieb und/oder bei Betrieb des Motors, insbesondere des Verbrennungsmotors, des Kraftfahrzeuges entstehen. Etwaige durch die Schwingungen des Übertragungsgliedes erzeugte Vibrationen des Schalthebels sind dadurch wirkungsvoll vermieden oder zumindest soweit reduziert, dass sie von den Insassen des Innenraums des Kraftfahrzeuges nicht mehr wahrnehmbar sind. Für den Fahrer des Kraftfahrzeuges ergibt sich ferner ein hoher Fahrkomfort, da er beim Anfassen des Schalthebels, beispielsweise im Zuge eines Schaltvorganges, im Wesentlichen keine Vibrationen mehr fühlt.
Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in Abhängigkeit eines jeweils geschalteten Ganges die Schwungmassen in eine jeweils vorgegebene Anordnung zueinander gebracht sind, so dass Schwingungen des Übertragungsgliedes in dem jeweiligen Gang jeweils zueinander gegenläufige Schwingungen der Schwungmassen bewirken. Dadurch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auf die in dem jeweiligen Gang des Schaltgetriebes an dem Übertragungsglied induzierten Schwingungen eingestellt werden. Die auf den jeweils geschalteten Gang zueinander in einer vorgegebenen Anordnung gebrachten Schwungmassen werden durch die Schwingungen des Übertragungsgliedes in der Weise zu zueinander gegenläufigen Schwingungen angeregt, dass sie dadurch schwingungsdämpfend auf das Übertragungsglied wirken.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass in einem Leerlaufzustand des Schaltgetriebes die Schwungmassen in eine vorgegebene Anordnung zueinander gebracht sind, so dass Schwingungen des Übertragungsgliedes im Leerlaufzustand zueinander gegenläufige Schwingungen der Schwungmassen bewirken. Dadurch ist mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch etwaigen Schwingungen des Übertragungsgliedes im Leerlaufzustand des Schaltgetriebes entgegengewirkt, indem die Schwungmassen bezüglich des Leerlaufzustandes in eine vorgegebene Anordnung zueinander gebracht sind, in welcher bei Anregung des Übertragungsgliedes die Schwungmassen in zueinander gegenläufige Schwingungen versetzt werden und damit einander entgegenwirkende Schwingungen erzeugt sind, durch welche die Schwingungen des Übertragungsgliedes gedämpft, wenn nicht gar im Wesentlichen eliminiert sind.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei geschalteten geradzahligen Gängen die Schwungmassen in einer gleichen Anordnung zueinander gebracht sind. Dadurch macht sich die Erfindung zunutze, dass bei geschalteten geradzahligen Gängen die Schwingungen, insbesondere Vibrationen, des Übertragungsgliedes im Wesentlichen in identischer oder ähnlicher Größenordnung und/oder identischer oder ähnlicher Charakteristik auftreten. Bei geschalteten geradzahligen Gängen sind die Schwungmassen durchgängig in die gleiche Anordnung zueinander gebracht bzw. verbleiben in der gleichen Anordnung zueinander, so dass durchgängig bei den geradzahligen Gängen in dieser Anordnung die Schwungmassen zueinander in gegenläufigen Schwingungen angeregt werden, wenn das Übertragungsglied selbst zu schwingen beginnt.
Durch die jeweils gleichbleibende vorgegebene Anordnung der Schwungmassen zueinander ist in konstruktiv einfacher Weise und mit technisch geringem Aufwand eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dämpfen der Schwingungen des Übertragungsgliedes realisiert, welche bei geschalteten geradzahligen Gängen eine optimale Dämpfungswirkung entfaltet.
In die gleiche Richtung zielt die Ausgestaltung der Erfindung, wonach bei geschalteten ungeradzahligen Gängen die Schwungmassen in einer gleichen Anordnung zueinander gebracht sind. Auch bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird sich der Effekt zunutze gemacht, dass bei geschalteten ungeradzahligen Gängen das Übertragungsglied jeweils zu den wesentlichen gleichen oder ähnlichen Schwingungen durch die Schaltmuffe des Schaltgetriebes angeregt wird, so dass bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Dämpfung dieser Schwingungen deren Schwungmassen lediglich in jeweils die gleiche Anordnung zueinander gebracht werden brauchen, um den Schwingungen des Übertragungsgliedes in dem jeweiligen geschalteten ungeradzahligen Gang wirkungsvoll entgegenzuwirken bzw. die Schwingungen im Wesentlichen vollständig zu eliminieren. Dadurch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit konstruktiv geringem Aufwand und in technisch einfacher Weise realisierbar.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schwungmassen drehbeweglich ausgebildet sind. Dadurch kann in technisch besonders einfacher Weise etwaigen Drehschwingungen, insbesondere Drehvibrationen, des Übertragungsgliedes entgegengewirkt werden.
Ein solches Übertragungsglied kann beispielsweise unmittelbar mit der Schaltwelle des Schaltgestänges des Schaltgetriebes gekoppelt sein, wobei im Zuge der Übertragung der Betätigungsbewegung zum Schalten des Schaltgetriebes das Übertragungsglied in eine Rotationsbewegung um seine Längsachse versetzt wird und daher im geschalteten Zustand im Zuge der von der Schaltmuffe erzeugten Schwingungen zu Rotationsschwingungen um die Längsachse angeregt wird. Mit der drehbeweglichen Ausgestaltung der Schwungmassen ist eine konstruktiv einfach vorzunehmende Maßnahme realisiert, mittels welcher die Schwungmassen zu zueinander entgegengesetzt wirkenden Schwingungen aufgrund von Rotationsschwingungen des Übertragungsgliedes angeregt werden, um dadurch die Rotationsschwingungen des Übertragungsgliedes zu dämpfen, wenn nicht gar im Wesentlichen vollständig zu eliminieren.
Es kann vorgesehen sein, dass die Schwungmassen eine jeweils radial außenliegende Grundmasse aufweisen, welche mit einem sich radial nach innen erstreckenden Stegabschnitt verbunden ist, an dessen Endbereich die Drehachse der jeweiligen Schwungmasse ausgebildet ist. Dadurch ist eine jeweilige Schwungmasse gebildet, welche an ihrem außenliegenden Abschnitt bzw. Bereich einen relativ hohen Massenanteil an der Gesamtmasse der Schwungmasse aufweist und damit besonders wirkungsvoll als Schwungmasse dient.
Eine technisch einfache Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Schwungmassen um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert sind.
Es bietet sich an, dass die Schwungmassen um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert sind und an dem Übertragungsglied mit jeweils wenigstens einem Koppelelement angreifen, wobei zwischen den Koppelelementen die Drehachse angeordnet ist. Dadurch ist eine konstruktiv einfache Maßnahme realisiert, durch welche die Schwungmassen in verschiedene Drehlagen zueinander um die Drehachse verdrehbar bzw. verschwenkbar sind, wobei die Drehlagen der Schaltmassen relativ zueinander durch die Lage des Übertragungsgliedes in dem jeweils geschalteten Gang erzeugt werden kann. Mit anderen Worten ist es dadurch möglich, bei einer Lageänderung des Übertragungsgliedes bei einem Schalten von einem Gang in einen anderen Gang die Schwungmassen über die Koppelelemente in eine dem jeweiligen Gang entsprechende relative Drehlage zueinander um die Drehachse zu verschwenken, so dass bei dem dann eingeschalteten Gang die Schwungmassen in der vorgegebenen Anordnung zueinander vorliegen, um über die Koppelelemente schwingungsdämpfend auf das Übertragungsglied zu wirken.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei geschalteten Gängen die Schwungmassen, ausgehend von einer vorzugsweise gemeinsamen Ausgangsposition, um einen vorgegebenen Winkel voneinander weggeschwenkt sind.
Ferner kann es vorgesehen sein, dass in einem Leerlaufzustand des Schaltgetriebes die Schwungmassen im Wesentlichen eine gemeinsame Drehlage aufweisen. Sofern die Schwungmassen von ihren Abmessungen im Wesentlichen gleich ausgebildet sind, liegen die Schwungmassen dann in dem Leerlaufzustand des Schaltgetriebes in einer im Wesentlichen zueinander fluchtenden Position in Richtung der Drehachse gesehen, vor.
Es bietet sich an, dass die Position der Schwungmassen in einem Leerlaufzustand des Schaltgetriebes, in der die Schwungmassen im Wesentlichen eine gemeinsame Drehlage aufweisen, die Ausgangsposition der Schwungmassen bildet. Von dieser Ausgangsposition können die Schwungmassen dann durch Einlegen eines Ganges in eine vorgegebene Lage zueinander um einen vorgegebenen Winkel verschwenkt werden, beispielsweise voneinander weggeschwenkt werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht nunmehr darin, dass die Schwungmassen bei geschalteten geradzahligen Gängen um einen vorgegebenen Winkel voneinander weg in jeweils eine Richtung und bei geschalteten ungeradzahligen Gängen um einen vorgegebenen Winkel voneinander weg in jeweils eine entgegengesetzte Richtung verdreht sind. Dadurch ist in technisch einfacher Weise ein Ausrichten der Schwungmassen je nach geschaltetem Gang vorgenommen, wobei die Schwungmassen in ihrer Anordnung zueinander an die unterschiedlichen Erregerschwingungen des Übertragungsgliedes bei geschalteten geradzahligen Gängen gegenüber ungeschalteten ungeradzahligen Gängen angepasst sind.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Drehachse der Schwungmassen an einem Gehäuse der Vorrichtung angeordnet ist, welches ortsfest bezüglich des Schaltgetriebes anbringbar ist. Das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch im zusammengebauten Zustand ortsfest an dem Schaltgetriebe gehalten, so dass die Drehachse selbst eine Schaltbewegung zum Schalten eines Ganges nicht ausführt und im Wesentlichen frei von etwaigen durch die Schaltmuffe induzierten Schwingungen, insbesondere Vibrationen, ist.
Nach einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung ein Übertragungsglied für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit einer Schaltmasse zum Speichern von Energie bei einem Schalten des Schaltgetriebes, wobei das Übertragungsglied mit einer Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art zusammenwirkt.
Es bietet sich dabei an, dass die Schaltmasse durch die Schwungmassen der Vorrichtung gebildet ist. Dadurch kommt den Schwungmassen eine Doppelfunktion zu. Zum einen dienen die Schwungmassen der Dämpfung von Schwingungen des Übertragungsgliedes, welche durch Schwingungen, beispielsweise der Schaltmuffe des Schaltgetriebes, an dem Übertragungsglied induziert sind. Dazu sind die Schwungmassen nach der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Weise mit dem Übertragungsglied gekoppelt, dass durch Schwingungen des Übertragungsgliedes die Schwungmassen in zueinander gegenläufige Schwingungen versetzt werden. Die Schwungmassen haben zum anderen auch die Funktion als Schaltmasse zu dienen, um bei einem Schalten des Schaltgetriebes Schaltenergie zu speichern und damit durch ihre eigene Massenträgheit ein hohes Maß an Schaltkomfort und Qualität beim Schalten zu erreichen. Durch die Schwungmassen kann somit auf eine separate Schaltmasse verzichtet werden, so dass auf diese Weise ein hohes Maß an Bauteileintegrität erreicht ist.
Die Schwungmassen können mit zueinander gleicher Massenträgheit ausgebildet sein. Auch können die Schwungmassen voneinander verschiedene Massenträgheiten aufweisen, beispielsweise um den Schaltkomfort weiter zu verbessern, insbesondere in Abhängigkeit des geschalteten Ganges zu optimieren.
Die Schwungmassen können ferner in der Weise dimensioniert sein, dass sie eine solche Massenträgheit in der Summe aufweisen, wie die bei bisherigen Übertragungsgliedern realisierte Schaltmasse hat. Auch können die Schwungmassen in ihrer Gesamtheit eine von einer solchen bisher realisierten Schaltmasse abweichende Massenträgheit aufweisen, beispielsweise um den Schaltkomfort weiter zu verbessern.
Weiterhin umfasst die Erfindung auch ein Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art, insbesondere mit einem Übertragungsglied für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges der vorstehenden Art.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.
Es zeigen:
1 eine mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen eines Übertragungsgliedes für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges, gekoppelt mit einem Übertragungsglied eines Schaltgestänges für ein Schaltgetriebe, in perspektivischer Darstellung,
2 das Übertragungsglied und ein Teil der Vorrichtung gemäß der 1 in perspektivischer Darstellung, wobei sich das Übertragungsglied in einer Ausgangsposition entsprechend eines Leerlaufzustandes des Schaltgetriebes befindet und Schwungmassen der Vorrichtung gemäß der 1 in eine für den Leerlaufzustand des Schaltgetriebes zugehörige Anordnung zueinander gebracht sind,
3 das Übertragungsglied und ein Teil der Vorrichtung gemäß der 1 in perspektivischer Darstellung, wobei sich das Übertragungsglied in einer Schaltposition eines geschalteten ungeradzahligen Ganges befindet und die Schwungmassen der Vorrichtung in eine zugehörige Anordnung zueinander gebracht sind und
4 das Übertragungsglied und ein Teil der Vorrichtung gemäß der 1 in perspektivischer Darstellung, wobei sich das Übertragungsglied in einer Schaltposition eines geschalteten geradzahligen Ganges befindet und die Schwungmassen der Vorrichtung in eine zugehörige Anordnung zueinander gebracht sind.
1 zeigt – in schematischer Darstellung – eine mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen eines Übertragungsgliedes für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges. Die Vorrichtung 1 dient in dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 dazu, bevorzugt Schwingungen eines Übertragungsgliedes 100 zu dämpfen, welches den Schaltarm des Schaltgestänges für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges bildet. Der Schaltarm bzw. das Übertragungsglied 100 ist dabei bevorzugt mit einem weiteren Übertragungsglied 110, beispielsweise in Art der Schaltwelle des Schaltgestänges gekoppelt, so dass bei Betätigung des Schaltgestänges, beispielsweise über einen (in der 1 nicht dargestellten) Schalthebel das Übertragungsglied 100 in eine Drehbewegung um eine Drehachse 12 gebracht wird und mittels des Übertragungsgliedes 100 zugleich auch das vorzugsweise als Schaltwelle ausgebildete zusätzliche Übertragungsglied 110 in eine Rotationsbewegung um die Drehachse 12 gebracht wird. Das Übertragungsglied 100 weist ferner eine Koppelstelle 22 auf, an welche an Verbindung zu einem weiteren (nicht in der 1 dargestellten) Übertragungsglied des Schaltgestänges möglich ist.
Das zusätzliche Übertragungsglied 110 bzw. die Schaltwelle kann direkt oder indirekt mit der sogenannten Schaltmuffe des Schaltgetriebes gekoppelt sein, so dass Schwingungen der Schaltmuffe auf das zusätzliche Übertragungsglied 110 und von dort auf das Übertragungsglied 100 übertragen werden und letztendlich sich an dem (in der 1 nicht dargestellten) Schalthebel für den Fahrer fühlbar und auch optisch wahrnehmbar und gegebenenfalls akustisch in Erscheinung treten.
Derartige Schwingungen, welche bevorzugt als Vibrationen der Schaltmuffe in Erscheinung treten, sind beispielsweise durch Bauteiltoleranzen in dem Schaltgetriebe hervorgerufen. Über die Schaltmuffe werden die Schwingungen an das Schaltgestänge und letztendlich an den Schalthebel des Schaltgetriebes übertragen.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 lassen sich die Schwingungen des Übertragungsgliedes 100 in hohem Maße dämpfen, wenn nicht sogar im Wesentlichen vermeiden. Die Vorrichtung 1 weist dazu zwei Schwungmassen 2 und 3 auf, welche derart mit dem Übertragungsglied 100 gekoppelt sind, dass durch die Schwingungen des Übertragungsgliedes 100 die Schwungmassen 2 und 3 in zueinander gegenläufige Schwingungen versetzt werden. Durch die einander gegenläufigen Schwingungen der Schwungmassen 2 und 3 wirken die Schwungmassen 2 und 3 einander entgegen, so dass die Schwingungen des Übertragungsgliedes 100 in der Gesamtheit gedämpft sind.
Die Schwungmassen 2 und 3 sind jeweils drehbeweglich um eine gemeinsame Drehachse 8 drehbar und weisen jeweils eine radial außenliegende Grundmasse 4 bzw. 5 auf. Die jeweilige Grundmasse 4 bzw. 5 ist bevorzugt jeweils mit einem sich radial nach innen erstreckenden Stegabschnitt 6 bzw. 7 verbunden, an dessen Endbereich die Drehachse 8 der jeweiligen Schwungmasse 2 bzw. 3 ausgebildet ist.
In der Ausführungsform der Vorrichtung 1 gemäß der 1 sind die Grundmassen 4 und 5 sowie die Stegabschnitte 6 und 7 im Wesentlichen identisch ausgebildet, so dass in axialer Richtung gesehen, die in gleicher Drehlage ausgerichteten Schwungmassen 2 und 3 die Grundmassen 4, 5 und die Stegabschnitte 6 und 7 zueinander im Wesentlichen fluchtend liegen.
Die Schwungmassen 2 und 3 bilden aufgrund ihrer jeweiligen Grundmasse 4 bzw. 5 zusammen eine Schaltmasse, welche zum Speichern von Energie bei einem Schalten des Schaltgetriebes dient, wobei im Wesentlichen die Grundmassen 4 und 5 der jeweiligen Schwungmasse 2 bzw. 3 als Trägheitsmasse zur Speicherung der Betätigungsenergie beim Schalten des Schaltgetriebes wirkt.
In der Ausführungsform gemäß der 1 weisen die Schwungmassen 2 und 3 im Wesentlichen ein zueinander identisches Massenträgheitsmoment auf. Selbstverständlich kann nach einer alternativen Ausgestaltung es auch vorgesehen sein, dass die Schwungmassen 2 und 3 zueinander unterschiedliche Massenträgheitsmomente aufweisen. Auch können die Schwungmassen 2 und 3 zueinander in ihren Abmessungen verschieden ausgebildet sein.
Die Schwungmassen 2 und 3 sind an einem Gehäuse 11 drehbar gelagert, welches ortsfest bezüglich des Schaltgetriebes angeordnet ist. Das Gehäuse 11 weist bevorzugt eine Durchgangsöffnung auf, innerhalb derer das zusätzliche Übertragungsglied 110 bzw. die Schaltwelle angeordnet, insbesondere geführt ist. An das Gehäuse 11 schließt sich in axialer Richtung das Übertragungsglied 100 an, welches drehfest mit dem zusätzlichen Übertragungsglied 110 verbunden ist.
Die Schwungmassen 2 und 3 sind an dem Gehäuse 11 bevorzugt auf einem Abschnitt 13, insbesondere zylinderförmigen Abschnitt 13, verschwenkbar gehalten. Bevorzugt ist diametral gegenüber dem Abschnitt 13 ein weiterer Abschnitt 14 vorgesehen, welcher an dem Gehäuse 11 angeordnet ist. Der Abschnitt 14 ist bevorzugt zylinderförmig ausgebildet und dient als Stützelement gegenüber den Schwungmassen 2 und 3. Dazu ist der Abschnitt 14 mit dem Abschnitt 13 über ein Verbindungselement 15, vorzugsweise in Art einer Stützstrebe, verbunden. Zwischen den Abschnitten 13 und 14 ist bevorzugt die Drehachse 12 angeordnet, so dass zwischen den Abschnitten 13 und 14 bevorzugt das zusätzliche Übertragungsglied 110, das Gehäuse 11 und das Übertragungsglied 100 zumindest teilweise liegen.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung können der Abschnitt 14, das Verbindungselement 15 und das Ausgleichselement 16 weggelassen sein. In diesem Fall könnte eine mögliche Ausführungsform darin bestehen, dass der Abschnitt 17 mit einem Außengewinde versehen ist, auf welchem ein Mutterelement aufgeschraubt ist, so dass die Schwungmassen 2 und 3 auf das Tragelement 17 aufgeschoben wird und mittels der aufgeschraubten Mutter gegeneinander drehbar gehalten sind.
Nach einer anderen Ausgestaltung könnten die Abschnitte 13 und das Tragelement 17 als einteilig ausgeformt sein, insbesondere einstückig ausgebildet sein.
Zwischen dem Verbindungselement 15 und der Schwungmasse 2 ist bevorzugt ein Ausgleichselement 16 angeordnet, um einen gegebenenfalls bestehenden Abstand zwischen der Schwungmasse 2 und dem Verbindungselement 15 in Richtung der Drehachse 8 zu schließen.
Wie aus der 1 ersichtlich ist, kann das Ausgleichselement 16 als eine Hülse ausgebildet sein und in seinem Inneren ein Tragelement 17, beispielsweise in Art einer Tragwelle, aufweisen, welche beispielsweise mit seinem einem Ende in einer Durchgangsöffnung des Verbindungselementes 15 eingeschoben ist und mit seinem Ende nach außen herausragt. Das Tragelement 17 kann drehfest an dem Abschnitt 13 angeordnet sein und die Drehachse 8 für die Schwungmassen 2 und 3 bilden. Beispielsweise können die Schwungmassen 2 und 3 jeweils Durchgangsöffnungen im Bereich ihrer Drehachse 8 aufweisen, mittels welchen die Schwungmassen 2 und 3 auf das Tragelement 17 aufgeschoben sind, so dass dadurch eine Drehlagerung gebildet ist.
Die Schwungmassen 2 und 3 sind jeweils mittels eines Koppelelementes 9 bzw. 10 mit dem Übertragungsglied 100 verbunden. Die Koppelelemente 9 und 10 sind dazu bevorzugt formstabil ausgebildet, so dass eine Bewegung der jeweiligen Schwungmasse 2 und 3 über das entsprechende Koppelement 9 bzw. 10 auf das Übertragungsglied 100 übertragen wird.
Die Koppelelemente 9 und 10 sind an dem Übertragungsglied 100 in Abstand zueinander fixiert. Ferner sind die Koppelelemente 9 und 10 vorzugsweise mit einem Endabschnitt an der zugehörigen Schwungmasse 3 an vorgegebenen Anbindungsstellen 18, 19 fixiert, wobei zwischen den Anbindungsstellen 18, 19 die Drehachse 8 liegt, um welche die Schwungmassen 2 und 3 schwenkbar sind.
Die Anbindungsstellen 18, 19 sind bevorzugt an Abschnitten 20, 21 der jeweiligen Schwungmasse 2, 3 angeordnet, wobei der Abschnitt 20 in der Drehlage der Schwungmassen 2 und 3 gemäß der 1 von dem zugehörigen Stegabschnitt 6 seitlich nach außen steht und der Abschnitt 21 von dem Stegabschnitt 7 der Schwungmasse 2 und 3 in die entgegengesetzte Richtung seitlich nach außen steht. Bevorzugt schließt sich der Abschnitt 20 an den Stegabschnitt 6 an. Bevorzugt schließt sich der Abschnitt 21 an den Stegabschnitt 7 der Schwungmasse 3 an. Bevorzugt sind die Grundmasse 4, der Stegabschnitt 6 und der Abschnitt 20 aus einem Stück geformt und bilden die Grundmasse 2. In gleicher Weise ist bevorzugt die Schwungmasse 3 durch die Grundmasse 5, den Stegabschnitt 7 und den Abschnitt 21 gebildet, welche vorzugsweise ebenfalls aus einem Stück hergestellt sind.
In der 1 liegen die Schwungmassen 2 und 3 im Wesentlichen in gleicher Drehlage zueinander. in dieser Drehlage haben die Schwungmassen 2 und 3 zueiannder eine vorgegebene Anordnung N eingenommen, in welcher sich das Schaltgetriebe in einem Leerlaufzustand befindet.
Die Anordnung N der Schwungmassen 2 und 3 im Leerlaufzustand des Schaltgetriebes entspricht einem Ausgangszustand, von welchem aus die Schwungmassen 2 und 3 in Abhängigkeit eines jeweils geschalteten Ganges in eine jeweils vorgegebene Anordnung zueinander gebracht werden, so dass die Schwingungen bzw. Schwingungen des Übertragungsgliedes 100 in dem jeweiligen Gang jeweils zueinander gegenläufige Schwingungen der Schwungmassen 2 und 3 bewirken.
Die 2, 3 und 4 veranschaulichen die jeweilige Anordnung der Schwungmassen 2 und 3 in Abhängigkeit des jeweils geschalteten Ganges (3 und 4) sowie im Leerlaufzustand des Schaltgetriebes (2). Der Einfachheit halber ist das Verbindungselement 15 in den 2 bis 4 nicht eingezeichnet.
Die 2 zeigt noch einmal die Anordnung der Schwungmassen 2 und 3 in der vorgegebenen Anordnung N, welche bei Leerlaufzustand des Schaltgetriebes eingestellt ist. Die Schwungmassen 2 und 3 liegen in der Anordnung N in gleicher Drehlage zueinander vor.
Sofern ausgehend von dem Leerlaufzustand des Schaltgetriebes nunmehr ein Gang geschaltet wird, findet eine Verdrehung der Schwungmassen 2 und 3 relativ gegeneinander um die Drehachse 8 statt.
. Die 3 zeigt die Schwungmassen 2 und 3 in einer Anordnung B zueinander, welche die Schwungmassen 2 und 3 zueinander einnehmen, wenn ein ungeradzahliger Gang geschaltet worden ist. Die Anordnung B ist dadurch erreicht, dass bei einem Schalten in einen ungeradzahligen Gang, beispielsweise in den ersten Gang, den dritten Gang oder den fünften Gang, das Übertragungsglied 100 durch die Betätigung des (in der 3 nicht dargestellten) Schalthebels in der Weise um die Drehachse 12 verdreht worden ist, dass dadurch die Schwungmassen 2 und 3 um einen vorgegebenen Winkel voneinander weg in jeweils eine Richtung um deren Drehachse 8 verdreht worden sind. Durch die Drehbewegung des Übertragungsgliedes 100 um die Drehachse 12 ist somit mittels der Koppelelemente 9 und 10 eine Verdrehung der Schwungmassen 2 und 3 relativ zueinander um die Drehachse 8 zu der Drehposition gemäß der Anordnung B ausgeführt worden.
In dieser Anordnung B sind die Schwungmassen 2, 3 in der Weise zueinander ausgerichtet, dass bei Auftreten etwaiger Rotationsschwingungen durch das zusätzliche Übertragungsglied 110 bzw. die Schaltwelle 110 und die dadurch auf das Übertragungsglied 100 übertragenen Rotationsvibrationen die Schwungmassen 2 und 3 in solche entgegengesetzte Schwingungen zueinander versetzt werden, dass durch diese Schwingungen den Vibrationsschwingungen der Übertragungsglieder 110 und 111 optimal entgegengewirkt wird.
4 zeigt eine Anordnung A, in welcher die Schwungmassen 2 und 3 gegenüber der Anordnung B gemäß der 3 um einen vorgegebenen Winkel voneinander weg in eine entgegengesetzte Richtung verdreht worden sind. Die Anordnung A der Schwungmassen 2 und 3 wird erreicht, wenn das Übertragungsglied 100 zum Schalten eines geradzahligen Ganges um die Drehachse 12 verschwenkt worden ist. Die Schwenkbewegung des Übertragungsgliedes 100 erfolgt dabei ausgehend von der Position im Leerlauf des Schaltgetriebes in die entgegengesetzte Richtung, als das Übertragungsglied 100 zum Schalten eines ungeradzahligen Ganges verdreht wird. Durch die Verdrehung des Übertragungsgliedes 100 um die Drehachse 12 beim Schalten eines geradzahligen Ganges werden über die Koppelelemente 9 und 10 die Schwungmassen 2 und 3 in die Anordnung B selbsttätig verschwenkt, in welcher die Schwungmassen 2 und 3 in einer vorgegebenen Drehlage zueinander liegen, um den bei geschalteten geradzahligen Gängen an dem Übertragungsglied induzierten Schwingungen, insbesondere Vibrationsschwingungen, wirkungsvoll entgegenzuwirken.
In der Anordnung A liegen die Schwungmassen 2 und 3 in einer solchen vorgegebenen Drehlage zueinander, dass bei geradzahligen geschalteten Gängen induzierte Schwingungen durch die Schwungmassen 2 und 3 entsprechend gegenläufige Schwingungen angeregt werden, so dass dadurch Schwingungen des Übertragungsgliedes 100 entgegengewirkt wird.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Schwungmasse
3: Schwungmasse
4: Grundmasse
5: Grundmasse
6: Stegabschnitt
7: Stegabschnitt
8: Drehachse
9: Koppelelement
10: Koppelelement
11: Gehäuse
12: Drehachse
13: Abschnitt
14: Abschnitt
15: Verbindungselement
16: Ausgleichselement
17: Tragelement
18: Anbindungsstelle
19: Anbindungsstelle
20: Abschnitt
21: Abschnitt
22: Koppelstelle
100: Übertragungsglied
110: Übertragungsglied
A: Anordnung der Schwungmassen zueinander bei geschalteten geradzahligen Gängen
B: Anordnung der Schwungmassen zueinander bei geschalteten ungeradzahligen Gängen
N: Anordnung der Schwungmassen im Leerlaufzustand des Schaltgetriebes

Claims

Vorrichtung (1) zur Dämpfung von Schwingungen eines Übertragungsgliedes (100) für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens zwei Schwungmassen (2, 3), welche derart mit dem Übertragungsglied (100) gekoppelt sind, dass durch Schwingungen des Übertragungsgliedes (100) die Schwungmassen (2, 3) in zueinander gegenläufige Schwingungen versetzt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit eines jeweils geschalteten Ganges die Schwungmassen (2, 3) in eine jeweils vorgegebene Anordnung (A, B) zueinander gebracht sind, so dass Schwingungen des Übertragungsgliedes (100) in dem jeweiligen Gang jeweils zueinander gegenläufige Schwingungen der Schwungmassen (2, 3) bewirken.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Leerlaufzustand des Schaltgetriebes die Schwungmassen (2, 3) in eine vorgegebene Anordnung (N) zueinander gebracht sind, so dass Schwingungen des Übertragungsgliedes (100) im Leerlaufzustand zueinander gegenläufige Schwingungen der Schwungmassen (2, 3) bewirken.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschalteten geradzahligen Gängen die Schwungmassen (2, 3) in einer gleichen Anordnung (A) zueinander gebracht sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschalteten ungeradzahligen Gängen die Schwungmassen (2, 3) in einer gleichen Anordnung (B) zueinander gebracht sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmassen (2, 3) drehbeweglich ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmassen (2, 3) jeweils eine radial außenliegende Grundmasse (4, 5) aufweisen, welche mit einem sich radial nach innen erstreckenden Stegabschnitt (6, 7) verbunden ist, an dessen Endbereich die Drehachse (8) der jeweiligen Schwungmasse (2, 3) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmassen (2, 3) um eine gemeinsame Drehachse (8) drehbar gelagert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmassen (2, 3) um eine gemeinsame Drehachse (8) drehbar gelagert sind und an dem Übertragungsglied (100) mit jeweils wenigstens einem Koppelelement (9, 10) angreifen, wobei zwischen den Koppelelementen (9, 10) die Drehachse (8) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschalteten Gängen die Schwungmassen (2, 3) ausgehend von einer Ausgangsposition (N) um einen vorgegebenen Winkel voneinander weggeschwenkt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Leerlaufzustand des Schaltgetriebes die Schwungmassen (2, 3) im Wesentlichen eine gemeinsame Drehlage aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmassen (2, 3) bei geschalteten geradzahligen Gängen um einen vorgegebenen Winkel voneinander weg in jeweils eine Richtung und bei geschalteten ungeradzahligen Gängen um einen vorgegebenen Winkel voneinander weg in jeweils eine entgegengesetzte Richtung verdreht sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (8) der Schwungmassen (2, 3) an einem Gehäuse (11) der Vorrichtung (1) angeordnet ist, welches ortsfest bezüglich des Schaltgetriebes anbringbar ist.
Übertragungsglied (100) für das Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit einer Schaltmasse zum Speichern von Energie bei einem Schalten des Schaltgetriebes, wobei das Übertragungsglied (100) mit einer Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmasse durch die Schwungmassen (2, 3) der Vorrichtung (1) gebildet ist.
Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, insbesondere mit einem Übertragungsglied (100) nach Anspruch 14.