DE19508982C2 - Anordnung eines Zwei-Massen-Schwungrades - Google Patents
Anordnung eines Zwei-Massen-SchwungradesInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
Die Erfindung betrifft die Anordnung eines Zwei-Massen-
Schwungrades in der Antriebsübertragung zwischen einer Ab
triebswelle, z. B. eines Schwingungen erzeugenden Motors, und
einem Antriebsstrang, wobei eine mit der Abtriebswelle
zwangsverbundene primäre Schwungmasse sowie eine mit dem An
triebsstrang zwangsverbundene bzw. zwangsverbindbare sekundä
re Schwungmasse miteinander über eine federnde Torsionsdämp
feranordnung antriebsmäßig gekoppelt sind.
Eine solche Anordnung, bei der die primäre Schwungmasse dreh
fest auf der Abtriebswelle angeordnet ist und die sekundäre
Schwungmasse den Eingang einer Trennkupplung am eingangssei
tigen Ende des Antriebsstranges bildet und die Torsionsdämp
feranordnung unmittelbar zwischen den Schwungmassen wirkt,
ist Gegenstand der DE-OS 29 26 012.
Zwei-Massen-Schwungräder werden bereits serienmäßig in Kraft
fahrzeugen eingesetzt und bewirken beim Fahrbetrieb eine wei
testgehende schwingungsmäßige Trennung zwischen Antriebs
strang und Motor. Dies beruht im wesentlichen darauf, daß
sich durch Zwei-Massen-Schwungräder sehr geringe Resonanzfre
quenzen in der Antriebsverbindung zwischen Motor und An
triebsrädern erreichbar sind und die beim normalen Fahrbe
trieb auftretenden Schwingungen regelmäßig im sogenannten
überkritischen Bereich liegen, d. h. Frequenzen deutlich ober
halb der Resonanzfrequenz aufweisen. Damit kann durch das fe
dernde Dämpferaggregat zwischen den Schwungmassen die ge
wünschte schwingungsmäßige Abtrennung zwischen Motor und An
triebsstrang erreicht werden.
Allerdings müssen die Schwungmassen vergleichsweise groß
sein, um ein hinreichendes Trägheitsmoment erreichen zu kön
nen, wie es zur Erzielung geringer Resonanzfrequenzen notwen
dig ist.
Das Trägheitsmoment J einer rotierenden Schwungmasse ist pro
portional zum Produkt m r2, wobei m die Masse und r den radia
len Abstand der Masse von der Drehachse bedeuten. Während al
so das Trägheitsmoment proportional mit der Masse der
Schwungmasse ansteigt, kann eine überproportionale Vergröße
rung des Trägheitsmomentes durch Vergrößerung des Durchmes
sers bezüglich der Drehachse der Schwungmasse erreicht wer
den.
Gleichwohl können hinsichtlich einer Vergrößerung der Masse
und/oder des Durchmessers konstruktiv vorgegebene Grenzen be
stehen, weil beispielsweise ein vorgegebenes Gewicht oder ein
vorgegebener Einbauraum nicht überschritten bzw. nicht ver
größert werden können.
Die Druckschrift Patents Abstr. of Jap. M-296, 16. Mai 1984,
Vol. 8/No. 104 59-17041 (A) zeigt ein Ein-Massen-Schwungrad,
dessen Schwungmasse drehbar auf einer zugeordneten Welle an
geordnet und mit dieser Welle über ein Übersetzungsgetriebe
antriebsverbunden ist, so daß die Schwungmasse im Vergleich
zur Welle mit deutlich erhöhter Drehzahl rotiert. Das Über
setzungsgetriebe besitzt ein drehfest auf der Welle angeord
netes erstes Zahnrad, ein damit kämmendes, auf einer statio
nären Achse drehgelagertes zweites Zahnrad und ein damit käm
mendes, drehfest an der Schwungmasse angeordnetes drittes
Zahnrad.
Auf diese Weise können trotz einer vergleichsweise geringen
Schwungmasse sehr große Trägheitsmomente verwirklicht werden.
Wenn nämlich eine mit einer rotierenden Welle zwangsgekoppel
te Schwungmasse das Trägheitsmoment J' hat und zwischen der
Welle und der Schwungmasse ein Übersetzungsgetriebe mit der
Übersetzung i wirksam ist, d. h. wenn die Drehzahl der
Schwungmasse um den Faktor i größer ist als die Drehzahl der
Welle, so ist an der Welle ein Trägheitsmoment J wirksam, für
welches gilt:
J = i2J'.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Zwei-Massen-Schwungrad
zu schaffen, dessen Schwungmassen in konstruktiv vorteilhaf
ter Weise mittels Übersetzungsgetriebe angetrieben werden, um
bei geringem Gesamtgewicht hohe Trägheitsmomente erreichen zu
können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
- - daß die primäre Schwungmasse als Hohlrad eines ersten Planetengetriebes und die sekundäre Schwungmasse als Hohlrad eines zweiten Planetengetriebes ausgebildet ist,
- - daß die Abtriebswelle drehfest mit dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes verbunden und dessen Sonnen rad stationär angeordnet ist,
- - daß das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes drehfest an der Abtriebswelle angeordnet bzw. ausgebildet und der der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes mit dem Antriebsstrang verbunden bzw. kuppelbar ist, und
- - daß die federnde Torsionsdämpferanordnung zwischen der zweiten Schwungmasse und dem Planetenträger des ersten Planetengetriebes angeordnet ist.
Da bei der Erfindung die Hohlräder der Planetengetriebe die
Schwungmassen bilden, besteht die Möglichkeit, auf eine ge
sonderte Lagerung der Schwungmassen zu verzichten, d. h. die
Planetenräder der jeweiligen Planetengetriebe dienen als La
gerräder der jeweiligen Schwungmasen.
Der Planetenträger des zweiten Planetengetriebes kann ohne
weiteres den Eingang einer Trennkupplung bilden, die den An
triebsstrang zu- bzw. abkoppelt.
Gegegebenenfalls kann
im Falle eines Fahrzeuges der Anlasser
des Fahrzeugmotors über ein Ritzel mit dem die primäre
Schwungmasse bildenden Schwungradteil zusammenwirken,
so daß das Übersetzungsgetriebe zwischen dieser Schwungmasse
und der Abtriebswelle des Motors auch in der Antriebs
verbindung zwischen Anlasser und Motor wirksam wird.
Dies hat den Vorteil, daß als Anlasser ein Elektromotor
einsetzbar ist, der bei hohen Drehzahlen lediglich ein
geringes Drehmoment zu erzeugen vermag. Derartige Elektro
motoren zeichnen sich durch geringe Abmessungen sowie
geringes Gewicht aus, so daß auch das gesamte Anlasser
aggregat wenig Bauraum benötigt.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der
Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende
Beschreibung besonders bevorzugter Ausführungsformen
verwiesen, die anhand der Zeichnung erläutert werden.
Dabei zeigt
Fig. 1 einen schematisierten Axialschnitt der
erfindungsgemäßen Anordnung eines Zwei-
Massen-Schwungrades, wobei auch die Kurbelwelle
eines Fahrzeugmotors sowie ein Teil des Antriebs
stranges eines Fahrzeuges dargestellt ist, und
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung,
in der zusätzlich eine vorteilhafte Anordnung
für den Anlasser eines Fahrzeugmotors gezeigt
wird.
Gemäß Fig. 1 ist eine nur schematisiert und ausschnitts
weise wiedergegebene Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors
eines Fahrzeuges einstückig mit einer Abtriebswelle 1
dieses Motors verbunden. Auf der Abtriebswelle 1 ist
drehfest ein Planetenträger 2 mit den Planetenrädern 3
eines Planetengetriebes angeordnet, dessen Sonnenrad 4
stationär am Motorblock bzw. Gehäuse 5 des Verbrennungs
motors angeordnet ist und dessen Hohlrad 6 als Schwung
masse mit vergleichsweise großem Gewicht ausgebildet ist.
Der Planetenträger 2 ist des weiteren über Feder-Dämpfer-
Elemente 7 mit einem als weitere Schwungmasse ausgebildeten
Hohlrad 8 eines weiteren Planetengetriebes drehelastisch
antriebsgekoppelt, dessen Sonnenrad durch eine Verzahnung
am Umfang der Abtriebswelle 1 gebildet wird und dessen
Planetenräder 9 an einem zur Abtriebswelle 1 gleichachsigen
Planetenträger 10 angeordnet sind.
Der Planetenträger 10 bildet den Eingang einer Kupplungs
anordnung, deren ausgangsseitige Kupplungsscheibe 11 mit
einer Eingangswelle 12 eines nicht näher dargestellten
Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges antriebsverbunden
ist. In der Regel bildet die Eingangswelle 12 den Eingang
eines zwischen dem Motor und den Antriebsrädern eines
Fahrzeuges angeordneten Getriebes.
Wie dargestellt, kann die Eingangswelle 12 in einer
stirnseitigen Bohrung der Abtriebswelle 1 gelagert sein,
so daß die nicht näher dargestellten Lager der Abtriebs
welle 1 indirekt auch das benachbarte Ende der Eingangs
welle 12 lagern.
Aufgrund der dargestellten Anordnung wird das Hohlrad 6
mit einer Drehzahl angetrieben, die um den Faktor i6
größer ist als die Drehzahl der Abtriebswelle 1, wobei
für i6 gilt:
i6 = 1/(1 + Z4/Z6),
hierbei stehen Z4 und Z6 für die Zähnezahlen des Sonnen
rades 4 bzw. des Hohlrades 6.
Wenn die Eingangswelle 12 relativ zur Abtriebswelle 1
eine Drehung ausführt, besitzt das weitere Hohlrad 8
relativ zur Abtriebswelle 1 eine um den Faktor i8 erhöhte
Drehzahl, wobei für i8 gilt:
i8 = 1/(1 + Z1/Z8),
hierbei stehen Z1 und Z8 für die Zähnezahlen des von der
Abtriebswelle 1 gebildeten Sonnenrades sowie des Hohlrades 8.
Wenn nun bei der Antriebsübertragung zwischen der Abtriebs
welle 1 und der Eingangswelle 12 mehr oder weniger große
Drehschwingungen auftreten, treten zwischen den Hohlrädern 6
und 8, von denen das Hohlrad 6 als primäre Schwungmasse und
das Hohlrad 8 als sekundäre Schwungmasse eines Zwei-Massen-
Schwungrades wirksam wird, analoge Drehschwingungen auf,
die jedoch im Vergleich zu den Drehschwingungen der Wellen 1
und 12 eine deutlich größere Amplitude aufweisen, mit der
Folge, daß die durch die Hohlräder 6 und 8 gebildeten Schwung
massen mit entsprechender Verstärkung wirksam werden.
Im Ergebnis verhält sich dann das dargestellte Zwei-Massen-
Schwungrad so, als ob die Wellen 1 und 12 ohne Zwischen
schaltung von Übersetzungsgetrieben direkt mit wesentlich
größeren Schwungmassen drehfest verbunden wären.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der
Ausführungsform nach Fig. 1 lediglich darin, daß das Hohlrad 6
eine zusätzliche Außenverzahnung aufweist, welche beim Starten
des Fahrzeugmotors mit dem Ritzel eines Anlassers 13 kämmt.
Bei Betätigung des Anlassers 13 wird dann zwischen dessen
Ritzel und der Abtriebswelle 1 das durch das Sonnenrad 4,
die Planetenräder 3 sowie das Hohlrad 6 gebildete Planeten
getriebe wirksam, d. h. der Anlasser benötigt lediglich ein
relativ geringes Drehmoment, muß allerdings mit relativ
hohen Drehzahlen laufen können. Wird als Anlasser ein
Elektromotor eingesetzt, so kann dieser außerordentlich
kleine Abmessungen aufweisen, da die Größe eines Elektro
motors im wesentlichen durch das erzeugbare Drehmoment
vorgegeben wird. Hohe Drehzahlen lassen sich mit Elektro
motoren ohne weiteres erreichen.
Insgesamt kann also der Anlasser 13 außerordentlich leicht
und kompakt sein.
Claims (4)
1. Anordnung eines Zwei-Massen-Schwungrades in der An
triebsübertragung zwischen einer Abtriebswelle, z. B. eines
Schwingungen erzeugenden Motors eines Kraftfahrzeuges, und
einem Antriebsstrang, wobei eine mit der Abtriebswelle
zwangsverbundene primäre Schwungmasse sowie eine mit dem An
triebsstrang zwangsverbundene sekundäre Schwungmasse mitein
ander über eine federnde Torsionsdämpferanordnung antriebsmä
ßig gekoppelt sind,
dadurch gekennzeichnet,
- 1. - daß die primäre Schwungmasse als Hohlrad (6) eines ersten Planetengetriebes und die sekundäre Schwungmasse als Hohl rad (8) eines zweiten Planetengetriebes ausgebildet sind,
- 2. - daß die Abtriebswelle (1) drehfest mit dem Planetenträger (2) des ersten Planetengetriebes verbunden und dessen Sonnenrad (5) stationär angeordnet ist,
- 3. - daß das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes drehfest an der Abtriebswelle (1) angeordnet bzw. ausgebildet und der Planetenträger (10) des zweiten Planetengetriebes mit dem Antriebsstrang (12) verbunden bzw. kuppelbar ist, und
- 4. - daß die federnde Torsionsdämpferanordnung (7) zwischen der zweiten Schwungmasse (Hohlrad 8) und dem Planeten träger (2) des ersten Planetengetriebes angeordnet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ritzel eines Anlassers (13) mit einer Verzahnung der
primären Schwungmasse (Hohlrad 6) kämmt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Planetenträger (10) des zweiten Planetengetriebes den
Eingang einer Kupplungsanordnung bildet, deren Ausgang (11)
mit einer Eingangswelle (12) des Antriebsstranges antriebs
verbunden ist.
4. Anordnung nach einem Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Eingangswelle (12) des Antriebsstranges in einer
stirnseitigen Bohrung der Abtriebswelle (1) gelagert ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995108982 DE19508982C2 (de) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | Anordnung eines Zwei-Massen-Schwungrades |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995108982 DE19508982C2 (de) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | Anordnung eines Zwei-Massen-Schwungrades |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19508982A1 DE19508982A1 (de) | 1996-09-19 |
DE19508982C2 true DE19508982C2 (de) | 1998-07-23 |
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ID=7756520
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995108982 Expired - Fee Related DE19508982C2 (de) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | Anordnung eines Zwei-Massen-Schwungrades |
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Country | Link |
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DE (1) | DE19508982C2 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19628411C2 (de) * | 1996-07-15 | 2003-01-16 | Zf Sachs Ag | Torsionsschwingungsdämpfer mit einem zwischen Antrieb und Schwungmasse geschalteten Getriebe |
HUP0500168A2 (en) * | 2005-02-02 | 2007-05-02 | Ricardo Deutschland Gmbh | Machines to influence the force/moment arising during operation on the supports of the cylinder block having a main shaft casing |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2926012A1 (de) * | 1979-03-30 | 1980-10-02 | Toyota Motor Co Ltd | Einrichtung zur aufnahme von drehmomentschwingungen im abtrieb einer brennkraftmaschine |
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1995
- 1995-03-13 DE DE1995108982 patent/DE19508982C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2926012A1 (de) * | 1979-03-30 | 1980-10-02 | Toyota Motor Co Ltd | Einrichtung zur aufnahme von drehmomentschwingungen im abtrieb einer brennkraftmaschine |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Patents Abstracts of Japan M-296, 16. Mai 1984, Vol. 8, Nr. 104, 59-17041(A) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE19508982A1 (de) | 1996-09-19 |
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