DE19602609A1 - Hydraulisch gedämpftes Zweimassenschwungrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch gedämpftes Zweimassenschwungrad, insbe­ sondere für den Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es sind bereits hydraulisch gedämpfte Zweimassenschwungräder bekannt. Die deutsche Auslegeschrift 28 48 748 beschreibt eine elastische Kupplung in Scheibenbauweise, bei der ein im wesentlichen flüssigkeitsdichter Innenraum mit einer Flüssigkeit füllbar ist, die beim gegenseitigen Verdrehen der Kupplungs­ hälften über eine Drosselöffnung verdrängt wird, was eine Drehschwingungs­ dämpfung verursacht. Um die Intensität der Drehschwingungsdämpfung während des gegenseitigen Verdrehens der Kupplungshälften zu verändern, ist vorgesehen, die Weite der Drosselöffnung mit zunehmendem Verdrehwinkel kontinuierlich oder stufenweise veränderlich zu gestalten.

Eine vom Verdrehwinkel abhängige Dämpfungsintensität mag dazu beitragen, daß die Lebensdauer einer elastischen Kupplung erhöht wird, insbesondere durch das Vermeiden harter Stöße beim Wirksamwerden von Festanschlägen einer Ver­ drehwinkelbegrenzung. Auch mag die Kupplung in der Lage sein, Drehschwingun­ gen möglichst stark zu dämpfen.

Es hat sich aber herausgestellt, daß es zur Dämpfung von Drehschwingungen günstig ist, die Dämpfungsintensität geschwindigkeitsabhängig einzustellen. Des­ halb ist es Aufgabe der Erfindung, ein hydraulisch gedämpftes Zweimassen­ schwungrad bereitzustellen, dessen Dämpfungsintensität von der Differenz­ geschwindigkeit der beiden gegeneinander verdrehbaren Schwungradhälften ab­ hängt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung wird als Dämpfungsmedium in der hydraulischen Dämpfungs­ einrichtung eine Flüssigkeit verwendet, deren Viskosität schergeschwindigkeits­ abhängig veränderlich ist. Bekannt ist ein scherverdickendes Verhalten von dilatan­ ten Dispersionen, deren Viskosität sich bei Scherbeanspruchung reversibel ver­ ändert. Wird eine solche dilatante Dispersion als Dämpfungsmedium bei einem Zweimassenschwungrad eingesetzt, so hat das den Vorteil, daß bei großen Ge­ schwindigkeitsdifferenzen der beiden Schwungradhälften die Dämpfungsintensität hoch ist, während bei kleinen Differenzgeschwindigkeiten eine sehr geringe Dämpfung stattfindet. Desweiteren wird vorteilhafterweise beim Anfahren im Re­ sonanzbereich nur eine geringe Überhöhung erreicht, bei gleichzeitig hervor­ ragender Schwingungsdämpfung im überkritischen Bereich. Dadurch kann das Zweimassenschwungrad auch leichter gebaut werden. Die Masse auf der Primär­ seite kann kleiner gehalten werden. Durch die stark ansteigende Viskosität ab einer bestimmten Schergeschwindigkeit bei dilatanten Dispersionen kann sich das System nicht mehr aufschaukeln. Es können beim Zweimassenschwungrad auch steilere Federkennungen vorgesehen und/oder geringere Sekundärmassen ver­ baut werden, wobei steilere Federkennungen die Ruckelneigung eines Fahrzeugs verringern.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der flüssigkeitsdichte Innen­ raum aus mit den Schwungradhälften verbundenen Bauteilen gebildet. Das hat den Vorteil, daß der flüssigkeitsdichte Innenraum aus einem anderen Werkstoff bestehen kann als das Zweimassenschwungrad. Insbesondere bei der Ver­ wendung von dilatanten Dispersionen auf Wasserbasis ist es günstig, wenn der flüssigkeitsdichte Innenraum aus Kunststoff gefertigt ist, um Korrosion zu ver­ meiden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist zwischen den Schwungradhälften mindestens ein Spalt im wesentlichen in radialer Richtung über mindestens einen Bereich des Umfangs der Schwungradhälften ausgebildet. In diesem Spalt befindet sich Dämpfungsmedium, wobei sich der Spalt mindestens in dem Bereich, wo sich das Dämpfungsmedium befindet, mit nach außen zu­ nehmendem Radius der Schwungradhälften erweitert. Das hat den Vorteil, daß die Schwungradhälften so zueinander eingestellt werden können, daß sich mit zu­ nehmendem Radius der Schwungradhälften für das Scherverhalten des dilatanten Fluids ein konstanter Quotient von Umfangsgeschwindigkeit dividiert durch die Spaltbreite ergibt. Dies bewirkt, daß das scherverdickende Verhalten des Dämpfungsmediums über den gesamten an der Dämpfung beteiligten Radius­ bereich der beiden Schwungradhälften bei einer bestimmten Differenzwinkel­ geschwindigkeit zwischen den beiden Schwungradhälften eintritt.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung mit der zugehörigen Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein hydraulisch gedämpftes Zweimassen­ schwungrad mit einer hydraulischen Dämpfungseinrichtung ent­ sprechend der Erfindung, bei dem der flüssigkeitsdichte Innenraum direkt durch die beiden Schwungradhälften gebildet wird, und

Fig. 2 ein hydraulisch gedämpftes Zweimassenschwungrad entsprechend der Erfindung, bei dem der flüssigkeitsdichte Innenraum aus mit den Schwungradhälften verbundenen Bauteilen besteht, ebenfalls im Schnitt gezeichnet.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen jeweils ein hydraulisch gedämpftes Zweimassen­ schwungrad mit zwei gegeneinander verdrehbaren Schwungradhälften, eine primärseitige Schwungradhälfte 1 und eine sekundärseitige Schwungradhälfte 7. Die primärseitige Schwungradhälfte 1 ist verbunden mit einer nicht gezeichneten Antriebswelle, zum Beispiel einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors. Die se­ kundärseitige Schwungradhälfte 7 besitzt eine Kupplungsfläche 8, über die sie das von der primärseitigen Schwungradhälfte 1 übertragene Drehmoment an eine Ab­ triebseinrichtung, zum Beispiel an eine Kraftfahrzeugkupplung abgibt.

Das von der primärseitigen Schwungradhälfte 1 auf die sekundärseitige Schwung­ radhälfte 7 zu übertragende Drehmoment ist Schwankungen unterworfen, bedingt durch Antriebs- oder Abtriebsungleichförmigkeiten. Um Schwingungen aufgrund dieser Drehmomentschwankungen zu dämpfen, besitzt das Zweimassenschwung­ rad eine hydraulische Dämpfungseinrichtung mit einem flüssigkeitsdichten Innen­ raum 9. Dazu sind die primärseitige Schwungradhälfte 1 und die sekundärseitige Schwungradhälfte 7 über eine abgedichtete Lagerung 5 axial fest aber in Um­ fangsrichtung gegeneinander verdrehbar miteinander verbunden. Der flüssigkeits­ dichte Innenraum 9 wird von den beiden Schwungradhälften 1, 7 so gebildet, daß die primärseitige Schwungradhälfte 1 eine Außenwand bildet, während die sekun­ därseitige Schwungradhälfte 7, abgedichtet über eine weitere Dichtung 4, in den flüssigkeitsdichten Innenraum 9 hineinragt. Ein Spalt 2 zwischen der primärseitigen Schwungradhälfte 1 und der sekundärseitigen Schwungradhälfte 7 ist mit einem in der Zeichnung durch Punkte angedeutet gezeichneten Dämpfungsmedium gefüllt.

Dieses Dämpfungsmedium ist eine Flüssigkeit, deren Viskosität schergeschwindig­ keitsabhängig veränderlich ist. Diese, auch als dilatante Dispersion bekannte Flüssigkeit dämpft Relativbewegungen zwischen der primärseitigen Schwungrad­ hälfte 1 und der sekundärseitigen Schwungradhälfte 7 besonders gut durch ihr scherverdickendes Verhalten. Dazu wird die Spaltbreite des Spaltes 2 in radialer Richtung gesehen nach außen größer, damit ein konstanter Quotient von Um­ fangsgeschwindigkeit dividiert durch die Spaltbreite entsteht. Dadurch setzt das scherverdickende Verhalten über den ganzen dämpfenden Radiusbereich der Schwungradhälften 1, 7 gesehen bei derselben Winkelgeschwindigkeitsdifferenz ein. Um die Spaltbreite nach außen zu vergrößern, ist die sekundärseitige Schwungradhälfte 7 im Bereich der hydraulischen Dämpfungseinrichtung nach außen konisch ausgebildet (in der Zeichnung verdeutlicht dargestellt durch die Be­ zugslinien 10).

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der flüssigkeitsdichte Innenraum 9 von der primärseitigen Schwungradhälfte 1 und einem Deckel 3 der primärseitigen Schwungradhälfte 1 so ausgebildet, daß sich darin auch noch Tangentialfedern 6 befinden, die die Kraftübertragung von primärseitiger Schwungradhälfte 1 auf se­ kundärseitige Schwungradhälfte 7 bewirken und zusätzlich noch etwas zur Dämpfung beitragen.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist für die Dämpfungseinrichtung eine separate Kammer aus einem Gehäuse 1a und einem mit dem Deckel 3 verbundenen weiteren Bauteil 1b an der primärseitigen Schwungradhälfte 1 ausgebildet. Diese ist mit Dichtungen 4.1, 4.2 gegen die sekundärseitige Schwungradhälfte 7 abge­ dichtet. Bei der Verwendung von dilatanten Dispersionen auf Wasserbasis ist es günstig, wenn das weitere Bauteil 1b und das Gehäuse 1a aus Kunststoff ausge­ bildet sind, da sonst das in der Zeichnung durch Punkte angedeutete Dämpfungs­ medium im flüssigkeitsdichten Innenraum 9 Korrosion verursachen könnte. Bei dieser Ausführung befindet sich die kraftübertragende Tangentialfeder 6 an der­ selben Stelle wie im ersten Ausführungsbeispiel, aber im Unterschied dazu nicht im flüssigkeitsdichten Innenraum 9.

Claims (4)

1. Hydraulisch gedämpftes Zweimassenschwungrad aus mindestens zwei ge­ geneinander verdrehbaren Schwungradhälften (1, 7), die mindestens einen flüssigkeitsdichten Innenraum (9) bilden, der mit einem flüssigen Dämpfungsmedium als hydraulische Dämpfungseinrichtung zusammen­ wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmedium eine Flüssig­ keit ist, deren Viskosität schergeschwindigkeitsabhängig veränderlich ist.

2. Hydraulisch gedämpftes Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der flüssigkeitsdichte Innenraum (9) aus mit den Schwungradhälften (1, 7) verbundenen Bauteilen (1a, 1b) gebildet wird.

3. Hydraulisch gedämpftes Zweimassenschwungrad nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bauteile (1a, 1b) aus Kunststoff sind.

4. Hydraulisch gedämpftes Zweimassenschwungrad nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Schwung­ radhälften (1, 7) mindestens ein, sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckender, Spalt (2) befindet, der mindestens teilweise das Dämpfungs­ medium enthält und daß dieser Spalt (2), mindestens in dem Bereich wo sich das Dämpfungsmedium befindet, sich mit nach außen zunehmendem Radius der Schwungradhälften (1, 7) erweitert.