Die Erfindung betrifft ein zweiteiliges Schwungrad für eine Fahrzeug-Brenn
kraftmaschine, mit einer an der Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle befestigten
Primärmasse und einer hieran mit geringfügiger Relativbewegbarkeit ange
bundenen Sekundärmasse, die über eine Kupplung mit dem Fahrzeug-An
triebsstrang verbindbar ist. Zum bekannten Stand der Technik wird lediglich
beispielshalber auf die DE 43 44 560 A1 verwiesen. Das in dieser Schrift
gezeigte geteilte Schwungrad weist ebenfalls eine Primärmasse sowie eine
Sekundärmasse auf, wobei letztere gegenüber der Primärmasse geringfügig
in Schwungrad-Drehrichtung bewegbar ist. Diese geringfügige Relativbe
wegbarkeit ist erwünscht, um hierdurch Dreh- oder Torsionsschwingungen
zu dämpfen. Es soll bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß
die geringfügige Relativbewegbarkeit nach der vorliegenden Erfindung in
eine gänzlich andere Richtung zielt.The invention relates to a two-part flywheel for a vehicle burner
engine, with one attached to the engine crankshaft
Primary mass and one attached to it with slight relative mobility
tied secondary mass, which is connected to the vehicle via a clutch
drive train is connectable. The known prior art is only
for example referred to DE 43 44 560 A1. That in this writing
Split flywheel shown also has a primary mass and a
Secondary mass, the latter slightly compared to the primary mass
is movable in the direction of flywheel rotation. This minor relative
Movability is desirable in order to avoid torsional or torsional vibrations
to dampen. At this point it should be pointed out that
the slight relative mobility according to the present invention in
aims in a completely different direction.
Die vorliegende Erfindung geht nämlich von einem einfachen Schwungrad
ohne Drehschwingungsdämpfer aus. Ein derartiges einfaches Schwungrad,
welches vorzugsweise ein hohes Massenträgheitsmoment hat, wird starr mit
einem Ende der Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle verschraubt. Dabei stellen
Kurbelwelle und Schwungrad ein biegeschwingfähiges System dar, dessen
Eigenresonanzen im wesentlichen von der Biegesteifigkeit der Kurbelwelle
und der Masse des Schwungrades abhängen. Nun führt die Überlagerung
der Rotationsbewegung der Kurbelwelle mit einer Biegeschwingung zu einer
Taumelbewegung des Schwungrades. Aus dieser Taumelbewegung resultie
ren Störkräfte, die - allgemein - auf ortsfeste Maschinenteile übertragen wer
den und sich dort mit Frequenzen, die durch Addition und Subtraktion der
Rotationsfrequenz zu/von der Erregerfrequenz gebildet werden, abbilden.
Diese Störkraft-Frequenzen können sich teilweise in einem resonanzhaften
Anstieg des Körperschallpegels äußern, weshalb die beschriebene gering
fügige Taumelbewegung des Schwungrades deutlich negative Auswirkungen
auf das Fahrzeug-Innengeräusch haben kann. Eine Abhilfemaßnahme für
die geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Er
findung.The present invention is based on a simple flywheel
without torsional vibration damper. Such a simple flywheel,
which preferably has a high moment of inertia, becomes rigid with
bolted to one end of the engine crankshaft. Make it
Crankshaft and flywheel are a flexible system whose
Natural resonances essentially from the bending stiffness of the crankshaft
and the mass of the flywheel. Now the overlay leads
the rotational movement of the crankshaft with a bending vibration to one
Flywheel wobble. From this wobble result
disturbing forces that - generally - are transferred to stationary machine parts
the and there with frequencies that by adding and subtracting the
Rotation frequency to / from the excitation frequency are formed, map.
These interference frequencies can partially be resonant
Express rise in structure-borne noise, which is why the described is small
compliant wobble of the flywheel clearly negative effects
can have on the vehicle interior noise. A workaround for
It is the task of the present Er to show the problems described
finding.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Sekundärmasse
drehmomentensteif und bezogen auf die Schwungrad-Achse gelenkig an der
Primärmasse angebunden ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind
Inhalt der Unteransprüche.To solve this problem it is provided that the secondary mass
Torque-stiff and articulated on the flywheel axis
Primary mass is connected. Advantageous training and further education are
Content of the subclaims.
Näher erläutert wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs
beispieles, wobei in der einzigen Figurendarstellung ein erfindungsgemäßes
Schwungrad im Schnitt gezeigt ist.The invention is explained in more detail with reference to a preferred embodiment
example, wherein in the single figure representation of an inventive
Flywheel is shown in section.
Mit der Bezugsziffer 1 ist die Achse des dargestellten Schwungrades be
zeichnet, das eine Primärmasse 2 sowie eine Sekundärmasse 3 aufweist.
Die Primärmasse 2 besteht im wesentlichen aus einem Nabenteil 2a sowie
einer daran befestigten Mitnehmerscheibe 2b, während wesentliche Be
standteile der Sekundärmasse 3 eine Schwungscheibe 3a sowie eine
Schwungmasse 3b sind. Dabei wird das Nabenteil 2a an die nicht gezeigte
Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angeflanscht, während die
Schwungscheibe 3a die Anlauffläche für eine nicht gezeigte Kupplung bildet,
so daß über diese Kupplung - wie dem Fachmann bekannt - die Brennkraft
maschine mit dem ebenfalls nicht gezeigten Antriebsstrang des Fahrzeuges,
u. a. bestehend aus einem Getriebe sowie Abtriebswellen, verbindbar sind.With the reference numeral 1 , the axis of the flywheel shown is characterized, which has a primary mass 2 and a secondary mass 3 . The primary mass 2 consists essentially of a hub portion 2a and an attached drive plate 2 b, while substantial Be constituents of the secondary mass 3 a flywheel 3 a and a flywheel 3, b. The hub part 2 a is flanged to the crankshaft, not shown, of an internal combustion engine, while the flywheel 3 a forms the contact surface for a clutch, not shown, so that the internal combustion engine with the drive train, also not shown, of this clutch, as is known to the person skilled in the art Vehicle, including a transmission and output shafts, can be connected.
Die Mitnehmerscheibe 2b ist bezogen auf die Schwungrad-Achse 1 biege
weich ausgebildet und mit der Schwungscheibe 3b über mehrere Mitnah
mestifte 4 verbunden. Diese Mitnahmestifte 4 sind in radialer Richtung ziem
lich weit außen nahe der am Außenumfang der Schwungscheibe 3a vorge
sehenen Schwungmasse 3b angebracht. Diese Verbindung zwischen Mit
nahmescheibe 2b und Schwungscheibe 3a bzw. zwischen Primärmasse 2
und Sekundärmasse 3 über die Mitnahmestifte 4 ist drehmomentsteif aus
gebildet, was bedeutet, daß eine Drehbewegung der Primärmasse 2 unver
ändert und unter Ausschluß jeglicher Relativbewegung auf die Sekundär
masse 3 übertragen wird. Irgendwelche Torsions-Dämpfungsmaßnahmen
gegen Drehschwingungen enthält dieses beschriebene zweiteilige Schwung
rad somit nicht.The drive plate 2 b is based on the flywheel axis 1 bend soft and connected to the flywheel 3 b via several drive pins 4 connected. This driving pins 4 are ziem in the radial direction Lich far to the outside close to the b mounted a flywheel 3 provided on the outer circumference of the flywheel. 3 This connection between with the name disc 2 b and flywheel 3a and between primary mass 2 and secondary mass 3 about the driving pins 4 is made torsionally stiff out, which means that rotational movement of the primary mass 2 changes without and in the absence of any relative movement of the secondary mass 3 transmitted becomes. This described two-part flywheel does not contain any torsional damping measures against torsional vibrations.
Jedoch ermöglicht dieses zweiteilige Schwungrad eine andere Relativbewe
gung zwischen der Sekundärmasse 3 sowie der Primärmasse 2, und zwar in
Form einer geringfügigen Kippbewegung bezogen auf die Schwungrad-Achse
1. Diese Kippbewegung läßt sich durch den deutlich vergrößert dar
gestellten Beugewinkel α beschreiben, wobei - in anderen Worten - die Se
kundärmasse 3 bezogen auf die Schwungrad-Achse 1 gelenkig bzw. karda
nisch an der Primärmasse 2 angebunden ist. Für die im folgenden erläuterte
Funktion dieser Kippbewegung ist ein Beugewinkel α in der Größenordnung
von bis zu maximal 3° durchaus ausreichend, wobei dieser Beugewinkel u. a.
durch die biegeweiche Gestaltung der Mitnahmescheibe 2b ermöglicht
wird.However, this two-part flywheel enables a different relative movement between the secondary mass 3 and the primary mass 2 , in the form of a slight tilting movement in relation to the flywheel axis 1 . This tilting movement can be achieved by the significantly increased represents describe bending angle α provided, whereby - in other words - the Se kundärmasse 3 relative to the flywheel axis and is articulated 1 karda cally connected to the primary mass. 2 For the function of this tilting movement explained below, a bending angle α of the order of up to a maximum of 3 ° is quite sufficient, this bending angle being made possible, inter alia, by the flexible design of the driving plate 2 b.
Wie bereits eingangs erwähnt, führt die an der Kurbelwellen-Stirnseite an
geflanschte Primärmasse 2 bei Rotation der Kurbelwelle eine Taumelbewe
gung aus. Nun ist die Masse dieser Primärmasse 2 im wesentlichen auf de
ren Nabenteil 2a konzentriert, während die Mitnahmescheibe 2b nicht nur
biegeweich, sondern auch relativ leicht, d. h. eine geringfügige Masse auf
weisend ausgebildet ist. Da demgegenüber die Sekundärmasse 3 insbeson
dere aufgrund der außenseitig angeordneten Schwungmasse 3b, aber auch
aufgrund der gegenüber der Mitnahmescheibe 2b deutlich dickeren
Schwungscheibe 3a ein hohes Massenträgheitsmoment aufweist, werden
die Taumelbewegungen der Primärmasse 2 nicht auf die Sekundärmasse 3
übertragen. Vielmehr werden diese Taumelbewegungen der Primärmasse 2
bzw. des Nabenteiles 2a von der biegeweichen Mitnahmescheibe 2b quasi
verschluckt. Während somit die Primärmasse 2 taumelnd um die Achse 1
rotiert, rotiert die Sekundärmasse 3 nicht taumelnd um diese Achse 1. Stabi
lisiert wird die Sekundärmasse 3 dabei durch ihr Massenträgheitsmoment
bzw. durch ihre Schwungmasse 3b. Andererseits ist diese Taumelbewegung
der Primärmasse 2 gegenüber der Sekundärmasse 3 möglich, da das Lager
bzw. der Lagersitz 5 zwischen der Schwungscheibe 3a und dem Nabenteil
2a in entsprechender Weise ausgebildet ist.As already mentioned at the beginning, the primary mass 2 flanged to the front of the crankshaft performs a wobble movement when the crankshaft rotates. Now the mass of the primary mass 2 is designed essentially to de ren hub part 2 a concentrating while driving plate 2 b not only to bending, but also relatively easy, that is a minor mass oriented. Other hand, since the secondary mass 3 in particular due to the externally arranged flywheel 3 b, but has a high moment of inertia also because of b with respect to the driving plate 2 considerably thicker flywheel 3, the wobbling of the primary mass 2 will not be transmitted to the secondary mass. 3 Rather, these wobbling movements of the primary mass 2 or of the hub part 2 a are virtually swallowed by the flexible driving disk 2 b. Thus, while the primary mass 2 rotates tumbling about the axis 1 , the secondary mass 3 does not tumble about this axis 1 . The secondary mass 3 is stable lisiert this b by its inertia and by its flywheel. 3 On the other hand, this wobbling movement of the primary mass 2 with respect to the secondary mass 3 is possible, since the bearing or the bearing seat 5 between the flywheel 3 a and the hub part 2 a is designed in a corresponding manner.
Wie ersichtlich ist nämlich die Schwungscheibe 3a über einen Lagersitz 5 auf
dem Nabenteil 2a gelagert. Dieser Lagersitz 5 kann - wie gezeigt - eine ela
stische Zwischenlage 6 aufweisen und somit elastisch ausgebildet sein, um
die erläuterte Kippbewegung bezogen auf die Achse 1 - und entsprechend
dem Beugewinkel α - zu ermöglichen. Sozusagen stellt der Lagersitz 5 ein
Gelenk bzw. Kardangelenk im Sinne der gelenkigen Anbindung dar.As can be seen, the flywheel 3 a is mounted on the hub part 2 a via a bearing seat 5 . This bearing seat 5 can - as shown - have an elastic intermediate layer 6 and thus be designed to be elastic in order to enable the explained tilting movement in relation to the axis 1 - and corresponding to the bending angle α. So to speak, the bearing seat 5 represents a joint or universal joint in the sense of the articulated connection.
Eine andere Möglichkeit für die Ausbildung des Lagersitzes 5 im Hinblick auf
eine Ermöglichung der beschriebenen Kippbewegung besteht darin, den La
gersitz 5 zumindest geringfügig ballig auszubilden oder in diesem Lagersitz 5
ein eine geringfügige Kippbewegung erlaubendes Wälzlager vorzusehen
(nicht gezeigt).Another possibility for the formation of the bearing seat 5 with a view to enabling the tilting movement described is to form the La gersitz 5 at least slightly spherical or to provide a slight tilting rolling bearing (not shown) in this bearing seat 5 .
Der wesentliche Gedanke des beschriebenen zweiteiligen Schwungrades ist
es somit, eine Trennung vorzunehmen in eine leichte, starr mit der Brenn
kraftmaschinen-Kurbelwelle verschraubte Primärmasse 2, sowie in einem
drehmomentensteif, jedoch gelenkig und bezogen auf die Schwungrad-Achse
1 biegeweich angekoppelte Sekundärmasse 3 mit hohem Massen
trägheitsmoment. Durch Reduktion der kurbelwellenseitigen Masse des
Schwungrades in Form der relativ leichten Primärmasse wird deren kritische
Biegefrequenz, die aufgrund der Taumelbewegungen zu unerwünschten Re
sonanzen führen kann, in einen Drehzahlbereich verschoben, der oberhalb
des Betriebsdrehzahlbereiches der Brennkraftmaschine liegt. Störende Re
sonanzen können somit nicht auftreten. Insgesamt zeichnet sich das erfin
dungsgemäße Schwungrad somit durch einen geringen Körperschalleintrag
auf die Fahrzeug-Karosserie sowie den Fahrzeug-Antriebsstrang aus, wobei
der Aufbau zugleich mit relativ einfachen Mitteln möglich ist. Dabei sind
selbstverständlich eine Vielzahl von Abwandlungen insbesondere konstrukti
ver Art vom gezeigten Ausführungsbeispiel möglich, - hier ist beispielsweise
ein Anlasserzahnkranz 7 an der Schwungmasse 3b vorgesehen - ohne den
Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.The main idea of the two-part flywheel described is therefore to make a separation into a light primary mass 2 rigidly screwed to the internal combustion engine crankshaft, as well as in a torque-stiff but articulated and flexible secondary mass 3 coupled to the flywheel axis 1 Mass moment of inertia. By reducing the mass of the flywheel on the crankshaft side in the form of the relatively light primary mass, its critical bending frequency, which can lead to undesirable resonances due to the wobbling movements, is shifted to a speed range which is above the operating speed range of the internal combustion engine. Interfering resonances can therefore not occur. Overall, the flywheel according to the invention is thus characterized by a low level of structure-borne noise on the vehicle body and the vehicle drive train, the structure being possible at the same time using relatively simple means. Here, of course, a variety of modifications, in particular constructive ver type of the embodiment shown are possible - here, for example, a starter ring gear 7 is provided on the flywheel 3 b - without leaving the content of the claims.