DE19628411C2

DE19628411C2 - Torsional vibration damper with a gearbox connected between the drive and the flywheel

Info

Publication number: DE19628411C2
Application number: DE1996128411
Authority: DE
Inventors: Joerg Sudau; Bernhard Schierling
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: DE19628411A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a torsional vibration damper according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 34 11 090 A1 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer mit zwei gegen einander drehbaren Schwungmassen bekannt, wobei eine in bekannter Weise an der als bewegbares Element eines Antriebs wirksamen Kurbelwelle befestigt ist und die andere eine Reibungskupplung trägt.DE 34 11 090 A1 describes a torsional vibration damper with two against are known to each other rotatable flywheels, one in a known manner the crankshaft, which acts as a movable element of a drive, is attached and the other carries a friction clutch.

Im Gegensatz zu einem massiven einzelnen Schwungrad sind die beiden Schwungmassen eines derartigen Zweimassenschwungrades relativ leicht, so daß der großen primärseitigen Masse, die sich aus dem Antrieb und der primär seitigen Schwungmasse zusammensetzt, lediglich eine kleine sekundärseitige Masse entgegenwirkt, die sich getriebeseitig abstützt. Dadurch ist das Wider standsmoment für einen Antrieb, das durch die Trägheit der Primärseite und einem durch die Wirkung der Federn, der Reibung sowie der Trägheit der sekundär seitigen Schwungmasse gebildeten Reaktionsmoment bestimmt ist, relativ klein, so daß es Gleichlaufschwankungen des Antriebs nur wenig zu glätten vermag. Die Gleichlaufschwankungen bewirken Drehmomentschwankungen an der Motor front, an der Nebenaggregate, wie beispielsweise ein Generator, angeschlossen sind. Die Drehmomentschwankungen können eine Schädigung dieser Aggregate bewirken.Unlike a massive single flywheel, the two are Flywheels of such a dual mass flywheel are relatively light, so that the large primary-side mass, which results from the drive and the primary side flywheel, only a small secondary side Counteracts mass that is supported on the transmission side. This is the contradiction torque for a drive that is characterized by the inertia of the primary side and a due to the effect of the springs, the friction and the inertia of the secondary side momentum formed reaction moment is determined, relatively small, so that it can smoothen the synchronism fluctuations of the drive only little. The synchronism fluctuations cause torque fluctuations on the motor front, connected to the auxiliary units, such as a generator are. The torque fluctuations can damage these units cause.

Zur Behebung dieses Problems besteht die Möglichkeit, die antriebsseitige Schwungmasse oder, sofern nur eine Schwungmasse vorhanden ist, dieselbe massereich auszubilden. Dem stehen jedoch oftmals die Forderungen modernen Motorenbaus entgegen, wonach möglichst kompakte und massearme Bauteile Verwendung finden sollen.To remedy this problem, there is the option of the drive side Inertia or, if there is only one, the same train massively. However, the demands of modern times are often met Engine construction contrary, according to the most compact and low-mass components Should be used.

In der DE 195 08 982 A1 ist zwischen einem bewegbaren Element eines An triebs, wie beispielsweise der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und dem an triebsseitigen Übertragungselement eines mit zwei relativ zueinander bewegbaren Schwungmassen ausgebildeten Torsionsschwingungsdämpfers ein Überset zungsgetriebe vorgesehen, durch welches auch bei begrenzten Massen und Un terbringungsräumen hohe Trägheitsmomente dadurch verwirklicht werden kön nen, daß sich die Schwungmassen relativ zur Kurbelwelle bzw. zum abtriebssei tig am Torionsschwingungsdämpfer angreifenden Abtriebsstrang mit hoher Ge schwindigkeit bewegen. Hierbei wird der Effekt ausgenutzt, daß Trägheitkräfte zwischen relativ zueinander beweglichen Teilen bei Erhöhung der Relativge schwindigkeit überproportional ansteigen.In DE 195 08 982 A1 is between a movable element of an drives, such as the crankshaft of an internal combustion engine and the drive-side transmission element one with two movable relative to each other Inertial masses trained torsional vibration damper a translation tion gear provided by which even with limited masses and Un high moments of inertia can be realized NEN that the centrifugal masses relative to the crankshaft or to the driven egg drive train with high Ge attacking the torsional vibration damper move dizziness. Here, the effect is exploited that inertial forces between parts movable relative to each other when increasing the relative weight speed increases disproportionately.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Torsionsschwingungsdämpfer so auszubilden, daß dieser bei massearmer Ausbildung Gleichlaufschwankungen des Antriebs bestmöglich entgegenwirkt.The invention has for its object a torsional vibration damper train that this with low mass training synchronism fluctuations of Counteracts drive as best as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch Zwischenschaltung eines eine Bewegungsübersetzung bewirkenden Getriebes zwischen das bewegbare Element des An triebs, wie die Kurbelwelle einerseits und die Schwungmasse andererseits wird erreicht, daß bei vorbestimmbarer Masse ein möglichst hohes Massenträgheits moment bei Einleitung von Momenten erzielbar ist. Hierzu wird beispielsweise die Übersetzung so gewählt, daß eine durch die Kurbelwelle eingeleitete Bewegung ins Schnelle übersetzt wird, so daß Drehwinkeländerungen an der Kurbelwelle zu einer großen Geschwindigkeitsänderung an der Schwungmasse führen, wodurch sich deren Trägheit wesentlich stärker bemerkbar macht als dies bei der Ge schwindigkeit der Drehwinkeländerung an der Kurbelwelle der Fall wäre. Durch diese Maßnahme wird das auf den Motor rückwirkende, Torsionsschwingungen dämpfende Moment um einen Betrag erhöht, bei welchem, was die Trägheit an belangt, das Übersetzungsverhältnis quadratisch eingeht. Als positiver Nebenef fekt der Wirkung dieses Getriebes wird erzielt, daß die Momentenbelastung an einer an der Schwungmasse aufgenommenen und in üblicher Weise ausgebilde ten Reibungskupplung bei gleichbleibender Leistung verringert ist. Dadurch ist entweder die Reibungskupplung kompakter und damit ihrerseits masseärmer aus zubilden oder, bei gleichbleibender Ausbildung, einem geringeren Verschleiß un terworfen, wodurch deren Lebensdauer steigt. Weiterhin kann sich als Vorteil ergeben, daß aufgrund des zwischen Antrieb und Schwungmasse angeordneten Getriebes in einem der Reibungskupplung nachgeschalteten Fahrzeuggetriebe auf eine der Übersetzungsstufen verzichtet werden kann.This object is achieved by the characterizing part of claim 1 specified features solved. By interposing a motion translation effecting gear between the movable element of the drives how the crankshaft on the one hand and the flywheel mass on the other achieves that with a predeterminable mass the highest possible inertia moment can be achieved when moments are introduced. For example, the Ratio selected so that a movement initiated by the crankshaft translated into rapid, so that changes in the angle of rotation of the crankshaft cause a large change in speed on the flywheel, causing their sluggishness is much more noticeable than this with Ge speed of the angle of rotation change on the crankshaft would be the case. By this measure becomes the torsional vibrations which have a retroactive effect on the engine damping moment increases by an amount at which the inertia is concerned, the gear ratio is quadratic. As a positive minor fekt the effect of this gear is achieved that the moment load one on the flywheel mass and trained in the usual way th friction clutch is reduced with constant performance. This is either the friction clutch is more compact and therefore less mass form or, with the same training, less wear and tear thrown, which increases their lifespan. It can also be an advantage result that due to the arranged between the drive and flywheel Gearbox in a vehicle transmission downstream of the friction clutch one of the translation levels can be omitted.

Die gewünschte Übersetzung ist auf einfache Weise erzielbar, wenn zwei Plane tenräder auf einer gemeinsamen Achse vorgesehen sind, von denen eines mit der Antriebsseite und das andere mit der Schwungmasse in Wirkverbindung steht.The desired translation can be achieved easily if two tarpaulins are provided on a common axis, one of which with the Drive side and the other is in operative connection with the flywheel.

Die vorteilhafte Wirkung der Erhöhung der Massenträgheit durch das Getriebe wird nochmals gesteigert, wenn zumindest ein Teil der Getriebeelemente gemäß Anspruch 2 in einer Fettkammer angeordnet sind, da bei Verdrängung dieses Fet tes, insbesondere wenn dieses aus hochviskosem Medium besteht, sich eine dy namische Dämpfung ergibt. The beneficial effect of increasing the inertia by the gear is increased again if at least some of the gear elements according to Claim 2 are arranged in a fat chamber, since this fet when displaced tes, especially if this consists of highly viscous medium, a dy Namely damping results.

Anspruch 3 zeigt eine Maßnahme, durch welche ohne den Einsatz zusätzlicher Elemente eine Stabilisierung der Schwungmasse gegen antriebsseitig eingeleitete Taumelbewegungen erfolgen kann. Gleichzeitig kann durch die angesprochene Lagerung eine Dichtfunktion nach Anspruch 4 für die vorgenannte Fettkammer erzielt werden.Claim 3 shows a measure by which without the use of additional Elements a stabilization of the flywheel against the drive side Tumbling can occur. At the same time can be addressed by the Storage a sealing function according to claim 4 for the aforementioned fat chamber be achieved.

Da, wie eingangs festgestellt, bei einem sogenannten Zweimassenschwungrad die einzelnen Schwungmassen bevorzugt relativ leicht ausgebildet werden, ist gerade bei Verwendung eines derartigen Torsionsschwingungsdämpfers der Ein satz des Getriebes zwischen Kurbelwelle und der antriebsseitigen Schwungmasse sinnvoll. Anspruch 5 ist daher auf eine vorteilhafte Ausführung einer solchen Kombination gerichtet.There, as stated at the beginning, in a so-called dual-mass flywheel the individual flywheels are preferably relatively light especially when using such a torsional vibration damper Set of the transmission between the crankshaft and the flywheel on the drive side meaningful. Claim 5 is therefore an advantageous embodiment of such Combination directed.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:The following are exemplary embodiments of the invention with reference to a drawing explained in more detail. It shows:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer über ein Getriebe mit einem Antrieb ver bundenen Schwungmasse; Figure 1 is a sectional view of a flywheel connected via a transmission with a drive ver.

Fig. 2 wie Fig. 1, aber mit einer gegenüber der antriebsseitigen Schwungmasse relativ drehbaren abtriebsseitigen zweiten Schwungmasse; Fig. 2 is as Fig 1, but with an opposite to the drive side flywheel rotatable relative to the second driven side flywheel.

Wie Fig. 1 zeigt, ist ein Antrieb 1, der mit einem Gehäuse 2 ein bewegbares Ele ment 3 in Form einer Kurbelwelle 4 umschließt, schematisch dargestellt. An der Kurbelwelle 4 ist in nicht näher dargestellter Weise ein Planetenträger 7 befestigt, der nach radial außen ragt und eine Getriebeachse 8 trägt, auf welcher zu einer Seite des Planetenträgers ein Planetenrad 10 und zur anderen Seite ein Planeten rad 11 angeordnet sind, wobei die beiden Planetenräder unterschiedliche Durch messer aufweisen. Während das antriebsseitige Planetenrad 10 mit einem am Gehäuse 2 des Antriebs 1 befestigten Sonnenrad 12 in Verzahnungseingriff steht, befindet sich das abtriebsseitige Planetenrad 11 mit einem Hohlrad 14 in Eingriff. Durch den Planetenträger 7, das Sonnenrad 12, die Planetenräder 10 und 11 sowie das Hohlrad 14, wird ein Getriebe 5 in Form eines Planetengetrie bes 6 gebildet.As shown in FIG. 1, a drive 1 , which encloses a movable element 3 in the form of a crankshaft 4 with a housing 2 , is shown schematically. On the crankshaft 4 , a planet carrier 7 is attached in a manner not shown, which projects radially outwards and carries a gear axis 8 , on which on one side of the planet carrier a planet gear 10 and on the other side a planet wheel 11 are arranged, the two Planetary gears have different diameters. While the drive-side planet gear 10 is in meshing engagement with a sun gear 12 fastened to the housing 2 of the drive 1 , the output-side planet gear 11 is in engagement with a ring gear 14 . Through the planet carrier 7 , the sun gear 12 , the planet gears 10 and 11 and the ring gear 14 , a gear 5 in the form of a planetary gear 6 is formed.

Am Hohlrad 14 ist eine Masse 15 befestigt, die in Kombination mit dem Hohlrad als Schwungmasse 22 wirksam ist. Diese trägt einen Zahnkranz 16, der zum Eingriff eines nicht dargestellten Anlasserritzels vorgesehen ist. Zu beiden Seiten des Hohlrades 14 sind Deckbleche 18, 19 angeschweißt, von denen das Deck blech 18 über das Planetenrad 11 nach radial innen gezogen ist, und das Deck blech 19 sich im radial inneren Bereich auf einer als Dichtung 21 wirksamen Lagerung 20 gegenüber dem Sonnenrad 12 und damit auch gegenüber dem Gehäu se 2 des Antriebs 1 abstützt. Durch die beiden Deckbleche 18 und 19 wird eine Fettkammer 23 umschlossen, die bevorzugt mit hochviskosem Medium befüllt ist, so daß die unterschiedlichen Verzahnungen der Zahnräder 12 und 10 sowie 11 und 14 bei einer Relativbewegung der Zahnräder zueinander Fett, das sich zwischen jeweils zwei Zähnen befindet, herausquetschen und dadurch Verdrän gungsarbeit leisten müssen. Dadurch wird die dynamische Dämpfung der Schwungmasse 22 erhöht. Weiterhin trägheitssteigernd ist, daß eine an der Kur belwelle 4 eingeleitete Bewegung des Antriebs über das Planetengetriebe 6 auf die Schwungmasse 22 übertragen wird, und zwar vorzugsweise derart, daß die Änderung der Winkelgeschwindigkeit an der Schwungmasse 22 erheblich höher als an der Kurbelwelle 4 ist. Dadurch wirkt, bedingt durch die Übersetzung zwi schen Kurbelwelle 4 und Schwungmasse 22, die letztgenannte erheblich träger als ohne zwischengeschaltetes Getriebe. Bei vorbestimmter Masse ist demnach die trägheitsbedingte Rückwirkung auf den Antrieb größtmöglich und dadurch eine optimale Rückwirkung auf dort entstehende Torsionsschwingungen erzielbar.A mass 15 is attached to the ring gear 14 , which is effective in combination with the ring gear as a flywheel 22 . This carries a ring gear 16 which is provided for engaging a starter pinion, not shown. On both sides of the ring gear 14 cover plates 18 , 19 are welded, of which the cover plate 18 is pulled radially inward via the planet gear 11 , and the cover plate 19 is in the radially inner region on a bearing 20 effective as a seal 21 with respect to the sun gear 12 and thus also against the hous se 2 of the drive 1 supports. The two cover plates 18 and 19 enclose a grease chamber 23 , which is preferably filled with a highly viscous medium, so that the different gears of the gears 12 and 10 and 11 and 14 grease with a relative movement of the gears, which is located between two teeth , squeeze out and thus have to do displacement work. This increases the dynamic damping of the flywheel 22 . Furthermore, increasing inertia is that a movement initiated at the cure belwelle 4 movement of the drive via the planetary gear 6 is transmitted to the flywheel 22 , preferably in such a way that the change in the angular velocity on the flywheel 22 is considerably higher than on the crankshaft 4 . As a result, due to the translation between crankshaft 4 and flywheel 22 , the latter acts considerably more slowly than without an intermediate gear. With a predetermined mass, the inertia-related reaction to the drive is as large as possible and an optimal reaction to the torsional vibrations occurring there can be achieved.

Dem Deckblech 19 kommt eine weitere vorteilhafte Funktion zu, indem es in sei nem radial inneren Bereich, also in demjenigen Bereich, in welchem es über die Lagerung 20 auf dem Sonnenrad 12 aufgesetzt ist, mit Axialabstand zur Schwungmasse 22 verläuft. Dadurch bedingt, kann das Deckblech 19 die Schwungmasse 22 gegen von der Kurbelwelle 4 eingeleitete Taumelbewegungen abstützen.The cover plate 19 has a further advantageous function in that it extends axially from the flywheel 22 in its radially inner region, that is to say in the region in which it is mounted on the sun gear 12 via the bearing 20 . As a result, the cover plate 19 can support the flywheel 22 against wobble movements initiated by the crankshaft 4 .

Die von der Kurbelwelle 4 auf den Planetenträger 7 übertragenen Bewegungen bewirken eine Drehauslenkung des letztgenannten, wodurch aufgrund der Ver bindung des Planetenrades 10 zum Sonnenrad 12 das erstgenannte Rad 10 in Drehung versetzt wird und dabei die Getriebeachse 8 antreibt, über welche wie derum das Planetenrad 11 in Drehbewegung gesetzt wird. Dieses treibt darauf hin das Hohlrad 14 und damit die Schwungmasse 22 an, und zwar mit einer Übersetzung, die sich aus den unterschiedlichen Durchmessern der beiden Plane tenräder 10 und 11 und damit aus deren unterschiedlichen Zähnezahlen ergeben. The movements transmitted from the crankshaft 4 to the planet carrier 7 cause a rotational deflection of the latter, whereby the first-mentioned wheel 10 is set in rotation due to the connection of the planet wheel 10 to the sun wheel 12 and thereby drives the gear axis 8 , via which the planet wheel 11 is rotated. This then drives the ring gear 14 and thus the flywheel 22 , with a translation that results from the different diameters of the two tarpaulin wheels 10 and 11 and thus from their different number of teeth.

Der Torsionsschwingungsdämpfer nach Fig. 2 entspricht demjenigen nach Fig. 1 in den erfindungswesentlichen Punkten, weshalb lediglich noch auf die konstruk tiven Unterschiede eingegangen werden soll. Diese liegen darin, daß der radial innere Bereich des Planetenträgers 7 zur Aufnahme einer Lagerung 25 dient, die im vorliegenden Fall durch ein kombiniertes axiales Gleitlager 27 und ein radiales Gleitlager 28 gebildet wird. Die Lagerung 25 ihrerseits nimmt einen Naben flansch 30 auf, der an einer zweiten Schwungmasse 24 befestigt ist und über Koppelelemente 26, wie beispielsweise in Umfangsrichtung sich erstreckende Federn, mit der ersten Schwungmasse 22 in Wirkverbindung steht. Bewegungen der ersten Schwungmasse 22 werden demnach über die Koppelelemente 26 in aus dem Stand der Technik bekannter Weise (beispielsweise aus der eingangs genannten DE 34 11 090 A1) auf die Nabenscheibe 30 und damit auf die zweite Schwungmasse 24 geleitet, die gegenüber der ersten Schwungmasse zu einer Relativdrehung befähigt ist.The torsional vibration damper of FIG. 2 corresponds to that of FIG. 1 in the points essential to the invention, which is why only the constructive differences are to be discussed. These lie in the fact that the radially inner region of the planet carrier 7 serves to receive a bearing 25 , which in the present case is formed by a combined axial sliding bearing 27 and a radial sliding bearing 28 . The bearing 25 in turn receives a hub flange 30 , which is attached to a second flywheel 24 and via coupling elements 26 , such as springs extending in the circumferential direction, is in operative connection with the first flywheel 22 . Movements of the first flywheel 22 are accordingly directed via the coupling elements 26 in a manner known from the prior art (for example from DE 34 11 090 A1 mentioned at the outset) to the hub disk 30 and thus to the second flywheel 24 , which is opposite the first flywheel is capable of a relative rotation.

Claims

1. Torsional vibration damper with at least one flywheel mass, which is in drive connection with a movable element of a housing having a drive, such as an internal combustion engine, characterized in that the flywheel mass ( 22 ) effect a movement translation of the transmission ( 5 ) with the drive ( 1 ) is connected, one of the gear elements (planet carrier 7 ) on the movable element ( 3 ) of the drive ( 1 ) be fastened and on a gear axis ( 8 ) carries two gear elements (planet gears 10 , 11 ), one of which (Planet gear 10 ) with a gear element ( 12 ) which is fixed to the housing ( 2 ) of the drive ( 1 ), and the other (planet gear 11 ) with the flywheel ( 22 ) is in operative connection.

2. Torsional vibration damper according to claim 1, characterized in that the flywheel ( 22 ) to form a grease chamber ( 23 ) cover plate che ( 18 , 19 ) through which at least a part ( 7 , 10 , 11 ) of the gearbox elements ( 7 , 10 to 12 and 14 ) is enclosed.

3. Torsional vibration damper according to claim 2, characterized in that one of the cover plates ( 19 ) with respect to the flywheel ( 22 ) with an axial distance in the direction of the drive ( 1 ) and is arranged opposite this on a bearing ( 20 ).

4. Torsional vibration damper according to claim 3, characterized in that the bearing ( 20 ) as a seal ( 21 ) for the grease chamber ( 23 ) is effective.

5. Torsional vibration damper according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the movable element ( 3 ) of the drive ( 1 ) fixed gear element ( 7 ) in turn via a bearing ( 25 ) with respect to the inertia mass ( 22 ) relatively rotatable second flywheel mass ( 24 ) which engages the coupling elements ( 26 ) of the first flywheel mass ( 22 ) which are effective in the circumferential direction.