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Einrichtung zum Kompensieren von Drehstößen
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kompensieren von Drehstößen,
insbesondere von Drehmomentschwankungen einer Brennkraftmaschine mittels mindestens
zweier, koaxial zueinander angeordneter, entgegen der Wirkung einer Dämpfungseinrichtung
begrenzt zueinander verdrehbarer Schwungmassen, von denen die eine, erste, drehfest
ist mit der Brennkraftmaschine und die andere, zweite, dem Eingangsteil eines Getriebes
zu- und abkuppelbar ist.
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Bei einer bisher vorgeschlagenen Einrichtungen zum Kompensieren von
Drehstößen dieser Art wird zur begrenzten verdrehbaren Lagerung der beiden Schwungmassen
zueinander eine der Schwungmassen über zumindest ein Lager unmittelbar auf der anderen
gelagert. Eine solche Lagerung hat jedoch den Nachteil, daß das Lager zwischen zwei
lediglich begrenzt zueinander verdrehbaren Schwungmassen vorgesehen ist. Dies ist
insbesondere im Fahrbetrieb unter Last, wo Drehschwingungen sehr hoher Frequenz
und kleiner Amplitude auftreten, die im Bereich von einem Grad und darunter liegen
können, von besonderem Nachteil. Sowohl bei Gleitlagern, als auch bei wälzlagern
bewirken die infolge der Schwingungen verursachten
Drehsinnänderungen,
daß sich eine einwandfreie Schmierung wegen der geringen Relativbewegungen nicht
aufbauen kann. Bei Wälzlagern besteht weiterhin der Nachteil, daß die hohen Beanspruchungen
zwischen den Wälzkörpern und den Abwälzbahnen praktisch immer an den gleichen Stellen
bzw. in den gleichen sehr kleinen Bereichen des Umfanges der Abwälzbahnen auftreten,
wodurch der Werkstoff an diesen Stellen bzw. in diesen Bereichen überbeansprucht
wird. Diese Überbeanspruchung kann dazu führen, daß sich die Abwälzkörper in die
Abwälzbahnen einarbeiten bzw.
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eindrücken, was eine schnelle Zerstörung der Lagerung-zur Folge hat.
Die Überbeanspruchung des Lagers kann auch dazu führen, daß sich aus der Oberfläche
der Wälzkörper und/oder der Abwälzbahnen Teilchen herauslösen, so daß Unebenheiten
entstehen, welche ebenfalls eine Zerstörung des Wälzlagers zur Folge haben.
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Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die erwähnten
Nachteile zu beheben und eine Einrichtung zum Kompensieren von Drehstößen zu schaffen,
die sich in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellen läßt und darüber
hinaus eine verbesserte Funktion sowie eine erhöhte Lebensdauer aufweist.
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Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Einrichtung der eingangs genannten
Art dadurch erzielt, daß die zweite Schwungmasse auf einem mit dem Gehäuse der Brennkraftmaschine
festen Lagersitz gelagert ist. Durch eine derartige Lagerung kann sichergestellt
werden, daß die zusammenwirkenden Lagerflächen bei Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine
relativ zueinander rotieren, da mindestens eine Lagerfläche drehfest am Gehäuse
der Brennkraftmaschine und eine weitere auf der zweiten Schwungmasse vorge-
sehen
werden kann. Bei Gleitlagern kann sich somit ein Schmierfilm aufbauen, so daß in
vorteilhafter Weise hydrodynamisch geschmierte Gleitlager verwendet werden können.
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Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die zweite Schwungmasse brennkraftmaschinenseitig
über eine Wälzlagerung gelagert ist. Durch die Erfindung wird bei einer derartigen
Lagerung sichergestellt, daß die Wälzkörper sich über ihren gesamten Umfang zwischen
den Abwälzbahnen der Lagerringe abwälzen können, wodurch eine Schmierung durch Umwälzen
des Lagerfettes entsteht und ein Schmierfilm sich zwischen den Wälzkörpern und den
Abwälzbahnen aufbauen kann. Weiterhin werden die auftretenden Beanspruchungen auf
den ganzen Umfang der Abwälzbahnen und der Wälzkörper verteilt.
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Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die zweite Schwungmasse auf
einem am Gehäuse der Brennkraftmaschine vorgesehenen axialen Fortsatz gelagert ist.
Angebracht kann es dabei sein, wenn dieser axiale Fortsatz zylinderförmig ausgebildet
ist. Der axiale Fortsatz kann dabei das Ausgangsende der Kurbelwelle konzentrisch
umschließen. Obwohl es für manche Anwendungsfälle zweckmäßig sein kann, wenn der
axiale Fortsatz einstückig mit dem Gehäuse der Brennkraftmaschine ausgebildet ist,
kann es für andere Anwendungsfälle besonders angebracht sein, wenn der Lagersitz
bzw. der diesen Lagersitz aufweisende axiale Fortsatz auf einem am Gehäuse der Brennkraftmaschine
befestigten Bauteil vorgesehen ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann es von besonderem
Vorteil sein, wenn die Lagerung für die zweite Schwungmasse - in axialer Richtung
betrachtet - zwischen der ersten Schwungmasse und der Brennkraftmaschine vorgesehen
ist.
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Bei Einrichtungen, bei denen die eine begrenzte Verdrehung der beiden
Schwungmassen ermöglichende Dämpfungseinrichtung ein mit der zweiten Schwungmasse
drehfest verbundenes Ausgangsteil und ein mit der ersten Schwungmasse drehfest verbundenes
Eingangsteil umfaßt, kann es besonders zweckmäßig sein, wenn das Ausgangsteil der
Dämpfungseinrichtung einen Lagersitz zur brennkraftmaschinenseitigen Lagerung der
zweiten Schwungmasse aufweist. Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn die Lagerung
radial innerhalb der Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, so daß die Dämpfungseinrichtung
die Lagerung umschließen kann, das heißt, es kann die vom Lager getragene Dämpfungseinrichtung
auch die zweite Schwungmasse mitsamt der Schaltkupplung für das Getriebe tragen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es von Vorteil sein,
wenn die zweite Schwungmasse brennkraftmaschinenseitig axial festgelegt ist, wobei
es dabei angebracht sein kann, wenn diese axiale Festlegung durch die Wälzlagerung
sichergestellt wird.
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Ein besonders vorteilhafter und platzsparender Aufbau einer erfindungsgemäßen
Einrichtung kann gegeben sein, wenn - in der Reihenfolge der Aufzählung in axialer
Richtung - folgende Bauteile vorgesehen sind:
a) die eine begrenzte
Verdrehung der beiden Schwungmassen zueinander ermöglichende Dämpfungseinrichtung,
b) die mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine drehfeste erste Schwungmasse,
c)
die brennkraftmaschinenseitig gelagerte zweite Schwungmasse, d) eine mit dem Getriebeeingangsteil
drehfest verbundene Kupplungsscheibe,
e) eine auf der zweiten Schwungmasse befestigte
Reibungskupplung, deren Druckplatte durch einen Kraftspeicher in Richtung der Kupplungsscheibe
beaufschlagt wird, so daß diese zwischen der zweiten Schwungmasse und der Druckplatte
eingespannt wird.
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Anhand der Figur, welche eine im Schnitt teilweise dargestellte, erfindungsgemäße
Dämpfungseinrichtung zeigt, sei die Erfindung näher erläutert.
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Die in der Figur dargestellte Einrichtung 1 zum Kompensieren von Drehstößen
besitzt ein Schwungrad 2, welches in zwei Schwungmassen 3 und 4 aufgeteilt ist.
Die Schwungmasse 3 ist auf einer Kurbelwelle 5 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine
über Befestigungsschrauben befestigt. Auf der Schwungmasse 4 ist eine Reibungskupplung
7 über nicht näher dargestellte drittel befestigt. Zwischen der Druckplatte 8 der
Reibungskupplung 7 und der Schwungmasse 4 ist eine Kupplungsscheibe 9 vorgesehen,
welche auf der Eingangswelle 10 eines nicht näher dargestell
ten
Getriebes aufgenommen ist. Die Druckplatte 8 der Reibungskupplung 7 wird in Richtung
der Schwungmasse 4 durch eine am Kupplungsdeckel 11 schwenkbar gelagerte Tellerfeder
12 beaufschlagt. Zur Betätigung der Reibungskupplung 7 kann die Tellerfeder 12 durch
einen an den Spitzen 13 der Tellerfederzungen 14 angreifenden Ausrücker 15 verschwenkt
werden.
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Zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 ist ein Schwingungsdämpfer
16 vorgesehen, welcher einer relativen Verdrehung zwischen den beiden Schwungmassen
entgegenwirkt. Der Schwingungsdämpfer }6 besitzt Kraftspeicher in Form von Schraubenfedern
17, von denen lediglich eine ersichtlich ist, sowie Reibmittel 18, 19 zur Erzeugung
einer Reibungsdämpfung. Die Reibmittel 18, 19 umfassen eine axial zwischen dem Flansch
20 und der Scheibe 24 angeordnete Reibscheibe 18 sowie eine zwischen dem Flansch
20 und der Scheibe 25 axial vorgespannte Tellerfeder 19. Das Eingangsteil des Schwingungsdämpfers
16 ist durch einen Flansch 20 gebildet, der axial zwischen dem plattenförmigen Bereich
21 der Schwungmasse 3 und dem Gehäuse 22 der nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine
angeordnet und über Abstandsbolzen 23 mit diesem plattenförmigen Bereich 21 fest
verbunden ist. Das Ausgangsteil des Schwingungsdämpfers 16 ist durch zwei beidseits
des radialen Flansches 20 sich erstreckende Scheiben 24, 25 gebildet, die mit der
Schwungmasse 4 mittels Bolzen 26 drehfest verbunden sind. Die Bolzen 26 sind an
der Schwungmasse 4 über eine Nietverbindung 27 befestigt und weisen einen zylinderförmigen
Bereich 26a auf, der sich axial durch eine in Umfangsrichtung längliche Ausnehmung
28 erstreckt, welche im plattenförmigen Bereich 21 der Schwungmasse 3 vorgesehen
ist. An dem der Schwungmasse 4 abgewandten Ende des Bereiches 26a weisen die Bolzen
26 einen axialen Fortsatz 29 auf, der zur Befestigung der beiden Scheiben 24, 25
dient. Hierfür weisen die beiden Scheiben 24,
25 entsprechende
Ausnehmungen auf, durch welche die Fortsätze 29 hindurch geführt werden. Um die
beiden Scheiben 24, 25 im axialen Abstand zu halten, ist zwischen diesen Scheiben
auf den axialen Fortsätzen 29 jeweils eine Distanzhülse 30 vorgesehen und am freien
Ende der Fortsätze 29 ein Nietkopf 31 angeformt.
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In der Scheibe 25 sind ebenfalls in Umfangsrichtung längliche Ausnehmungen
32 vorgesehen, durch welche sich die Abstandsbolzen 23 hindurcherstrecken. Die länglichen
Ausnehmungen 28 in der Schwungmasse 3 und die länglichen Ausnehmungen 32 in der
Scheibe 25 sind in Umfangsrichtung derart bemessen, daß sie eine Relativverdrehung
der beiden Schwungmassen 3 und 4 über den gesamten Verdrehwinkel ermöglichen, wobei
zur Begrenzung des Verdrehwinkels des Schwingungsdämpfers 16 die Bolzen 26 und/oder
die Bolzen 23 an den Endbereichen der entsprechenden Ausnehmungen 28, 32 zur Anlage
kommen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind, wie aus der Figur zu entnehmen
ist, die Abstandsbolzen 23, welche den Flansch 20 mit der Schwungmasse 3 verbinden,
radial innerhalb der Bolzen 26 angeordnet, die die beiden Scheiben 24, 25 mit der
Schwungmasse 4 verbinden.
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In den Scheiben 24, 25 sowie im Flansch 20 sind Ausnehmungen 24a,
25a sowie 20a eingebracht, in denen die Schraubenfedern 17 aufgenommen sind.
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Dabei sind die Ausnehmungen 24a, 25a und 20a sowie die darin vorgesehenen
Schraubenfedern 17, über den Umfang des Schwingungsdämpfers 16 betrachtet, derart
angeordnet und bemessen, daß eine mehrstufige Dämpfungskennlinie vorhanden ist.
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Die beiden Schwungmassen 3 und 4 sind zueinander über eine Lagerung
33, die von dem Gehäuse 22 der nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine getragen
wird, begrenzt verdrehbar gelagert. Die Lagerung 33 weist ein Wälzlager auf, das
im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Kugellager ist. Die Scheibe 24 weist radial
innen einen hülsenförmigen, axialen Fortsatz 34 auf, der sich in Richtung des plattenförmigen
Bereiches 21 der Schwungmasse 3 erstreckt und eine zentrale Bohrung 34a bildet,
in der der Außenring 33a des Lagers 33 drehfest aufgenommen ist. Letzteres kann
zum Beispiel durch Einpressen des Lagerringes 33a in die Bohrung 34a erfolgen. Am
Ende des hülsenförmigen axialen Fortsatzes 34 ist ein radial nach innen verlaufender
Bereich 35 angeformt, der eine Schulter 35a bildet, an der sich der Außenring 33a
axial abstützen kann. Der innere Lagerring 33b ist auf dem axialen Fortsatz 36 eines
mit dem Gehäuse 22 der Brennkraftmaschine fest verbundenen Bauteils 37 drehfest
aufgenommen.
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Der vom Gehäuse 22 der Brennkraftmaschine axial weg weisende Fortsatz
36 des Bauteils 37 umschließt einen ringförmigen Bereich 3a der Schwungmasse 3,
der sich, ausgehend vom plattenartigen Bereich 21, axial in Richtung der Kurbelwelle
5 erstreckt und Ausnehmungen 38 aufweist zur Aufnahme der Befestigungsschrauben
6. Zwischen dem ringförmigen Bereich 3a und dem axialen Fortsatz 36 ist ein radiales
Spiel vorhanden. Der radial verlaufende Bereich 39 des Bauteils 37 besitzt radial
außen Abstützbereiche 40, die mittels Schrauben 41 gegen Anlageflächen 42 des Gehäuses
22 der Brennkraftmaschine verspannt werden, wodurch der axiale Fortsatz 36 parallel
zur Achse 5a der Kurbelwelle 5 ausgerichtet ist.
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