DE3733544A1 - TORSION VIBRATION DAMPER WITH TRANSFER TORQUE DEPENDING FRICTION - Google Patents
TORSION VIBRATION DAMPER WITH TRANSFER TORQUE DEPENDING FRICTIONInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Torsionsschwingungs dämpfer, vorzugsweise im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeu ges, bestehend aus einem von der Brennkraftmaschine ange triebenen Eingangsteil, einem koaxial dazu drehbar gelager ten Ausgangsteil, Torsionsfedern zwischen beiden Teilen in im wesentlichen tangentialer Anordnung sowie zumindest einer Reibeinrichtung, deren Reibkraft in Abhängigkeit vom übertragenen Drehmoment und damit vom Maß der relativen Verdrehung beider Teile gegen die Kraft der Torsionsfedern veränderbar ist.The invention relates to a torsional vibration damper, preferably in the drive train of a motor vehicle ges, consisting of one of the internal combustion engine driven input part, a coaxially rotatable bearing th output part, torsion springs between the two parts in essentially tangential arrangement as well as at least a friction device, the frictional force depending on transmitted torque and thus on the measure of the relative Rotation of both parts against the force of the torsion springs is changeable.
Ein Torsionsschwingungsdämpfer der obengenannten Bauart ist beispielsweise aus der US-Patentschrift 18 61 251 bekannt. Bei diesem bekannten Torsionsschwingungsdämpfer werden die tangential angeordneten Torsionsfedern asymmetrisch beauf schlagt, so daß bei ihrer Belastung eine Kraftkomponente in Richtung der Drehachse des Torsionsschwingungsdämpfers ent steht. Diese Kraftkomponente wird dazu genutzt, zwischen den beiden Nabenteilen eine Axialkraftbeaufschlagung der Reibeinrichtung zu steuern. Nachteilig bei dieser Reib kraftsteuerung in Abhängigkeit vom übertragenen Drehmoment ist die nicht symmetrische Ansteuerung der Federn, die zu einer zusätzlichen Beanspruchung führt und die Lebensdauer der Federn deutlich herabsetzt. Des weiteren ist die Mög lichkeit einer wirksamen Abstimmung, d. h., einer Vergröße rung oder einer Verkleinerung der Axialkraft je nach Ein baufall stark eingeengt.A torsional vibration damper of the above type is known for example from US Pat. No. 18 61 251. In this known torsional vibration damper tangentially arranged torsion springs asymmetrically act strikes so that a force component in Direction of the axis of rotation of the torsional vibration damper ent stands. This force component is used between the two hub parts are subjected to an axial force To control the friction device. A disadvantage of this friction force control depending on the transmitted torque is the non-symmetrical control of the springs leads to additional stress and life of the feathers significantly reduced. Furthermore, the possibility effective coordination, d. i.e., an enlargement or a reduction in the axial force depending on the input construction severely restricted.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine drehmoment abhängige Steuerung der Reibkraft in einem Torsionsschwin gungsdämpfer zu erreichen, die eine hohe Betriebssicherheit aufweist und in einem großen Umfang leicht variierbar ist.It is an object of the present invention to torque dependent control of the frictional force in a torsional swing Achieve dampers that provide high operational reliability has and is easily varied to a large extent.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Durch die Anordnung eines dreh bar gelagerten Reibhebels und durch seine Beaufschlagung durch eine Torsionsfeder ist einerseits eine beherrschbare Einspannung für die Torsionsfeder gewährleistet, da der be aufschlagte Hebel seine Stellung gegenüber der Feder allen falls unwesentlich ändert, zum andern ist durch die geo metrische Anordnung und Aufhängung des Reibhebels in großem Umfang eine Anpassung der erzielten Reibkraft an den je weiligen Einsatzfall möglich.According to the invention, this object is achieved by the indicator of the main claim solved. By arranging a turn bar-mounted friction lever and through its action a torsion spring makes it manageable Clamping for the torsion spring ensures that the be lever opened his position against the spring everyone if insignificant changes, the other is through the geo metric arrangement and suspension of the friction lever in large Scope an adaptation of the frictional force achieved to each possible use.
Dabei ist es ohne weiteres möglich, mehrere solcher Reibhe bel am Umfang zu verteilen und jeweils über eine Feder zu beaufschlagen.It is easily possible to use several such reamers distribute bel around the circumference and each via a spring act upon.
Vorzugsweise werden die Reibhebel dabei so angeordnet, daß in Drehrichtung der Brennkraftmaschine gesehen die Reibhe bel auflaufend angeordnet sind zur Selbstverstärkung der Reibkraft. Eine solche Anordnung ist deshalb besonders vor teilhaft, da bei den Brennkraftmaschinen herkömmlicher Bau art insbesondere unter Belastung des Motors starke Momen tenschwankungen auftreten können. Es ist jedoch auch ohne weiteres denkbar, die Reibhebel in die andere Richtung wei send einzubauen, falls der zu dämpfende Antriebsstrang eine solche Anordnung erfordert. Desgleichen ist ein wechselsei tiger Einbau denkbar. Preferably, the friction levers are arranged so that seen in the direction of rotation of the engine, the Reibhe bel are arranged for self-reinforcement of the Friction force. Such an arrangement is therefore particularly important partly because of the conventional construction of internal combustion engines art particularly strong moments when the engine is under load fluctuations can occur. However, it is also without further conceivable, the friction levers in the other direction send to be installed if the drive train to be damped is a such arrangement requires. Likewise, there is a change installation possible.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Anord nung solcher Reibhebel vorzugsweise in Zweimassen-Schwung rädern vorgenommen. Solche Zweimassen-Schwungräder werden in zunehmendem Maße bei Brennkraftmaschinen eingesetzt, die über sehr große Drehzahlbereiche ein hohes Moment abgeben und die deshalb die dabei zu durchfahrenden Schwingungsbe reiche besonders gut dämpfen müssen.According to a further feature of the invention, the arrangement tion of such friction levers preferably in two-mass swing made wheels. Such dual mass flywheels will be increasingly used in internal combustion engines that Deliver a high moment over very large speed ranges and therefore the vibrations to be traversed rich need to steam particularly well.
Zweimassen-Schwungräder können dabei mit zwei hintereinan dergeschalteten Federstufen ausgerüstet sein, die radial übereinander angeordnet sind, wobei erfindungsgemäß die ra dial äußere mit den Reibflächen ausgestattet ist.Dual-mass flywheels can be fitted with two in a row the switched spring stages be equipped, the radial are arranged one above the other, the ra dial outer is equipped with the friction surfaces.
Eine solche Anordnung bietet sich deshalb an, weil in die sem Fall die Unterbringung der Reibflächen keine größeren baulichen Probleme aufwirft.Such an arrangement is useful because in the In this case, the placement of the friction surfaces is no major construction problems.
Dabei ist die Federstufe mit den Reibhebeln durch Endan schläge derart fixiert, daß eine Kompression der Federn le diglich im Zugbereich vorgesehen ist. Eine solche Anordnung bringt einmal den erwünschten stark progressiven Reibkraft anstieg bei Zugbelastung der Brennkraftmaschine in die Null- Lage, wobei durch das Wegfallen der Bewegungsmöglichkeit in die Richtung jenseits der Null-Lage eine sehr einfache La gerung für die an der Reibkrafterzeugung beteiligten Tor sionsfedern möglich ist.The spring step with the friction levers is through end strikes fixed in such a way that compression of the springs le diglich is provided in the train area. Such an arrangement brings the desired highly progressive frictional force increase with tensile load of the internal combustion engine in the zero Location, whereby by the loss of the possibility of movement in the direction beyond the zero position a very simple La for the gate involved in the generation of the frictional force sion springs is possible.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, den Reibhebel zusätzlich durch eine Feder zu beaufschlagen, um eine drehmomentunab hängige Grundlast der Reibkraft vorzusehen. Mit einer der artigen zusätzlichen Feder ist eine Anpassung der benötig ten Reibkraft an die jeweiligen Gegebenheiten in einem sehr weiten Umfang leicht möglich.It is also proposed to add the friction lever to be acted upon by a spring in order to dependent basic load of the friction force. With one of the like additional spring is an adjustment of the need frictional force to the respective circumstances in a very wide range easily possible.
Die Erfindung wird anschließend anhand eines Ausführungs beispiels näher erläutert. Es zeigen im einzelnen dieThe invention is then based on an embodiment example explained in more detail. They show in detail
Fig. 1 und 2 Ansicht E-F sowie Schnitt A-B eines Zweimassen-Schwungrades mit Reibhebeln zur drehmomentab hängigen Reibkrafterzeugung; Fig. 1 and 2 as well as EF-sectional view AB of a two-mass flywheel with Reibhebeln to drehmomentab dependent Reibkrafterzeugung;
Fig. 3 einen Teilschnitt C-D gemäß Fig. 1 durch einen Reib hebel; Fig. 3 is a partial section CD of Figure 1 by a friction lever.
Fig. 4 die Prinzipdarstellung der Wirkung der Torsions dämpfeinrichtung entsprechend dem Zweimassen-Schwungrad der Fig. 1 bis 3. Fig. 4 shows the principle of the effect of the torsion damping device corresponding to the dual-mass flywheel of FIGS . 1 to 3.
Fig. 1 zeigt die Ansicht E-F gemäß Fig. 2, welche den Schnitt A-B gemäß Fig. 1 wiedergibt. Dargestellt ist ein Zweimassen-Schwungrad, bestehend aus einem Schwungrad 2, welches das von der Brennkraftmaschine gelieferte Drehmo ment weiterleitet auf eine herkömmliche Kupplung mit Ge triebe sowie einem dazwischen angeordneten Torsionsschwin gungsdämpfer. Sämtliche Teile drehen sich dabei um die ge meinsame Drehachse 3. Das Schwungrad 2 weist im Bereich seines Innenumfangs einen axial gerichteten Bund 9 auf, mit dem es über ein Lager 4 drehbar auf dem Halt 5 des Schwung rades 1 gelagert ist. Das Lager 4 ist am Schwungrad 2 durch einen Sprengring 8 axial gehalten und am Hals 5 durch einen Sprengring 7 sowie eine aufschraubbare Scheibe 6. Zwischen beiden Schwungrädern 1 und 2 ist der Torsionsschwingungs dämpfer angeordnet. Er weist zwei Sätze Torsionsfedern 13 bzw. 23 auf, die radial übereinander angeordnet sind. In Fig. 1 sind lediglich die Fenster 14 für die Torsionsfedern 13 in der entsprechenden Nabenscheibe 12 dargestellt. Die Nabenscheibe 12 ist über eine Verzahnung 10, 11 drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Schwungrad 2 verbunden. Die Nabenscheibe 12 trägt die Fenster 14 für die Torsionsfedern 13. Beidseitig der Nabenscheibe 12 sind Deckbleche 18 bzw. 19 angeordnet, welche ebenfalls Fenster für die Torsionsfe dern 13 aufweisen. Die beiden Deckbleche sind radial außer halb der Nabenscheibe 12 fest untereinander verbunden unter Zwischenschaltung eines Nabenringes 17. Die Verbindung er folgt über Niete 20. Der maximal mögliche Verdrehwinkel zwischen den beiden Deckblechen 18 und 19 einerseits und der Na benscheibe 12 andererseits gegen die Kraft der Torsionsfe dern 13 wird durch eine Verzahnung 15, 16 geregelt, die zwischen dem Außenumfang der Nabenscheibe 12 und dem Innen umfang des Nabenringes 17 vorgesehen ist. Der Nabenring 17 weist mehrere am Umfang verteilte, nach radial außen ab stehende Augen 21 auf, die außer in Fig. 1 auch in Fig. 3 entsprechend dem Schnitt C-D dargestellt sind. Im Bereich dieser Augen 21 ist jeweils das eine Ende eines Reibhebels 26 drehbar gelagert, und zwar um die Drehachse 28, darge stellt durch einen Niet 29. Ausgehend jeweils von einem Auge 21 erstreckt sich jeder Reibhebel 26 entgegen der Richtung des Pfeiles F gemäß Fig. 1 und weist an seinem an deren Ende eine Aufnahme für eine Torsionsfeder 23 auf. Das andere Ende der Torsionsfeder 23 stützt sich an einem Fe derhalter 22 ab, der über ein Befestigungsniet 24 fest mit dem ersten Schwungrad 1 verbunden ist. Jeder Reibhebel 26 weist im Bereich zwischen der Drehachse 28 und dem der Tor sionsfeder 23 zugewandten Ende einen Reibbelag 27 auf, der an einer Innenwand 25 des Schwungrades 1 anliegt. In der unbelasteten Stellung des Zweimassen-Schwungrades gemäß Fig. 1 liegt jedes Auge 21 des Nabenringes 17 unter Bildung eines Endanschlages 31 am Federhalter 22 an, und zwar auf der der Torsionsfeder 23 entgegengesetzten Seite. Des weite ren ist in Fig. 1 eine Feder 30 zwischen dem Nabenring 17 und dem Reibhebel 26 angeordnet, welche gegebenenfalls für eine gewisse Grundlast in der Reibeinrichtung sorgen kann. FIG. 1 shows the view EF according to FIG. 2, which shows the section AB according to FIG. 1. A two-mass flywheel is shown, consisting of a flywheel 2 , which transmits the torque supplied by the internal combustion engine to a conventional clutch with gearboxes and a torsional vibration damper arranged in between. All parts rotate about the common axis of rotation 3 . The flywheel 2 has in the region of its inner circumference an axially directed collar 9 , with which it is rotatably supported via a bearing 4 on the support 5 of the flywheel 1 . The bearing 4 is held axially on the flywheel 2 by a snap ring 8 and on the neck 5 by a snap ring 7 and a screw-on disk 6 . Between the two flywheels 1 and 2 , the torsional vibration damper is arranged. It has two sets of torsion springs 13 and 23 , which are arranged radially one above the other. In Fig. 1, only the windows 14 for the torsion springs 13 in the corresponding hub disk 12 are shown. The hub disk 12 is connected to the flywheel 2 in a rotationally fixed but axially displaceable manner via a toothing 10, 11 . The hub disk 12 supports the windows 14 for the torsion springs 13 . Cover plates 18 and 19 are arranged on both sides of the hub disk 12 , which also have windows for the torsion springs 13 . The two cover plates are radially connected to one another radially outside half of the hub disk 12 with the interposition of a hub ring 17 . The connection is made via rivets 20 . The maximum possible angle of rotation between the two cover plates 18 and 19, on the one hand, and the Na disk 12, on the other hand, against the force of the torsion spring 13 is regulated by a toothing 15, 16 , which is provided between the outer circumference of the hub disk 12 and the inner circumference of the hub ring 17 . The hub ring 17 has a plurality of circumferentially spaced, radially outward from standing eyes 21, which are shown apart in Fig. 1 also in Fig. 3 corresponding to the section CD. In the area of these eyes 21 , one end of a friction lever 26 is rotatably supported, namely about the axis of rotation 28 , Darge provides by a rivet 29 Starting from one eye 21 each, each friction lever 26 extends counter to the direction of arrow F according to FIG. 1 and has at its end a receptacle for a torsion spring 23 . The other end of the torsion spring 23 is supported on a Fe derhalter 22 , which is firmly connected to the first flywheel 1 via a fastening rivet 24 . Each friction lever 26 has in the region between the axis of rotation 28 and the end facing the gate spring 23 a friction lining 27 which bears against an inner wall 25 of the flywheel 1 . In the unloaded position of the dual-mass flywheel according to FIG. 1, each eye 21 of the hub ring 17 lies against the spring holder 22 , forming an end stop 31 , on the side opposite the torsion spring 23 . The wide ren is disposed in Fig. 1 a spring 30 between the hub ring 17 and the Reibhebel 26, which may be optionally ensure a certain level of load in the friction device.
Die Funktion des Torsionsschwingungsdämpfers im dargestell
ten Zweimassen-Schwungrad ist nun folgende:
Bei Beaufschlagung des gesamten Systems mit einem Drehmo
ment durch die Brennkraftmaschine im Zugebetrieb wird ent
sprechend dem Pfeil F ein Drehmoment vom Schwungrad 1 in
das Schwungrad 2 übertragen. Dadurch findet eine Relativ
verdrehung entsprechend der Höhe des Drehmomentes zwischen
beiden Schwungrändern statt. Dieses Drehmoment belastet über
die Federhalter 22 die Torsionsfedern 23 und komprimiert
diese in einem bestimmten Maß. Entsprechend dieser Kom
pression werden die Reibhebel 26 mit einem Drehmoment be
aufschlagt, welches einen entsprechenden Kraftanstieg zwi
schen dem Reibbelag 27 und der Innenwand 25 bewirkt. Ent
sprechend diesem Kraftanstieg wird zwischen beiden Teilen
eine entsprechende Reibkraft aufgebaut. Die entsprechend
dem zu übertragenden Drehmoment stark progressiv anstei
gende Reibungsdämpfung dämpft wirkungsvoll die Schwingun
gen im Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges, wobei folgende
Vorteile wirksam werden:The function of the torsional vibration damper in the dual mass flywheel is now as follows:
When the entire system is loaded with a torque by the internal combustion engine in pulling operation, the arrow F accordingly transmits a torque from the flywheel 1 into the flywheel 2 . This results in a relative rotation according to the amount of torque between the two edges of the flywheel. This torque loads the torsion springs 23 via the spring holders 22 and compresses them to a certain extent. According to this compression, the friction levers 26 are loaded with a torque which causes a corresponding increase in force between the friction lining 27 and the inner wall 25 . Accordingly, this increase in force is built up a corresponding frictional force between the two parts. The progressively increasing friction damping corresponding to the torque to be transmitted effectively dampens the vibrations in the drive train of the motor vehicle, the following advantages being effective:
- 1. Die Reibkrafterzeugung ist stark progressiv - bedingt durch die selbstverstärkende Anordnung der Reibhe bel - und setzt somit relativ weich ein, ohne daß An schlaggeräusche oder ähnliche negative Auswirkungen entstehen;1. The generation of friction force is very progressive - conditional due to the self-reinforcing arrangement of the reamers bel - and is therefore relatively soft, without An beat noises or similar negative effects arise;
- 2. die gewählte Anordnung ermöglicht eine einwandfreie Rückstellung in die entsprechend Fig. 1 dargestellte Ruhelage zurück, da bei einer Relativbewegung entgegen dem Pfeil F - d. h. also bei Übergang vom Zug- in den Schubbetrieb oder bei stark herabgesetzter Drehmoment übertragung - die Reibkraft eine lösende Wirkung auf den Reibhebel ausübt.2. The selected arrangement allows a perfect return to the rest position shown in FIG. 1, since with a relative movement against the arrow F - that is, when moving from pulling to pushing operation or with greatly reduced torque transmission - the frictional force has a releasing effect exerts on the friction lever.
Diese einwandfreie Rückstellung wird dann ohne weiteres er reicht, wenn das durch die Feder erzeugte Moment größer ist als das ablaufende Reibmoment des Reibhebels. This flawless provision will then be made without further ado is sufficient if the moment generated by the spring is greater is the running friction torque of the friction lever.
Um eine evtl. nötige Feinabstimmung zu erleichtern, ist vorgesehen, durch die Anordnung der Feder 30 gemäß Fig. 1 eine unabhängige Grundreiblast zu erzeugen.In order to facilitate any fine-tuning that may be necessary, provision is made to generate an independent basic friction load by arranging the spring 30 according to FIG. 1.
Im vorliegenden Fall sind die beiden Federsysteme 13 und 23 hintereinandergeschaltet und im flachen Teil der Federkenn linie zusammen wirksam und nach Anlage der Verzahnung 15, 16 sind nur noch die radial äußeren Torsionsfedern 23 mit der entsprechend progressiven Reibeinrichtung wirksam.In the present case, the two spring systems 13 and 23 are connected in series and together in the flat part of the spring characteristic line, and after the toothing 15, 16 is in contact, only the radially outer torsion springs 23 are effective with the correspondingly progressive friction device.
Die am Beispiel eines Zweimassen-Schwungrades beschriebene Art der Torsionsdämpfeinrichtung kann ohne weiteres auch in einer normalen Kupplungsscheibe zum Einsatz kommen.The one described using the example of a two-mass flywheel Type of torsion damping device can also easily in a normal clutch disc are used.
In Fig. 4 ist nochmals der prinzipielle Aufbau des Zweimas sen-Schwungrades mit seinen verschiedenen Komponenten dar gestellt. Die Krafteinleitung erfolgt über das Schwungrad 1 auf das Schwungrad 2 und bedingt eine Annäherung beider Teile entsprechend der Größe des aufgebrachten Drehmomen tes. Wenn man sich das Schwungrad 2 festgehalten vorstellt, bewegt sich das Schwungrad 1 entsprechend dem von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoment in Richtung des Pfeiles F auf das Schwungrad 2 zu. Dabei werden zuerst die Torsionsfedern 13 komprimiert, soweit es die Verzahnung 15, 16 zuläßt. Nach Aufbruch dieses Verdrehwinkels werden die Torsionsfedern 23 komprimiert und entsprechend ihrer Kom pression wird eine progressive Reibkraft durch die Reibhe bel 26 gegenüber dem Schwungrad 1 erzeugt. Bei Betrieb der Brennkraftmaschine ohne Last wird die in Fig. 1 bzw. in Fig. 4 dargestellte Grundstellung erreicht sein und beim Schubbetrieb - Antrieb der Brennkraftmaschine vom Fahrzeug her - wird sich das Schwungrad 1 vom Schwungrad 2 weg be wegen entgegen der Richtung des Pfeiles F. In diesem Fall wird der Anschlag 31 wirksam und die Stufe mit den Tor sionsfedern 23 und den Reibhebeln 36 unwirksam. Eine solche Ausführung ist relativ einfach im Aufbau und im Schubbe trieb ist die progressive Reibwirkung nicht unbedingt er forderlich. Es ist jedoch ohne weiteres denkbar, die Anord nung mit den Torsionsfedern 23 und den Reibhebeln 26 symmetrisch für beide Drehrichtungen auszuführen, so daß auch im Schubbetrieb eine progressive Reibungserzeugung wirksam wird.In Fig. 4, the basic structure of the two-mass flywheel with its various components is again presented. The force is applied via the flywheel 1 to the flywheel 2 and requires an approximation of both parts according to the size of the applied torque. If one imagines the flywheel 2 to be held in place, the flywheel 1 moves towards the flywheel 2 in the direction of arrow F in accordance with the torque output by the internal combustion engine. First, the torsion springs 13 are compressed, as far as the teeth 15, 16 allow. After breaking this angle of rotation, the torsion springs 23 are compressed and according to their com pression, a progressive frictional force is generated by the Reibhe bel 26 relative to the flywheel 1 . When the internal combustion engine is operating without load, the basic position shown in FIG. 1 or in FIG. 4 will be reached and in overrun mode - drive the internal combustion engine from the vehicle - the flywheel 1 will move away from the flywheel 2 against the direction of arrow F . In this case, the stop 31 is effective and the stage with the gate springs 23 and the friction levers 36 is ineffective. Such a design is relatively simple in construction and in the Schubbe operation, the progressive friction effect is not necessarily necessary. However, it is readily conceivable to carry out the arrangement with the torsion springs 23 and the friction levers 26 symmetrically for both directions of rotation, so that progressive friction generation also becomes effective in overrun mode.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |