DE3741701A1 - Geteiltes schwungrad mit zusatzmasse - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein geteiltes Schwungrad für Brennkraftma
schinen, bestehend aus einer Primärmasse, die fest auf der Kur
belwelle der Brennkraftmaschine angeordnet ist, einer Sekundär
masse, die drehbar an der Primärmasse bzw. an der Kurbelwelle ge
lagert und mit der Anfahr- und Schaltkupplung versehen ist, wobei
zwischen beiden Massen Federelemente und ggf. Reibeinrichtungen
zur Torsionsdämpfung und Momentenübertragung vorgesehen und beide
Massen konzentrisch zu einer gemeinsamen Drehachse angeordnet
sind.
Ein geteiltes Schwungrad obengenannter Bauart ist beispielsweise
aus der DE-OS 34 38 534 bekannt.
Geteilte Schwungräder dieser Art werden vorwiegend im überkriti
schen Drehzahlbereich betrieben und führen hier zu gewünschten
Schwingungsentkoppelung. Beim Durchlaufen der Eigenfrequenz gibt
es jedoch Betriebszustände, die zu unerwünschten Momentenspitzen
und Schwingungsamplituden führen, die Eigen- oder Getriebegeräu
sche verursachen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung, bei geteilten Schwungrädern der genannten Bauart das Schwin
dungsverhalten beim Durchlaufen der Eigenfrequenz zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des
Hauptanspruches gelöst. - Durch Anordnen einer Zusatzmasse an der
Sekundärmasse und durch entsprechende Ankopplung ist es möglich,
die Dämpfung von Torsionsschwingungen oberhalb des kritischen
Drehzahlbereiches beizubehalten und gleichzeitig das Dämpfungs
verhalten beim Durchlaufen des kritischen Drehzahlbereiches zu
verbessern.
So ist die Zusatzmasse gemäß den Unteransprüchen im einfachsten
Falle über eine Reibeinrichtung mit der Sekundärmasse gekoppelt;
es ist jedoch auch möglich, die Zusatzmasse über eine Reibein
richtung und eine Federeinrichtung zu koppeln. Desgleichen ist es
möglich, die Koppelung über hintereinandergeschaltete Federn vor
zunehmen, wobei dann zumindest eine Reibeinrichtung direkt zwi
schen Sekundär- und Zusatzmasse angeordnet ist und diese Reibein
richtung drehzahlabhängig arbeitet. Die spezifischen Vorteile
dieser einzelnen Lösungen sind im einzelnen in der Figurenbe
schreibung wiedergegeben.
Bei der konstruktiv besonders einfachen Lösung gemäß Anspruch 2
sind Lösungswege dargelegt, welche einer möglichen Unwucht der
Zusatzmasse durch das Spiel an ihrer Lagerstelle entgegenwirken.
So ist die Zusatzmasse beispielsweise aus zwei einzelnen ringför
migen Körpern hergesellt, die zwar drehfest miteinander gekop
pelt sind, jedoch gegenseitig in radialer Richtung verspannt an
geordnet sind. Damit kann auf einfache Weise das Spiel jeden Ein
zelteiles der Zusatzmasse gegenüber seiner Lagerstelle eliminiert
werden und eine einmal hergestellte Auswuchtung bleibt erhalten.
Dabei kann die reibungsmäßige Ankopplung zwischen Zusatzmasse
und Sekundärmasse durch entsprechend angeordnete Reibelemente so
wie die zur Verspannung herangezogene Feder erzielt werden. Damit
ist eine besonders einfache Lagerung und eine betriebssichere An
ordnung der Zusatzmasse einschließlich der Reibungserzeugung er
zielt.
Die Erfindung wird anschließend an Hand mehrerer Ausführungsbei
spiele näher erläutert. Es zeigt im einzelnen
Fig. 1 die allgemeine Aufbausituation innerhalb eines Kraftfahr
zeuges;
Fig. 2 bis 5 Prinzipschaubilder der Ankoppelungsmöglichkeiten ei
ner Zusatzmasse;
Fig. 6 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Sekundär
masse mit einer einteiligen Zusatzmasse;
Fig. 7 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Sekundär
masse mit einer zweiteiligen Zusatzmasse;
Fig. 8 und 9 prinzipielle Seitenansichten der Anordnung der bei
den Teile der Zusatzmasse bezüglich ihrer Lagerstelle mit
Richtung ihrer gegenseitigen Verspannung und Anordnung von
Reibelementen.
Die Fig. 1 zeigt in einer Prinzipskizze die Gesamtanordnung. Die
Brennkraftmaschine 1 weist eine fest auf der Kurbelwelle befestig
te Primärmasse 2 auf. Gleichachsig zur Primärmasse 2 ist eine
Sekundärmasse 3 angeordnete, wobei beide untereinander über ein
Federsystem und ggf. ein Reibsystem miteinander verbunden sind,
so daß einerseits das Drehmoment von der Brennkraftmaschine 1 auf
die Anfahr- und Schaltkupplung 4 übertragen werden kann und ande
rerseits Torsionsschwingungen zumindest oberhalb des kritischen
Drehzahlbereiches wirkungsvoll herausgefiltert werden können. An
die Anfahr- und Schaltkupplung 4 anschließend ist das Getriebe 5
und auch der Achsantrieb 6 in üblicher Weise angeordnet.
Das geteilte Schwungrad gem. Fig. 2 zeigt neben der Primärmasse 2
und der Sekundärmasse 3, welche gleichachsig zu einer gleichen
Drehachse 11 angeordnet sind, die Anordnung einer Reibeinrich
tung MR sowie eines Federsystems C zwischen beiden Teilmassen.
Die Fig. 2 stellt lediglich eine Prinzipskizze dar, die keine
Rückschlüsse auf die konstruktive Ausgestaltung der Einzelteile
zuläßt. Zusätzlich ist die Sekundärmasse 3 mit einer Zusatzmasse 7
gekoppelt, welche ebenfalls konzentrisch zur Drehachse 11 ange
ordnet ist. Im vorliegenden Falle ist die Zusatzmasse 7 nur über
eine Reibeinrichtung MR 1 mit der Sekundärmasse 3 gekoppelt. Diese
Art der Konstruktion ist mit dem geringst möglichen Aufwand an
Einzelteilen zu realisieren. Wie konstruktive Lösungsmöglichkei
ten dieses Prinzips aussehen können, wird später an Hand der
Fig. 6 bis 9 im Detail erläutert.
In Fig. 3 ist ebenfalls eine Zusatzmasse 7 an eine Sekundärmas
se 3 angekoppelt, wobei in diesem Falle eine Reibeinrichtung MR 1
und eine Federeinrichtung C 1 als Verbindungsglieder vorgesehen
sind. Die Steifigkeit der Federeinrichtung und die Höhe des Reib
momentes werden dabei auf die Eigenfrequenz abgestimmt, die bei
Motorstart und -drückung durchlaufen wird. Diese Abstimmung führt
zu Reibmomenten, die ausreichend hoch sind, um im überkritischen
Drehzahlbereich eine starre Koppelung zwischen beiden Teilen zu
erreichen, so daß die Wirkung des geteilten Schwungrades - Dämp
fung der Torsionsschwingungen im überkritischen Bereich - nicht
beeinträchtigt wird. Gleichzeitig wird ein deutlich besseres Ver
halten im kritischen Drehzahlbereich erreicht.
In Fig. 4 ist eine weitere Variante wiedergegeben. Hierbei sind
zwischen Sekundärmasse 3 und Zusatzmasse 7 zwei Federsysteme C 1
und C 2 in Reihenschaltung vorgesehen und weiterhin ist eine Reib
einrichtung MR 1 zwischen Sekundärmasse 3 und Zwischenglied 29 an
geordnet sowie eine weitere Reibeinrichtung MR 2 zwischen Sekun
därmasse 3 und Zusatzmasse 7 direkt. Dabei wird die Reibeinrich
tung MR 1 mit konstantem Reibmoment auf das Zwischenglied 29 ein,
während die Reibeinrichtung MR 2 drehzahlabhängig wirkt und mit
höhrer Drehzahl ein höheres Reibmoment erzeugt. Durch diese
drehzahlabhängige Reibeinrichtung wird im überkritischen Dreh
zahlbereich eine stärkere Ankoppelung der Zusatzmasse 7 an die
Sekundärmasse 3 erreicht. Im niedrigen Drehzahlbereich (beim Ab
stellen des Motors) wirkt in der Federstufe von C 2 zwischen Zwi
schenglied 29 und Zusatzmasse 7 die Reibeinrichtung MR 2, welche
hierbei ein geringes Reibmoment erzeugt. Dadurch kann die Zusatz
masse 7 in diesem Betriebsfall den Aufbau hoher Schwingungsampli
tuden unterbinden. Beim Motorstart oder bei Fahren im niedrigen
Drehzahlbereich ist die Erregung höher und die Momente zwischen
Zusatzmasse 7 und Sekundärmasse 3 sind in Resonanznähe größer als
das konstante Reibmoment der Reibeinrichtung MR 1. Dadurch arbei
tet nunmehr auch die Reibeinrichtung MR 1 mit und hilft, die
Schwingungsamplituden von Sekundärmasse 3 und Zusatzmasse 7 zu
dämpfen.
In Fig. 5 ist eine Variante von Fig. 4 wiedergegeben. Hierbei ist
das Zwischenglied 29 lediglich über die Reibeinrichtung MR 1 an
die Sekundärmasse 3 angekoppelt. Die Federeinrichtung C 1 entfällt
zu Gunsten einer preiswerteren Lösung mit weniger Einzelteilen.
Dadurch wird zwar die schwingungsdämpfende Wirkung des Systems
bei Motorstart und untertourigem Fahren geringfügig gemindert, es
ist jedoch in Abhängigkeit vom Einzelfall durch Weglassen einiger
Bauteile als preiswerte Lösung vertretbar.
In Fig. 6 ist die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine
Sekundärmasse 3 wiedergegeben, die Teil eines Systems gem. Fig. 2
ist. Die Sekundärmasse 3 ist über ein Lager 8 drehbar auf einem
Lagerflansch 9 gelagert, der seinerseits wiederum fest an der
Kurbelwelle der Brennkraftmaschine befestigt ist. Die Primärmas
se 2 und die Anbindung von Primärmasse 2 an Sekundärmasse 3 ist
hierbei aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt. Die Zusatz
masse 7 ist auf einer Zylinderfläche 26 der Sekundärmasse 3 dreh
bar gelagert. Zur Reibeinspannung zwischen Sekundärmasse 3 zur Zu
satzmasse 7 ist eine Reibeinrichtung MR 1 vorgesehen, die einen
nach radial nach innen weisenden Steg 17 der Zusatzmasse 7 in Reibkon
takt mit der Sekundärmasse 3 hält. Zu diesem Zwecke stützen sich
an einer Schulter 18 der Sekundärmasse 3 beiderseits des Steges 17
Reibbeläge 15 ab. Weiterhin ist ein Druckring 13 sowie eine Tel
lerfeder 12 vorgesehen. Die Tellerfeder 12 stützt sich einerseits
am Deckel 14 und andererseits am Druckring 13 ab. Der Druckring 13
ist axial verschiebbar aber drehfest mit dem Deckel 14 verbunden.
Der Deckel 14 ist über Niete 16 an der Sekundärmasse 3 befestigt.
Durch diese einfache Reibeinrichtung MR 1 ist ein konstantes Reib
moment zwischen Sekundärmasse 3 und Zusatzmasse 7 wirksam - ent
sprechend den Beschreibungen gem. Fig. 2.
Da sich aus dem notwendigen radialen Spiel zwischen Sekundärmas
se 3 und Zusatzmasse 7 eine unerwünschte Unwucht ergeben kann,
ist eine weitere Verfeinerung der Konstruktion gemäß den Fig.
7 bis 9 durchgeführt. Die Fig. 7 zeigt zum Unterschied von Fig. 6
eine Zusatzmasse 10, die aus zwei konzentrisch angeordneten Rin
gen 19 und 20 besteht. Beide Ringe sind in Umfangsrichtung dreh
fest miteinander gekoppelt, und zwar durch einen Zapfen 24 im ei
nen Teil und ein entsprechendes Langloch 25 im anderen Teil. Bei
de Ringe 19 und 20 sind in Achsrichtung im wesentlichen spielfrei
- ohne Fremdreibung - an der Sekundärmasse 3 gelagert. Diese
weist zu diesem Zwecke eine Schulter 18 sowie einen angenieteten
Deckel 14 auf. Die beiden Ringe 19 und 20 sind gegeneinander in
Radialrichtung durch eine Feder 23 verspannt. Dabei weist der
Ring 20 einen in Richtung auf den Ring 19 zu weisenden Steg 22
auf, der in eine entsprechend große Nut 21 des Ringes 19 ein
taucht. Eine Feder 23 ist an einer Stelle des Umfanges, und zwar
in der Ebene der Zapfen-Langloch-Verbindung zwischen Steg 22 und
Nut 21 angeordnet. Damit wird erreicht, daß jeder der beiden Rin
ge 19 und 20 in radialer Richtung unter Abbau des notwendigen
Spieles gegenüber der Zylinderfläche 26 an einer Stelle des Um
fanges an dieser anliegt und somit das Gesamtsystem der beiden
Ringe 19 und 20 ausgewuchtet werden kann und diese Auswuchtwir
kung nicht mehr verlorengeht. Damit gleichzeitig mit der Radial
verspannung durch die Feder 23 eine abstimmbare Reibwirkung er
zielt werden kann, werden entsprechend den Fig. 8 und 9 an je
dem der beiden Ringe zwei Reibelemente 27 bzw. 28 angeordnet, und
zwar symmetrisch zu einer Linie durch die Zapfen-Langloch-Verbin
dung 24, 25 unddie Drehachse 11. In dieser Linie ist ebenfalls
die Kraftwirkung P bzw. F der Feder 23 angesiedelt. Durch eine
derart angeordnete Reibeinrichtung in Verbindung mit der Vorspann
kraft der Feder 23 ist eine gezielte, abstimmbare Reibung zwischen
den beiden Ringen 19 und 20 einerseits und der Sekundärmasse 3
andererseits herstellbar. Mit dieser Einrichtung zur Verhinderung
einer Unwucht kann somit gleichzeitig die notwendige Reibkraft
zum Ankoppeln der Zusatzmasse 10 an die Sekundärmasse 3 verwirk
licht werden. Eine solche Konstruktion ist infolge ihres einfa
chen Aufbaues und ihrer preiswerten und geringen Anzahl der Ein
zelteile besonders vorteilhaft.
Claims (15)
1. Geteiltes Schwungrad für Brennkraftmaschinen, bestehend aus
einer Primärmasse, die fest auf der Kurbelwelle der Brenn
kraftmaschine angeordnet ist, einer Sekundärmasse, die drehbar
an der Primärmasse bzw. Kurbelwelle gelagert und mit der
Anfahr- und Schaltkupplung versehen ist, wobei zwischen beiden
Massen Federelemente und ggf. Reibeinrichtungen zur Torsions
dämpfung und Momentübertragung vorgesehen und beide Massen
konzentrisch zu einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß an die Se
kundärmasse (3) eine Zusatzmasse (7, 10) angekoppelt ist, die
konzentrisch zur Drehachse (11) angeordnet und an der Sekun
därmasse (3) gelagert ist.
2. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusatzmasse (7, 10) zumindest über eine Reibeinrich
tung (MR 1, MR 2) angekoppelt ist.
3. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zusatzmasse (7) über eine Reibeinrich
tung (MR 1, MT 2) und eine Federeinrichtung (C 1, C 2) angekoppelt
ist.
4. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Federeinrichtung wenigstens zwei Feder
systems (C 1, C 2) aufweist, welche in Reihe geschaltet sind.
5. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Reibeinrichtung (MR 1) zwischen Sekun
därmassen (3) und einem Zwischenglied (29) sowie eine Federein
richtung (C 2) zwischen Zwischenglied (29) und Zusatzmasse (7)
angeordnet ist.
6. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß direkt zwischen Sekundärmasse (3) und Zusatzmasse (7) ei
ne weitere Reibeinrichtung (MR 2) angeordnet ist.
7. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Sekundärmasse (3) und Zwischenglied (29) zusätz
lich zur Federeinrichtung (C 1) eine Reibeinrichtung ((MR 1) und
direkt zwischen Sekundärmasse (3) und Zusatzmasse (7) eine
Reibeinrichtung (MR 2) angeordnet ist.
8. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Reibeinrichtung (MR 2) eine mit der
Drehzahl steigende Reibkraft aufweist.
9. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusatzmasse (7, 10) über eine Zylinderfläche (26) der
Sekundärmasse (3) radial geführt ist.
10. Geteiles Schwungrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reibeinrichtung (MR 1) unmittelbar am Außendurchmesser
der Zylinderfläche (26) aus einer Schulter (18) der Sekundär
masse (3) sowie einer axial abgestützten Tellerfeder (12) und
einem axial beweglichen, drehfesten Druckring (13) besteht,
wobei ein nach radial innen weisender Steg (17) der Zusatz
masse (7) unter Zwischenschaltung von Reibbelägen (15) zwi
schen Schulter (18) und Druckring (13) eingespannt ist.
11. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusatzmasse (10) aus zwei geschlossenen Ringen (19,
20) besteht, die axial lose und nebeneinander über die Zylin
derfläche (26) der Sekundärmasse (3) geführt sind, die Ringe
untereinander verdrehfest gehalten sind und wobei eine Feder
einrichtung (23) vorgesehen ist, welche beide Ringe (19, 20)
gegeneinander radial verspannt, dergestalt, daß sie radial
spielfrei auf der Zylinderfläche (26) geführt sind und mit
dieser die Reibeinrichtung (MR 1) bilden.
12. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringe (19, 20) mit einer Stift-Langloch-Verbindung
(24, 25) drehfest verbunden sind.
13. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß die Ringe (19, 20) vorzugsweise mit ihrem Innendurch
messer auf der Zylinderfläche (26) angeordnet sind.
14. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß ein Ring (20) mit einem konzentrischen Steg (22) in
eine entsprechende Nut (21) des anderen Ringes (19) axial
eingreift und an einer Stelle eine radial wirkende Feder (23)
zwischen Nutwand und Steg angeordnet ist.
15. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß jeder Ring (19, 20) an seinem Innendurchmesser zwei
umfangsmäßig voneinander beabstandete Reibstellen (27, 28)
aufweist, die symmetrisch zur Wirkrichtung der Feder (23)
untereinander gegenüberliegend angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873741701 DE3741701A1 (de) | 1987-12-09 | 1987-12-09 | Geteiltes schwungrad mit zusatzmasse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873741701 DE3741701A1 (de) | 1987-12-09 | 1987-12-09 | Geteiltes schwungrad mit zusatzmasse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3741701A1 true DE3741701A1 (de) | 1989-06-22 |
Family
ID=6342199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873741701 Withdrawn DE3741701A1 (de) | 1987-12-09 | 1987-12-09 | Geteiltes schwungrad mit zusatzmasse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3741701A1 (de) |
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1987
- 1987-12-09 DE DE19873741701 patent/DE3741701A1/de not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |