DE3741701A1 - Split flywheel with an additional mass - Google Patents
Split flywheel with an additional massInfo
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Abstract
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.The invention relates to a split flywheel for internal combustion engines machines, consisting of a primary mass, firmly on the cure belwelle the internal combustion engine is arranged, a secondary mass that rotates on the primary mass or on the crankshaft is stored and provided with the starting and shift clutch, whereby between the two masses of spring elements and possibly friction devices provided for torsion damping and torque transmission and both Masses arranged concentrically to a common axis of rotation are.
Ein geteiltes Schwungrad obengenannter Bauart ist beispielsweise aus der DE-OS 34 38 534 bekannt.A split flywheel of the above type is for example known from DE-OS 34 38 534.
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.Split flywheels of this type are mainly used in supercritics speed range and lead here to the desired Vibration decoupling. When passing through the natural frequency there however, there are operating conditions that lead to undesirable torque peaks and lead to vibration amplitudes, the own or gear device cause.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, bei geteilten Schwungrädern der genannten Bauart das Schwin dungsverhalten beim Durchlaufen der Eigenfrequenz zu verbessern.It is therefore the task of the present inventor dung, with split flywheels of the type mentioned, the Schwin improve behavior when passing through the natural frequency.
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.According to the invention, this task is characterized by the characteristic of Main claim solved. - By placing an additional mass on the Secondary mass and by appropriate coupling it is possible the damping of torsional vibrations above the critical Maintain speed range and at the same time the damping behave when passing through the critical speed range improve.
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.The additional mass according to the subclaims is the simplest Trap coupled to the secondary mass via a friction device; however, it is also possible to add the additional mass via a friction direction and a spring device to couple. It is the same possible, the coupling via series-connected springs increase, then at least one friction device directly between The secondary and additional mass is arranged and this friction direction depends on the speed. The specific advantages these individual solutions are in detail in the figure writing reproduced.
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.In the structurally particularly simple solution according to claim 2 solutions are outlined, which a possible imbalance of the Counteract additional mass by playing at their bearing point. For example, the additional mass is made up of two individual rings made bodies that are non-rotatably coupled together pelt are, but mutually braced in the radial direction are ordered. So the game can easily every one part of the additional mass compared to its storage location and a balance that has been created is retained. The frictional coupling between additional mass and secondary mass through appropriately arranged friction elements how the spring used for tensioning can be achieved. In order to is a particularly simple storage and reliable operation order of additional mass including friction generation aims.
Die Erfindung wird anschließend an Hand mehrerer Ausführungsbei spiele näher erläutert. Es zeigt im einzelnenThe invention is then illustrated by several embodiments games explained. It shows in detail
Fig. 1 die allgemeine Aufbausituation innerhalb eines Kraftfahr zeuges; . Figure 1 shows the general structure of a motor driving situation tool within;
Fig. 2 bis 5 Prinzipschaubilder der Ankoppelungsmöglichkeiten ei ner Zusatzmasse; Fig. 2 to 5 schematic diagrams of the coupling options egg ner additional mass;
Fig. 6 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Sekundär masse mit einer einteiligen Zusatzmasse; Figure 6 shows the upper half of a longitudinal section through a secondary mass with a one-piece additional mass.
Fig. 7 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine Sekundär masse mit einer zweiteiligen Zusatzmasse; Figure 7 shows the upper half of a longitudinal section through a secondary mass with a two-part additional mass.
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. FIGS. 8 and 9 in principle side views of the arrangement of the parts in the additional mass with respect to its bearing point with the direction of their mutual clamping and assembly of friction elements.
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. Fig. 1 shows the overall arrangement in a schematic diagram. The internal combustion engine 1 has a primary mass 2 firmly fastened to the crankshaft. Coaxial with the primary mass 2 is a secondary mass 3 , both of which are connected to one another via a spring system and possibly a friction system, so that on the one hand the torque can be transmitted from the internal combustion engine 1 to the starting and shifting clutch 4 and on the other hand torsional vibrations at least above of the critical speed range can be filtered out effectively. The transmission 5 and also the axle drive 6 are arranged in the usual way on the starting and shift clutch 4 .
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. The divided flywheel acc. Fig. 2 shows the primary mass 2 and the secondary mass 3 , which are arranged coaxially to the same axis of rotation 11 , the arrangement of a Reibeinrich device MR and a spring system C between the two partial masses. FIG. 2 is only a schematic diagram, which does not permit conclusions about the structural configuration of the individual parts. In addition, the secondary mass being coupled to an additional mass 7 3, which is also concentric to the rotation axis 11 is arranged. In the present case the additional mass 7 is coupled only via a friction device MR 1 with the secondary mass. 3 This type of construction can be implemented with the least possible effort for individual parts. How constructive solutions to this principle can look will be explained in detail later with reference to FIGS. 6 to 9.
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. 3 an additional mass 7 is also coupled to a seizärmas 3 , in which case a friction device MR 1 and a spring device C 1 are provided as connecting members. The stiffness of the spring device and the amount of friction torque are matched to the natural frequency that is passed through when the engine is started and depressed. This vote leads to friction torques that are sufficiently high to achieve a rigid coupling between the two parts in the supercritical speed range, so that the effect of the divided flywheel - damping the torsional vibrations in the supercritical range - is not impaired. At the same time, significantly better behavior is achieved in the critical speed range.
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.Another variant is shown in FIG . Here, two secondary systems C 1 and C 2 are provided in series connection between secondary mass 3 and additional mass 7 and further a friction device MR 1 is arranged between secondary mass 3 and intermediate member 29 and a further friction device MR 2 between secondary mass 3 and additional mass 7 directly. Here, the Reibeinrich device MR 1 with a constant friction torque on the intermediate member 29 , while the friction device MR 2 acts as a function of the speed and generates a higher friction torque at a higher speed. Through this speed-dependent friction device, a stronger coupling of the additional mass 7 to the secondary mass 3 is achieved in the supercritical rotational speed range. In the low speed range (when starting the engine) acts in the spring stage of C 2 between intermediate member 29 and additional mass 7, the friction device MR 2 , which generates a low friction torque. As a result, the additional mass 7 can prevent the build-up of high vibration amplitudes in this operating case. When the engine is started or when driving in the low speed range, the excitation is higher and the moments between the additional mass 7 and the secondary mass 3 are greater than the constant friction torque of the friction device MR 1 in the vicinity of the resonance. As a result, the friction device MR 1 now also works and helps to dampen the vibration amplitudes of the secondary mass 3 and additional mass 7 .
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. FIG. 5 shows a variant of FIG. 4. Here, the intermediate member 29 is only coupled to the secondary mass 3 via the friction device MR 1 . The spring device C 1 is omitted in favor of a cheaper solution with fewer individual parts. Although this slightly reduces the vibration-damping effect of the system when starting the engine and driving at low revs, depending on the individual case, it can be justified as an inexpensive solution by omitting some components.
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.In FIG. 6, the upper half is shown a longitudinal section through a secondary mass 3, the part according to a system. Figure 2 is. The secondary mass 3 is rotatably supported by a bearing 8 on a bearing flange 9 , which in turn is firmly attached to the crankshaft of the internal combustion engine. The primary mas 2 and the connection of primary mass 2 to secondary mass 3 is not shown here for reasons of simplification. The additional mass 7 is mounted on a cylindrical surface 26 of the secondary mass 3 rotating bar. For friction clamping between the secondary mass 3 to set mass 7 , a friction device MR 1 is provided, which holds a radially inward-pointing web 17 of the additional mass 7 in Reibkon clock with the secondary mass 3 . For this purpose, friction linings 15 are supported on a shoulder 18 of the secondary mass 3 on both sides of the web 17 . Furthermore, a pressure ring 13 and a Tel lerfeder 12 is provided. The plate spring 12 is supported on the one hand on the cover 14 and on the other hand on the pressure ring 13 . The pressure ring 13 is axially displaceable but non-rotatably connected to the cover 14 . The cover 14 is fastened to the secondary mass 3 via rivets 16 . Through this simple friction device MR 1 , a constant friction torque between the secondary mass 3 and additional mass 7 is effective - accordingly in accordance with the descriptions. 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.Since an undesirable unbalance can result from the necessary radial play between secondary material 3 and additional mass 7 , a further refinement of the construction according to FIGS. 7 to 9 is carried out. Fig. 7 shows in contrast to Fig. 6 an additional mass 10, consisting of two concentrically arranged Rin gene 19 and 20 is. Both rings are rotatably coupled to each other in the circumferential direction, namely by a pin 24 in the egg part and a corresponding slot 25 in the other part. De rings 19 and 20 are essentially free of play in the axial direction - without external friction - on the secondary mass 3 . For this purpose, this has a shoulder 18 and a riveted cover 14 . The two rings 19 and 20 are braced against each other in the radial direction by a spring 23 . The ring 20 has a web 22 to be pointed in the direction of the ring 19 , which plunges into a correspondingly large groove 21 of the ring 19 . A spring 23 is arranged at one point on the circumference, namely in the plane of the pin-elongated hole connection between the web 22 and the groove 21 . This ensures that each of the two Rin ge 19 and 20 in the radial direction with reduction of the necessary play against the cylindrical surface 26 at one point of the order is applied to this and thus the overall system of the two rings 19 and 20 can be balanced and this balancing kung is no longer lost. So that simultaneously with the radial tension by the spring 23 a tunable friction effect he can be aimed, two friction elements 27 and 28 are arranged according to FIGS . 8 and 9 on each of the two rings, namely symmetrically to a line through the pin Elongated hole connection 24, 25 and the axis of rotation 11 . The force action P or F of the spring 23 is also located in this line. By means of such a friction device in conjunction with the biasing force of the spring 23 , a targeted, tunable friction between the two rings 19 and 20 on the one hand and the secondary mass 3 on the other hand can be produced. With this device for preventing an imbalance, the necessary frictional force for coupling the additional mass 10 to the secondary mass 3 can thus be realized at the same time. Such a construction is particularly advantageous due to its simple construction and its inexpensive and small number of individual parts.
Claims (15)
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- 1987-12-09 DE DE19873741701 patent/DE3741701A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |