DE4418390A1

DE4418390A1 - Schwungrad mit einer reibungserzeugenden Anordnung

Info

Publication number: DE4418390A1
Application number: DE4418390A
Authority: DE
Inventors: Shouichi Tsuchiya
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Valeo Kapec Japan KK
Priority date: 1993-05-26
Filing date: 1994-05-26
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2014-05-27
Also published as: DE4418390C2; US5598745A; JP2602894Y2; JPH0685949U

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwungrad mit durch eine Feder anordnung elastisch gekuppelten Schwungradelementen und einer reibungserzeugenden Anordnung.

Das US-Patent 4 904 225, erteilt am 27. Febr. 1990 für Worner et al., offenbart durch eine Federanordnung gekup pelte Schwungradelemente. Die Federanordnung weist eine Zwischenhalterung auf, die mit dem einen Schwungradelement durch langhubige bogenförmige Schraubenfedern und mit dem anderen Schwungradelement durch kurzhubige Federn verbunden ist. Zusätzlich ist eine Schlupfkupplung vorgesehen, die ein Spiel verhindert. Die Schlupfkupplung dient zum Erzeugen von Reibungswiderstand, der der Bewegung der Schwungradelemente entgegenwirkt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Schwungrades mit einem verbesserten Betriebsverhalten der reibungserzeu genden Anordnung und mit geringeren Herstellungskosten.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Schwungrad mit:
durch eine Federanordnung elastisch gekuppelten ersten und zweiten Schwungradelementen und
einer reibungserzeugenden Anordnung,
bei dem
das eine der ersten und der zweiten Schwungradelemente eine radial verlaufende Wand bzw. Seitenwand aufweist und
die reibungserzeugende Anordnung mehrere Reibungsblöcke aufweist, die von dem anderen der ersten und zweiten Schwungradelemente mit Spiel in der Umfangsrichtung des anderen Schwungradelements aufgenommen werden, und bei dem ferner eine Einrichtung an dem einen Schwungradele ment vorgesehen ist, um die Reibungsblöcke gegen die ra dial verlaufende Seite vorzuspannen, sowie eine Einrich tung, um zumindest die gegenseitige relative Bewegbarkeit der Reibungsblöcke in Umfangsrichtung einzuschränken.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Fig. 1 zeigt in einem Längsschnitt entlang der Linie 1-1 in Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er findung;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilansicht des Schwungrades in Richtung des Pfeiles 2 in Fig. 1, wobei eine Wand lerabdeckung und ein Teil des angetriebenen Schwung radelementes weggelassen ist;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Detailansicht des Ausschnitt kreises "X" in Fig. 1;

Fig. 4 ist eine vergrößerte Detailansicht des Ausschnitt kreises "Y" in Fig. 2;

Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines in dem Schwungrad gemäß Fig. 1 verwendeten Gleitringes;

Fig. 6 ist ein Axialschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5;

Fig. 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines anders ausgebil deten Gleitringes;

Fig. 8 ist ein Axialschnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 7;

Fig. 9 ist eine vergrößerte Ansicht einer dritten Ausbil dungsform eines Gleitringes;

Fig. 10 ist ein Axialschnitt entlang der Linie 10-10 in Fig. 9;

Fig. 11 ist eine vergrößerte Ansicht einer vierten Ausbil dungsform eines Gleitringes; und

Fig. 12 ist ein Axialschnitt entlang der Linie 12-12 in Fig. 11.

Fig. 1 bis 6 zeigen ein Schwungrad 20 mit zwei koaxialen Schwungradelementen, nämlich einem treibenden Schwungradele ment 22 und einem angetriebenen Schwungradelement 24, die durch eine Federanordnung 26 miteinander verbunden sind. Das treibende Schwungradelement 22 ist mittels eines Satzes achsparalleler Bolzen 30 mit der Kurbelwelle 28 einer Ver brennungsmaschine verbunden, und das angetriebene Schwung radelement 24 kann ein Drehmoment auf ein Antriebsteil (Wandlerabdeckung) 32 eines Drehmomentenwandlers übertragen, der seinerseits das Drehmoment auf ein Antriebsteil (Tur binenwelle) eines nicht dargestellten automatischen Getrie bes überträgt. Die Wandlerabdeckung 32 ist in bekannter Weise antriebsmäßig mit einem nicht dargestellten Pumpenflü gelrad des Drehmomentenwandlers verbunden und hat in ihrer Mitte einen ringförmigen Vorsprung 34, der mittels einer Buchse 38 von einer mittigen Öffnung 36 der Kurbelwelle 28 aufgenommen wird.

Das treibende Schwungradelement 22 besteht aus zwei ringför migen Scheiben, nämlich einer ersten Scheibe bzw. Antriebs scheibe 40 und einer zweiten Scheibe bzw. Seitenscheibe 42, während das angetriebene Schwungradelement 24 aus einer ringförmigen Scheibe 44 besteht. Die Antriebsscheibe 40 und die Seitenscheibe 42 sind mit ihrem radial innersten Teil an einem die mittige Öffnung 36 umgebenden ringförmigen axialen Ende der Kurbelwelle 28 befestigt. Die Antriebsscheibe 40 besitzt an ihrem Außenrand 46 eine Ringverzahnung 48, die mit dem Abtriebszahnrad eines nicht dargestellten Anlasser motors in Eingriff kommen kann. Die Seitenscheibe 42 hat an grenzend an ihren radial inneren Teil einen axial verlaufen den Bundabschnitt 50. Die Antriebsscheibe 40 und die Seiten scheibe 42 sind mittels eines Satzes von Abstandselementen in Form von Nieten 52 gegeneinander festgelegt. Die Nieten 52 stellen sicher, daß die Scheiben 40 und 42 in einem vor gegebenen axialen Abstand gegeneinander gehalten werden. In dem Zwischenraum zwischen der Antriebsscheibe 40 und der Seitenscheibe 42 befindet sich die ringförmige Scheibe 44 mit ihrem Innenumfang der axial verlaufenden Fläche des Bundabschnittes 50 gegenüberliegend. Die ringförmige Scheibe 44 ist mit einer Reihe von im Umfang beabstandeten bogenför migen Schlitzen 54 versehen, die die Nieten 52 aufnehmen. An der Wandlerabdeckung 32 ist die ringförmige Scheibe 44 durch einen Satz von Bolzen 56 befestigt, die in an der Wandlerab deckung 32 befestigte Gewinderinge 58 eingeschraubt sind. Die Bolzen 56 und die ringförmigen Schlitze 54 sind abwech selnd angeordnet. Die koaxiale Ausrichtung zwischen den Schwungradelementen 22 und 24 wird durch die Buchse 38 ge währleistet, die die Wandlerabdeckung 32 drehbar hält. Zwischen den Schwungradelementen 22 und 24 ist deshalb kein Lager erforderlich.

Die Schwungradelemente 22 und 24 sind gegeneinander inner halb eines Winkels verdrehbar, der dem Abstand 60 + 62 in Fig. 2 entspricht. Die Antriebsscheibe 40 und die Seiten scheibe 42 sind mit Öffnungen 64, 66 versehen, um eine gegenseitige Beeinflussung zwischen den Scheiben 40, 42 und den Bolzen sowie Ringen 56, 58 während der Relativverdrehung der Schwungradelemente 22 und 24 auszuschließen.

In den Scheiben 40, 42 sind Fenster 68, 70 ausgebildet, die mit Fenstern 72 in der Scheibe 44 ausgerichtet sind, um Energiespeicherelemente in der Form von Schraubenfedern 74, 76 aufzunehmen. In das Fenster 72 in der Scheibe 44 ragen radial vorspringende Arme 78 eines Federrückhalteringes 80 in Form eines Gleitringes. Wie am besten aus Fig. 2 ersicht lich, nimmt jedes der Fenster 72 einen Satz von Schrauben federn 74 auf, die voneinander durch den zugehörigen Arm 78 getrennt sind. Jedes der Fenster 72 nimmt außerdem einen Satz von Schraubenfedern 76 auf, die innerhalb der entspre chenden Schraubenfedern 74 angeordnet sind und durch den zugehörigen Arm 78 getrennt sind. Diese Schraubenfedern 74 und 76 werden ebenfalls in den Fenstern 68, 70 der Scheiben 40, 42 aufgenommen und wirken Winkelverstellungen der Scheiben 40, 42 gegenüber der Scheibe 44 und umgekehrt entgegen. Damit bilden die Fenster 68, 70 der Scheiben 40, 42, die Fenster in der Scheibe 44, die Schraubenfedern 74 und 76 sowie der Federrückhaltering 80 die Federanordnung 26, die die Schwungradelemente 22 und 24 elastisch anein ander kuppelt.

Wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, weist das Schwungrad ferner eine reibungserzeugende Anordnung 82 auf. Die Anord nung 82 umgibt den Bundabschnitt 50 des treibenden Schwung radelementes 22 und ist zwischen einer radial verlaufenden Seite bzw. Oberfläche 84 der Antriebsscheibe 40 und einer Innenseite der Seitenscheibe 42 angeordnet. Die ringförmige Scheibe 44 hat an ihrem Innenumfang, der den Bundteil 50 umgibt und zwischen der radial verlaufenden Seite 84 und der Innenseite der Seitenscheibe 42 liegt, Fenster mit darin aufgenommenen Reibungsblöcken 88. Die Reibungsblöcke 88 haben gemäß Fig. 4 innerhalb der Fenster 86 ein Spiel von 2×W in der Umfangsrichtung der Scheibe 44. Die Reibungs blöcke 88 liegen innerhalb der Fenster 86 an der radial ver laufenden Seite 84 der Antriebsscheibe 40 an. An ihren von der radial verlaufenden Seite 84 abliegenden Endflächen wirken die Reibungsblöcke 88 mit einem Reibungsring 90 zu sammen. Der Reibungsring 90 ist auf dem Bundabschnitt 50 axial verschiebbar und wird durch Ansätze 92 am Außenumfang des Reibungsringes 90 gegen relative Drehung gegenüber dem treibenden Schwungradelement 22 gesichert. Die Ansätze bzw. Vorsprünge 92 greifen in Schlitze 94 in der Seitenscheibe 42 ein. Axial zwischen die Seitenscheibe 42 des treibenden Schwungradelementes 22 und den Reibungsring 90 ist eine ringförmige Blattfeder 96 eingeklemmt. Die Blattfeder 96 spannt den Reibungsring 90 gegen die Reibungsblöcke 88 und die Reibungsblöcke 88 gegen die radial verlaufende Seite 84 der Antriebsscheibe 40 des treibenden Schwungradelementes 22 vor. Die Blattfeder 96 drückt den Reibungsring 90 und die angetriebene Scheibe 44 aneinander.

Die reibungserzeugende Anordnung 82 enthält eine Einrichtung 98, um zumindest die gegenseitige relative Beweglichkeit der Reibungsblöcke 88 in Umfangsrichtung zu einzuschränken. Die Einschränkungseinrichtung 98 enthält einen schwimmenden Ring bzw. Gleitring 100, der den Bundabschnitt 50 umgibt und zwischen dem inneren Umfangsbereich der ringförmigen Scheibe 44 und dem Reibungsring 90 angeordnet ist. Wie aus Fig. 2 und 5 ersichtlich, hat der Gleitring 100 Fenster 102 zur Aufnahme der Reibungsblöcke 88. Innerhalb der Fenster 102 haben die Reibungsblöcke 88 kein Spiel in der Umfangsrich tung der Scheibe 44. Die Einschränkungseinrichtung 98 ent hält vorzugsweise einen zweiten Gleitring 104. Der Gleitring 104 umgibt in gleicher Weise wie der Gleitring 100 den Bund abschnitt 50, aber er ist zwischen dem inneren Umfangsbe reich der ringförmigen Scheibe 44 und der radial verlaufen den Seite 84 der Antriebsscheibe 40 angeordnet. In gleicher Weise wie der Gleitring 100 hat der Gleitring 104 Fenster zur Aufnahme der Reibungsblöcke 88. Innerhalb der Fenster des Gleitringes 104 haben die Reibungsblöcke 88 kein Spiel in der Umfangsrichtung der Scheibe 44. Die Gleitringe 100 und 104 sind identisch ausgebildet und bilden die in Fig. 1 bis 6 gezeigte Einschränkungseinrichtung 98. Wie am besten aus Fig. 5 und 6 ersichtlich, besitzt der Gleitring 100 acht solcher Fenster 102.

Die Gleitringe 100 und 104 werden nicht gegen die Scheibe 44 gedrückt. Der Gleitring 100 ist ohne Kontakt mit der Scheibe 44 oder wird zumindest nicht dagegen gepreßt. In gleicher Weise ist der Gleitring 104 ohne Kontakt mit der radial ver laufenden Seite 84 oder wird zumindest nicht dagegen ge preßt. Deshalb kann die Anordnung aus Reibungsblöcken und Ringen während der Drehung des angetriebenen Schwungradele mentes 24 gegenüber dem treibenden Schwungradelement 22 zu sammen mit dem treibenden Schwungradelement 22 drehbar bleiben, wenn der Bewegungsspielraum der Reibungsblöcke 88 innerhalb der Fenster 86 in der Scheibe 44 vorhanden ist (vgl. Fig. 4). Während dieser Bewegung der Schwungradele mente 22, 24 setzt die Federanordnung 26 der Bewegung einen wachsenden Widerstand entgegen.

Sobald die Scheibe 44 des angetriebenen Schwungradelements 24 gegenüber dem treibenden Schwungradelement 22 weit genug gedreht worden ist, um den Bewegungsspielraum eines oder aller Reibungsblöcke 88 in dem entsprechenden Fenster 86 auszufüllen, nimmt die Scheibe 44 des angetriebenen Schwung radelements 24 bei ihrer weiteren Drehung alle Reibungs blöcke 88 mit. Während der weiteren Drehung des angetriebe nen Schwungradelements 24 gegenüber dem treibenden Schwung radelement 22 wirkt der Reibungswiderstand der Bewegung der Scheibe 44 relativ zu der Antriebsscheibe 40 und des Rei bungsringes 90 zusätzlich zu dem von der Federanordnung 26 aufgebrachten Widerstand entgegen.

Eine relative Bewegung der Reibungsblöcke 88 gegeneinander wird durch die Gleitringe 100 und 104 verhindert. Diese Anordnung gewährleistet, daß alle Reibungsblöcke 88 zu dem Zeitpunkt einen Reibungswiderstand aufzubringen beginnen, an dem die Scheibe 44 einen der Reibungsblöcke 88 mitnimmt.

Die Reibungsblöcke 88 sind alle aus demselben Reibungswerk stoff hergestellt, während die Gleitringe 100, 104 aus nichtreibendem Material hergestellt sind. Reibungsmaterial ist im Handel relativ teuer. Somit bewirkt die Verwendung von weniger teurem nichtreibendem Material eine Verringerung der Herstellungskosten der reibungserzeugenden Anordnung 82.

Die Reibungsblöcke 88 sitzen mit Preßpassung in den Fenstern der Gleitringe 100, 104. Die Reibungsblöcke 88 können sämt lich oder teilweise gegen andere Reibungsblöcke ausgetauscht werden, wenn der Hersteller die Reibdämpfungswirkung der An ordnung 82 zu ändern wünscht.

Die Ausbildung der Gleitringe 100 oder 104 gemäß Fig. 5 und 6 stellt lediglich ein Beispiel dar. Die Fenster 102 können durch radiale Ausschnitte ersetzt werden. Fig. 7 und 8 zeigen eine alternative Ausbildung eines Gleitringes 110 mit radialen Ausschnitten 112 zur Aufnahme der Reibungsblöcke 88.

Beim Betrieb der reibungserzeugenden Anordnung 82 schlägt die Scheibe 44 mit ihrer das Fenster 86 bildenden Kante un mittelbar an den zugehörigen Reibungsblock 88 an. Dies kann bei wiederholtem Auftreten zu einer Beschädigung oder Ab nutzung der Reibungsblöcke 88 führen.

Dieses Problem kann gelöst oder zumindest verringert werden, indem man einen oder beide Gleitringe 100, 104 durch einen Gleitring 120 gemäß Fig. 9 und 10 mit Fenstern 122 zur Auf nahme von Reibungsblöcken 88 ersetzt. Der Gleitring 120 weist einen Satz von Schutzansätzen 124 auf, die axial von der vorderen und der hinteren Kante jedes Fensters 122 vor ragen. Der Satz von Schutzansätzen 124 in jedem Fenster 122 nimmt einen Reibungsblock 88 zwischen sich auf und liegt in einem zugehörigen Fenster 86 der Scheibe 44. Im Betrieb schlägt die Scheibe 44 an die Schutzansätze 124 an, so daß ein unmittelbarer Kontakt mit den Reibungsblöcken 88 vermie den wird.

Die Fig. 11 und 12 zeigen einen Gleitring 130 mit radialen Ausschnitten 132 zur Aufnahme der Reibungsblöcke 88. Der Gleitring 130 weist einen Satz von Schutzansätzen 134 auf, die axial von der vorderen und der hinteren Kante jedes der radialen Ausschnitte 132 vorragen. Jeder Satz von Schutzan sätzen 134 nimmt zwischen sich einen zugehörigen Reibungs block 88 auf und ist in ein entsprechendes Fenster 86 der Scheibe 44 eingesetzt. Die Funktion des Gleitringes 130 ist dieselbe wie die des Gleitringes 120.

Zusammengefaßt weist ein Schwungrad 20 Schwungradelemente 22, 24 auf, die elastisch durch eine Federanordnung und eine reibungserzeugende Anordnung 82 verbunden sind. Eines der Schwungradelemente besitzt eine radial verlaufende Seite 84. Die reibungserzeugende Anordnung 82 weist mehrere Reibungs blöcke 88 auf, die von dem anderen Schwungradelement mit Spiel in der Umfangsrichtung aufgenommen werden, ferner eine Einrichtung 90, 96, um die Reibungsblöcke 88 gegen die ra dial verlaufende Seite 84 vorzuspannen, sowie eine Einrich tung 98, um zumindest die gegenseitige relative Bewegbarkeit der Reibungsblöcke 88 in Umfangsrichtung zu einzuschränken.

Claims

1. Schwungrad (20) mit:
ersten und zweiten, durch eine Federanordnung gekuppelten Schwungradelementen (22, 24), und
einer reibungserzeugenden Anordnung (82), dadurch gekennzeichnet, daß
das eine der ersten und zweiten Schwungradelemente eine radial verlaufende Wand (84) aufweist, und
die reibungserzeugende Anordnung (82) mehrere Reibungsblöcke (88) aufweist, die von dem anderen der ersten und zweiten Schwungradelemente mit Spiel in der Umfangsrichtung des anderen Schwungradelements aufgenommen werden, und ferner eine Einrichtung (90, 96) an dem einen Schwungradelement vorgesehen ist, um die Reibungsblöcke (88) gegen die radial verlaufende Wand (84) vorzuspannen, sowie eine Einrichtung (98), um zumindest die gegenseitige relative Bewegbarkeit der Reibungsblöcke (88) in Umfangsrichtung einzuschränken.

2. Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsblöcke (88) in gleicher Weise ausgebildet sind und aus demselben Material bestehen.

3. Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsblöcke (88) aus unterschiedlichem Material be stehen.

4. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschränkungseinrichtung (98) einen schwimmenden Ring bzw. Gleitring (100, 104, 110, 120, 130) zur Aufnahme der Reibungsblöcke (88) aufweist.

5. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschränkungseinrichtung (98) einen Satz von schwimmenden Ringen bzw. Gleitringen (100, 104; 110, 120, 130) zur Aufnahme der Reibungsblöcke (88) auf weist, bei dem ein Gleitring (100) des Satzes zwischen dem einen Schwungradelement und der Vorspanneinrichtung ange ordnet ist, während der andere Gleitring (104) zwischen dem anderen Schwungradelement und der radial verlaufenden Wand (84) angeordnet ist.

6. Schwungrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Satz von Gleitringen (100, 104) aus einem billigeren Werkstoff besteht als der Werkstoff der Reibungsblöcke (88).

7. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung aus einem Rei bungsring (90) besteht, der sich mit mehreren vorstehenden Ansätzen (92) in Eingriff mit einem Teil (94) des einen Schwungradelementes befindet, und aus einer ringförmigen Blattfeder (96), die zwischen den Reibungsring und den Teil des einen Schwungradelementes eingeklemmt ist, um den Rei bungsring gegen die Reibungsblöcke (88) vorzuspannen.

8. Schwungrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsblöcke (88) in den Satz von Gleitringen mit Preßsitz eingepaßt sind.

9. Schwungrad nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (100, 104) Fenster (102) zur Aufnahme der Reibungsblöcke (88) aufweist.

10. Schwungrad nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (110) radiale Ausschnitte (112) zur Aufnahme der Reibungsblöcke (88) aufweist.

11. Schwungrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (120) einen Satz von Schutzansätzen (124) aufweist, die axial von jedem der Fenster (122) abstehen.

12. Schwungrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (130) einen Satz von Schutzansätzen (134) aufweist, die axial von jedem der radialen Ausschnitte (132) abstehen.