DE536697C - Umformer fuer mechanische aperiodische Drehschwingungen, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Umformer für in einer Kraftübertragung auftretende mechanische aperiodische Drehschwingungen. Der Umformer kann bei beliebigen Maschinen, bei denen eine Kraftübertragung vorhanden ist, Verwendung finden. Insbesondere ist er bestimmt zur Verwendung bei Kraftfahrzeugen. Es ist bekannt, daß die Antriebswelle eines Kraftfahrzeuges durch die Unebenheiten der

ίο Fahrbahn, denen die Räder folgen, ständig in senkrechte Schwingungen versetzt wird. Da sich hierbei der Winkel zwischen dem schwingenden Antriebswellenteil und dem im Rahmen starr gelagerten Wellenteil in einem Gelenk fortwährend ändert, entstehen durch die senkrechten Schwingungen der Antriebswelle Verzögerungen und Beschleunigungen der beiden Wellenteile in schneller Folge. Es entstehen in den Triebteilen ferner aperiodische Drehschwingungen, die man in positive Kraftstöße (vom Schwungrad des Motors zur Antriebswelle) und in negative Kraftstöße (von der Antriebswelle zum Schwungrad des Motors) zerlegen kann. Diese aperiodischen Drehschwingungen werden in noch größerem Maße durch den bekannten Schlupf der Treibräder erzeugt. Durch die senkrechten Schwingungen der Treibräder wird dauernd der Anpressungsdruck der Laufräder auf ihrer Lauffläche verändert. Es entsteht.

ein Voreilen der Räder gegenüber der Fahrbahn und eine Verzögerung der Räder infolge Haftens auf der Lauffläche. Die hierbei auftretenden aperiodischen Drehschwingungen der Treibwellen teilen sich, da die Masse der Triebteile zwischen Treibachse und Schwungrad nur klein ist, dem Schwungrad fast unverändert mit. Da das Schwungrad zunächst jeden negativen Kraftstoß auffangen, d. h. vernichten muß, ehe es einen positiven Kraftstoß auf die Treibachse übertragen kann, ist jeder negative Kraftstoß einem unmittelbaren Kraftverlust gleichzusetzen.

Man könnte versuchen, diese Verlustquelle durch Einbau elastischer Scheiben zu beseitigen. Jedoch wird hierbei ein Teil der negativen Kraftstöße in Wärme durch die innere Reibungsarbeit der Scheiben umgesetzt, während der Rest nach wie vor in das Schwungrad gelangt und auf den Motor im Sinne der Verminderung der Drehzahl einwirkt.

Nach der Erfindung werden die erwähnten negativen Kraftstöße derartiger aperiodischer Drehschwingungen auf ihrem Wege vom Treibrad des Wagens bis zum Schwungrad des Motors so umgeformt, daß sie nicht mehr in das Schwungrad des Motors gelangen können, sondern für den Vortrieb nutzbar gemacht werden. Nach der Erfindung werden daher im Zuge der Kraftübertragung mehrere Schwungscheiben hintereinander eingeschaltet, die je mit den benachbarten Schwungscheiben in mit Spiel versehener Antriebsverbindung stehen. Die Schwungscheiben werden zweckmäßig in einem Gehäuse untergebracht, und zwar so, daß die äußeren mit je einem Flansch verbunden sind, die mit der treibenden bzw. der getriebenen Welle fest oder entkuppelbar verbunden sind. Die Verbindung der Schwungscheiben unter-

einander kann durch Zähne, Nuten, Keile o. dgl. geschehen, doch stets so, daß ein gewisses Spiel vorhanden ist.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform eines Umformers nach der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Abb. ι zeigt einen Umformer mit in einem Gehäuse untergebrachten Schwungscheiben im Schnitt.

ίο Abb. 2 ist ein Schnitt nach Linie 2-2 von Abb. i.

Abb. 3 zeigt das Fahrgestell eines Kraftwagens mit einem in die Kraftübertragung eingebauten Umformer nach Art der Abb. 1 und 2.

In einem Gehäuse 1 sind in Lagern 2 und 2' ein Eingangswellenstumpf 3 mit Flansch 3' und ein Ausgangswellenstumpf 4 mit Flansch 4' gelagert. Der Wellenstumpf 3 kann mit der treibenden Welle und der Wellenstumpf 4 mit der angetriebenen" Welle fest oder entkuppelbar verbunden sein. Mit einem der Wellenstümpfe 3 oder 4 steht eine Welle 5 in fester Verbindung, die in dem anderen Wellenstumpf lose drehbar gelagert sein muß. Mit dem Flansch 3' ist eine auf der Welle 5 gelagerte Schwungscheibe 6 in Antriebsverbindung. Diese besteht im vorliegenden Falle aus Schrauben 7, die den Flansch 3' fest mit der Schwungscheibe 6 verbinden. Die Verbindung zwischen diesen beiden Teilen könnte auch beweglich, z. B. durch Nuten, Zähne o. dgl., hergestellt sein. Mit dem Ausgangsflansch 4' ist eine zweite Schwungscheibe 8 ebenfalls durch Schrauben, die mit 9 bezeichnet sind, verbunden. Zwischen den Schwungscheiben 6 und 8 können weitere Schwungscheiben auf der Welle 5 angeordnet sein. Im vorliegenden Falle ist nur eine Schwungscheibe 10 gezeigt. Jede Schwungscheibe steht mit der benachbarten Schwungscheibe durch Keilstücke 11,11' derart in Antriebsverbindung, daß ein gewisses Spiel zwischen je zwei benachbarten Scheiben vorhanden ist. Statt der Keilstücke 11,11' können auch Verbindungsglieder anderer Art, z. B. Zähne, Nuten o. dgl., Verwendung finden. Die Schwungscheiben brauchen auch nicht gleich groß zu sein und können auch in der Form voneinander abweichen. Dies wird insbesondere dann der Fall sein, wenn sie als Teile eines Umlaufgetriebes ausgebildet sind.

In Abb. 3 ist mit 12 der Motor, mit 13 das Schwungrad, mit 14 das Getriebe des Kraftfahrzeuges bezeichnet. 15 ist das Treibrad des Wagens, 16 dessen Hinterachse. Zwischen dem Schwungrad 13 und dem Treibrad 15 kann an beliebiger Stelle ein Umformer der in Abb. 1 und 2 dargestellten Art eingebaut werden. Im vorliegenden Falle ist dies geschehen an einer Stelle zwischen dem Schwungrad und dem zwischen vorderer und hinterer Antriebswelle vorgesehenen Gelenk 19. Die vordere Antriebswelle ist in zwei Teile 17' und 17" geteilt. Zwischen beiden ist das Gehäuse des Umformers 18 eingeschaltet. Das Treibwellenstück 17" steht ■ durch das Gelenk 19 mit der schrägliegenden hinteren Welle 20 in Verbindung. Mit 21 ist eine Bodenerhebung der Fahrbahn bezeichnet. Läuft das Rad 15 über die Bodenerhebung 21 oder durch eine Vertiefung der Fahrbahn, die sich bei jeder Fahrbahn praktisch in fast ununterbrochener Folge aneinanderreihen, so wird es im Vergleich mit der Geschwindigkeit auf ebener Fahrbahn beschleunigt. Hierbei nimmt es durch die schräge Welle 20 und den Antriebswellenteil 17" zuerst die Schwungscheibe 8 mit, indem es diese beschleunigt. Ist der durch die hierbei auftretende Verdrehung einsetzende Ausschlag größer als das Spiel zwischen der Schwungscheibe 8 und der benachbarten Schwungscheibe 10, so nimmt die Schwungscheibe 8 die Scheibe 10 mit. Ebenso ist es mit der Schwungscheibe 10 und der benachbarten Schwungscheibe 6. Erreicht das Rad 15 wieder den waagerechten Teil der Fahrbahn, so erteilt es der Welle 20,17" eine Verzögerung, d. h. einen negativen Kraftstoß. Diesem wirkt zunächst die vorher beschleunigte Schwungscheibe 8 entgegen, danach die Schwungscheibe 10 usw., bis der Ausgleich erfolgt ist und bis die Welle 20, 17", 17' wieder sanft an das Motorschwungrad sich anlegt.

Im Gegensatz hierzu würde beim Fehlen des Umformers 18 bei einer Beschleunigung des Treibrades die Antriebswelle 20, 17", 17' eine der normalen Kraftrichtung entgegengesetzte Drehung erfahren, da das schwere Schwungrad des Motors nicht sofort folgen kann. Im zweiten Falle, d. h. bei einer Verzögerung des Treibrades, würde die vorgespannte Antriebswelle 20, 17", 17' den einsetzenden negativen Kraftstoß verstärken und voll gegen das Schwungrad des Motors wirken lassen.

Praktische Versuche haben ergeben, daß durch den Einbau eines Umformers nach der Erfindung die auftretenden aperiodischen mechanischen Drehschwingungen restlos umgewandelt und für den Vortrieb nutzbar gemacht werden können. Auf diese Weise kann eine wesentliche Leistungssteigerung erzielt werden. Diese beruht darauf, daß der Umformer den energievermindernden Einfluß der negativen Drehschwingungen aufhebt, indem er die positiven Drehschwingungen umformt und die so gewonnene Energie den negativen Drehschwingungen entgegensetzt.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Umformer für mechanische aperiodische Drehschwingungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die vom angetriebenen Teil ausgehenden, auf Beschleunigung des treibenden Teiles wirkenden Drehschwingungen durch im Zuge der Kraftübertragung hintereinander mit Spiel

   eingeschaltete Schwungmassen in Schwungkraft umgeformt werden und zur Vernichtung der von dem angetriebenen Teil ausgehenden, auf Verzögerung des treibenden Teiles wirkenden Drehschwingungen dienen.
2. 2. Umformer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmassen aus mehreren Schwungscheiben (6, 8, io) bestehen, die miteinander mit Spiel verbunden sind.
3. 3. Umformer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungscheiben (6, 8, 10) in einem Gehäuse (1) untergebracht sind, und daß die äußeren Schwungscheiben (6, 8) je einen Flansch (3', 4') tragen, der über einen Wellenstumpf (3, 4) mit dem zugehörigen Teil der Antriebswelle gekuppelt ist.
4. 4. Umformer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformergehäuse (1) zwischen dem Schwungrad des Motors und dem Ausgleichsgetriebe angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen