DE69705822T2

DE69705822T2 - Zwei massenschwungrad

Info

Publication number: DE69705822T2
Application number: DE69705822T
Authority: DE
Inventors: John Young
Original assignee: AP TMF Ltd
Current assignee: AP TMF Ltd
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1997-02-10
Publication date: 2002-04-11
Anticipated expiration: 2017-02-11
Also published as: WO1997030298A2; CN1082635C; DE69705822D1; EP0879366B1; GB9603268D0; DE19781583T1; US6029539A; EP0879366A2; KR19990082544A; MX9806352A; JP2000504818A; WO1997030298A3; BR9707526A; AU1613997A; CN1215459A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad zum Übertragen von einem Drehmoment und Absorbieren oder Kompensieren von solchen Drehschwingungen, wie sie in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und insbesondere einem Antriebsstrang eines Nutzfahrzeuges auftreten können.
Zweimassenschwungräder der Gliederbauweise sind beispielsweise aus dem britischen Patent GB 2 229 793 (WO89/01097) bekannt, bei dem zwei koaxiale Schwungräder relativ zueinander in einem begrenzten Ausmaß drehbar sind, wobei eine Mehrzahl von Drehverbindungsgestängen die beiden Schwungradmassen miteinander verbindet, um der Relativdrehung entgegenzuwirken.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Zweimassenschwungrad der Gliederbauweise mit einem verbesserten Verbindungsgestänge bereitzustellen, das das Zweimassenschwungrad bei relativ niedrigeren Drehzahlen verdrehsteif macht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit ein Zweimassenschwungrad bereitgestellt, das eine erste und eine zweite koaxial angeordnete Schwungradmasse aufweist, die für eine begrenzte Drehbewegung relativ zueinander angeordnet sind, wobei die Schwungradmassen durch mindestens eine Verbindungsgestängeanordnung miteinander verbunden sind, so daß, wenn sich das Zweimassenschwungrad dreht, der Relativdrehung der Schwungradmassen durch Zentrifugalkräfte entgegengewirkt wird, die auf die oder jede Verbindungsgestängeanordnung wirken, um die oder jede Verbindungsgestängeanordnung in ihre zentrifugal-neutrale Stellung zurückzubewegen, wenn sich das Schwungrad unter Nullastbedingungen dreht, wobei das Schwungrad dadurch gekennzeichnet ist, daß die oder jede Verbindungsgestängeanordnung ein mehrgliedriges Verbindungsgestänge aufweist, das zwei oder mehr als zwei in Umfangsrichtung beabstandete Hauptglieder hat, die an einer der Schwungradmassen drehbar angelenkt sind, wobei die Hauptglieder des oder eines jeden Paares von in Umfangsrichtung benachbarten Hauptgliedern über ein im großen und ganzen in Umfangsrichtung sich erstreckendes Zwischengestänge miteinander verbunden sind, und ein Verankerungsglied hat, das das mehrgliedrige Verbindungsgestänge mit der anderen Schwungradmasse drehbar verbindet, wobei eine Relativdrehung der Schwungradmassen das mehrgliedrige Verbindungsgestänge dazu veranlaßt, von dem Verankerungsglied relativ zu der einen Schwungradmasse gedreht zu werden.
Das Zweimassenschwungrad kann zwei oder mehr als zwei Verbindungsgestängeanordnungen haben, die an in Umfangsrichtung beabstandeten Stellen um das Zweimassenschwungrad herum angeordnet sind.
Das Zweimassenschwungrad kann mindestens ein Hauptglied oder Verbindungsglied oder Verankerungsglied haben, das in Form eines Paares von axial beabstandeten Platten ist.
Die Erfindung wird nun beispielsweise nur mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine axiale weggeschnittene Teilansicht eines Zweimassenschwungrades gemäß der vorliegenden Erfindung, die entlang der Linie BB in Fig. 2 vorgenommen worden ist, und die Verbindungsgestängeanordnung 40 in ihrer zentrifugal-neutralen Stellung zeigt;
Fig. 2 einen radialen Querschnitt, der entlang der Linie XX von Fig. 1 vorgenommen worden ist;
Fig. 3 einen radialen Querschnitt, der entlang der Linie YY von Fig. 1 vorgenommen worden ist;
Fig. 4 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Zweimassenschwungrades gemäß der vorliegenden Erfindung, die entlang der Linie RR von Fig. 5 vorgenommen worden ist und die Verbindungsgestängeanordnung 240 in ihrer zentrifugal-neutralen Stellung zeigt;
Fig. 5 einen radialen Querschnitt, der entlang der Linie SS von Fig. 4 vorgenommen worden ist;
Fig. 6 eine schematische Darstellung des Zweimassenschwungrades von Fig. 1; und
Fig. 7-12 weitere schematische Darstellungen von weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, wobei das erste, zweite, dritte und vierte Drehgelenk von 100 bis 600 größer als die entsprechenden Drehgelenke 1, 2, 3, 4 von Fig. 6 bezeichnet worden sind.
Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 ist dort ein Zweimassenschwungrad 10 dargestellt, das aus zwei Schwungradmassen 11 und 12 gebildet ist.
Eine Schwungradmasse 11 (die auch als Eingangsschwungradmasse bekannt ist) ist an einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) eines Verbrennungsmotors mittels einer zentralen Nabe 14 und Schraubenbolzen (nicht gezeigt) befestigt, die durch Löcher 18 hindurchgehen. Im Gebrauch ist eine Reibungskupplung (nicht gezeigt) an der zweiten Schwungradmasse 12 (die auch als Ausgangsschwungradmasse bekannt ist) befestigt, um die zweite Schwungradmasse mit einem zugehörigen Getriebe (nicht gezeigt) zu verbinden.
Unter normalen Zug- und Schubbedingungen dreht sich das Zweimassenschwungrad 10 im Uhrzeigersinn in der in Fig. 1 gezeigten Ansicht, wie durch den Pfeil E um die Achse A angezeigt ist.
Die Schwungradmasse 11 umfaßt die zentrale Nabe 14, eine Hauptgehäuseplatte 15, eine Abdeckplatte 13 und einen Starterring 27, der an die Hauptgehäuseplatte 15 angeschweißt ist. Eine innere Lagerhalteplatte 28 ist an der Nabe 14 durch Nieten (nicht gezeigt) befestigt, um ein Lager 19 zurückzuhalten, an dem die zweite Schwungradmasse 12 gelagert ist. Die Gehäuseplatte 15 ist an der zentralen Nabe 14 durch Schrauben 16 befestigt.
Die zweite Schwungradmasse 12 umfaßt eine Schwungradplatte 31 mit einer äußeren Lagerhalteplatte 29 und einer Drehgelenkplatte 30, die beide an der Schwungradplatte 31 durch Schraubenbolzen (nicht gezeigt) befestigt sind.
Ein Reibungsdämpfer 9 assistiert beim Steuern der Relativdrehung der Schwungradmassen 11 und 12 und besteht aus einer Packung aus verschachtelten Reibscheiben, die abwechselnd mit der Schwungradmasse 11 bzw. der Schwungradmasse 12 drehfest kerbverzahnt sind und die durch eine Tellerfeder in Reibungskontakt axial vorgespannt sind.
Die Schwungradplatte 31 hat einen ringförmigen inneren Teil 31A mit einer Vielzahl von Nasen 31B, die einen Teil der ersten Drehgelenke 1 bilden. Die Drehgelenkplatte 30 hat einen ringförmigen inneren Teil 30A mit einer Vielzahl von Nasen 30B, die mit den Nasen 31B in einer Linie liegen und auch einen Teil der ersten Drehgelenke 1 bilden.
Die Relativdrehung zwischen den beiden Schwungradmassen 11 und 12 wird hauptsächlich durch eine Vielzahl von Verbindungsgestängeanordnungen 40 (nur eine ist gezeigt), die in Umfangsrichtung um das Schwungrad 10 herum beabstandet sind, gesteuert.
Jede Verbindungsgestängeanordnung 40 umfaßt ein mehrgliedriges Verbindungsgestänge 41, das an der Schwungradmasse 12 abgestützt ist, und ein Verankerungsglied 42 (in Form von zwei axial beabstandeten Platten 42A und 42B), das an der Schwungradmasse 11 durch ein zweites Drehgelenk 2 drehbar angelenkt ist. Das mehrgliedrige Verbindungsgestänge 41 und das Verankerungsglied 42 sind mittels eines dritten Drehgelenks 3 drehbar miteinander verbunden.
Das mehrgliedrige Verbindungsgestänge 41 besteht aus zwei Hauptgliedern 50 und 51 (jedes in Form von zwei axial beabstandeten Armen 50A, 50B bzw. 51A, 51B), die an ihren radial inneren Enden mit in Umfangsrichtung beabstandeten Stellen an der Schwungradmasse 12 über die Drehgelenke 1 und ein Zwischengestänge 52 (in Form eines Zwischengliedes 53) drehbar miteinander verbunden sind. Die radial äußeren Enden der Glieder 50 und 51 sind mit in Umfangsrichtung beabstandeten Stellen an dem Zwischengestänge 52 über vierte Drehgelenke 4 drehbar verbunden.
Das zweite Drehgelenk 2 weist ein gestuftes Rohr 44A auf, das eine reibungsvermindernde Buchse 44B hat, die in seinen Innendurchmesser eingepreßt ist. Jede der Verankerungsgliedplatten 42A und 42B hat ein Loch, das auf einen Außendurchmesser der jeweiligen Enden des Rohres 44A aufgepreßt ist. Das zweite Drehgelenk 2 umfaßt weiterhin einen Hohlstift 44C, der zwischen der Gehäuseplatte 15 und der Abdeckplatte 13 durch einen Niet 44D drehfest mit dem gestuften Rohr 44A gehalten wird, und die Buchse 44B, die sich um den Hohlstift 44C drehen kann.
Ferner gehört zu dem zweiten Drehgelenk 2 eine Steuereinrichtung 55, die die Drehung des Verankerungsgliedes 42 (und insbesondere der Verankerungsgliedplatte 42A) relativ zu der Gehäuseplatte 15 und der Abdeckplatte 13 steuert. Diese Steuereinrichtung ist in Form einer Scheibe aus einem elastomeren Material 56, das auf einer axialen Seite an der Verankerungsgliedplatte 42A haftet und auf der anderen axialen Seite an einer Platte 57 haftet. Sowohl die Platte 57 als auch die Scheibe aus einem elastomeren Material 56 haben ein zentrales Loch, das eine Spielpassung auf dem Außendurchmesser des gestuften Rohres 44A hat. Die Platte 57 ist an den Gehäuseplatten 15 und der Abdeckplatte 13 drehfest durch Niete 58 befestigt worden, die durch Löcher 58A und Distanzstücke 58H hindurchgehen, und ist außerdem drehfest in der Gehäuseplatte 15 über den Niet 59 gehalten, der durch das Loch 59A hindurchgeht. Jede Drehung der Verankerungsgliedplatte 42A relativ zu der Gehäuseplatte 15 bewirkt, daß das elastomere Material in sich verdreht wird. Die Verankerungsgliedplatte 42B bewegt sich im Einklang mit der Verankerungsgliedplatte 42A und gewährleistet, daß die Drehgelenke 2 und 3 gleichmäßig belastet werden.
Anhand von Fig. 1 stellt man fest, daß das erste Drehgelenk 1 radial innerhalb des zweiten, dritten und vierten Drehgelenks 2, 3 bzw. 4 angeordnet ist.
Unter Nullastbedingungen bei ausgerückter Kupplung wirkt eine Zentrifugalkraft auf jede Verbindungsgestängeanordnung 40 und insbesondere auf jedes Zwischenglied 53, und drängt die Glieder in eine radiale Auswärtsrichtung, wobei die vierten Drehgelenke 4 eine im wesentlichen radial außerhalb der jeweiligen ersten Drehgelenke 1 liegende Stellung, wie in Fig. 1 gezeigt, annehmen (diese Stellung wird als die zentrifugal-neutrale Stellung zwischen der Zug- und Schubrichtung der Relativdrehung der Schwungradmassen angesehen) Bei höheren Drehgeschwindigkeiten ist die Zentrifugalkraft größer, und während dies keinen Einfluß auf die Konfiguration unter Nullastbedingungen hat, beeinflußt es stark die Kraft, die nötig ist, um die Schwungradmasse 12 relativ zu der Schwungradmasse 11 zu bewegen, d. h. die Schwungrad- Verdrehsteifigkeit nimmt mit der Drehgeschwindigkeit des Zweimassenschwungrades zu.
Wenn die Kupplung eingerückt ist und Leistung in der Zugrichtung von der Schwungradmasse 11 auf die Schwungradmasse 12 übertragen wird, haben die beiden Massen die Neigung, sich relativ zueinander zu drehen (die Schwungradmasse 11 dreht sich im Uhrzeigersinn relativ zu der Schwungradmasse 12, wenn Fig. 1 betrachtet wird), wobei sich jedes mehrgliedrige Verbindungsgestänge 41 relativ zu der Schwungradmasse 12 in Folge der über das zugehörige Verankerungsglied 42 gehenden Verbindung mit der Schwungradmasse 11 dreht. Bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten, wenn der Einfluß der Zentrifugalkraft kleiner ist, drehen sich die Schwungradmassen ohne weiteres relativ zueinander, d. h. die Schwungrad- Verdrehsteifigkeit ist relativ niedrig. Bei relativ hohen Geschwindigkeiten ist jedoch der Einfluß der Zentrifugalkraft viel größer, und die Relativdrehung der Schwungradmassen erfordert mehr Kraft, d. h. die Schwungrad-Verdrehsteifigkeit ist relativ hoch. Somit ist die Schwungrad-Verdrehsteifigkeit geschwindigkeitsabhängig.
Wenn die Kupplung eingerückt ist, und Leistung wird in der Schubrichtung von der Schwungradmasse 12 auf die Schwungradmasse 11 übertragen, sind die Wirkungen ähnlich wie oben, außer daß die Richtung der Relativdrehung umgekehrt ist (die Schwungradmasse 11 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn relativ zu der Schwungradmasse 12, wenn Fig. 1 betrachtet wird), und bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel drehen sich die mehrgliedrigen Verbindungsgestänge 41 in der entgegengesetzten Richtung relativ zu der Schwungradmasse 12.
Es ist festzustellen, daß sich bei einer genügenden Relativdrehung der Schwungradmassen in die eine oder andere Richtung das dritte und vierte Drehgelenk 3 bzw. 4 radial nach innen bewegen, aber es gibt keine Radialbewegung des ersten und zweiten Drehgelenks 1 bzw. 2, somit bewegt sich für jeden Millimeter Radialeinwärtsbewegung des dritten Drehgelenkes 3 der Schwerpunkt G42 des Verankerungsgliedes 42 radial nach innen um weniger als 1 mm (bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel würde sich der Schwerpunkt G42 radial nach innen um ungefähr die Hälfte der Radialbewegung des Drehgelenks 45 bewegen, da er ungefähr in der Mitte zwischen dem zweiten und dritten Drehgelenk 2 bzw. 3 ist).
Ebenso bewegt sich der Schwerpunkt G50, G51 der Hauptglieder 50 und 51 radial immer weniger als die Radialbewegung der jeweiligen vierten Drehgelenke 4.
Da aber kein Teil des Zwischengestänges 52 (d. h. Zwischenglied 53) radial festgelegt ist, ist das Potential, seinen Schwerpunkt G53 radial zu bewegen, größer, d. h. wenn sich beide vierte Drehgelenke 4 radial nach innen um 1 mm bewegen, dann bewegt sich der Schwerpunkt G53 des Zwischengliedes 53 auch radial nach innen um 1 mm.
Bei relativ niedrigen Drehgeschwindigkeiten eines Zweimassenschwungrades mit Gliederbauweise gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, relativ hohe Drehmomente auszuhalten, besser, d. h. die Verdrehsteifigkeit wird erhöht, wenn pro Grad relativer Drehung der Zweimassenschwungräder der Gesamtschwerpunkt der oder einer jeden Verbindungsgestängeanordnung 40 sich radial nach innen um einen größeren Betrag bewegen muß.
Durch die Ausbildung der beiden Schwungradmassen der Gestalt, daß sie durch eine Verbindungsgestängeanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden werden, kann die oben erwähnte Verbesserung über den Stand der Technik erzielt werden, und weitere Verbesserungen können dadurch erzielt werden, daß das Zwischenglied 53 als ein massives Teil in Form eines Fliehgewichtes gemacht wird.
Es sollte beachtet werden, daß in der zentrifugal-neutralen Stellung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, der an der Achse A des Zweimassenschwungrades 10 zwischen benachbarten ersten Drehgelenken 1 gebildete Winkel C größer als der entsprechende Winkel D ist, der zwischen benachbarten vierten Drehgelenken 4 gebildet ist. In Abhängigkeit von der besonderen Einbausituation kann das Verhältnis der Winkel C : D variiert werden, und insbesondere kann der Winkel C gleich dem Winkel D sein, oder der Winkel C kann kleiner als der Winkel D (siehe Fig. 4 Winkel C1 und D1) sein. Das Variieren des Verhältnisses der Winkel C zu D hat eine bedeutende Wirkung auf die Lage und Stellung des Gliedes 53, wenn die Schwungradmassen an den Grenzen ihrer relativen Drehlagen sind. In dieser Lage, wenn das Verhältnis C : D nicht Eins ist, wird ein Drehgelenk 4 radial weiter innen sein als das andere Drehgelenk 4. Für eine besondere Einbausituation kann in Abhängigkeit von benachbarten Bauteilen in dem Zweimassenschwungrad das Verhältnis C : D so eingestellt werden, daß beide Drehgelenke 4 auf einem minimalen Radius an den Grenzen der Relativdrehung sind und somit der Schwerpunkt von allen Gliedern auch auf einem minimalen Radius ist, und dies verbessert die Fähigkeit des Zweimassenschwungrades, relativ hohe Drehmomente bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten auszuhalten.
Zusätzlich zu dem Steuerungseinfluß der Verbindungsgestängeanordnung 40, wenn sich die Schwungradmassen 11, 12 relativ zueinander drehen, dreht sich die Verankerungsgliedplatte 42A relativ zu der Platte 57, wodurch sich das elastomere Material 56 verformt (wie zuvor beschrieben). Das elastomere Material 56 ist somit eine Steuereinrichtung der federnd nachgiebigen Art, die einen Steuereinfluß auf die Relativdrehung der beiden Schwungradmassen hat.
Mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Zweimassenschwungrades 210 dargestellt, wobei äquivalente Merkmale um 200 größer als äquivalente Merkmale in dem Zweimassenschwungrad 10 bezeichnet sind, und das folgende berücksichtigt werden sollte:
a) die Lageranordnung 219 besteht aus einem Paar Wälzelementlager;
b) die Drehgelenke 201, 202, 203 und 204 beinhalten Wälzelementnadellager;
c) jedes Hauptglied 250, 251 umfaßt ein massives einzelnes Glied mit einem Loch an jedem Ende, um die Nadellager unterzubringen;
d) jedes Zwischenglied 253 umfaßt ein massives Glied mit einer Gabel an jedem Ende, um ein entsprechendes Hauptglied unterzubringen;
e) das Verankerungsglied 242 hat eine Gabel an einem Ende, um das Zwischenglied und das Hauptglied unterzubringen, und ein Loch an dem anderen Ende, um ein Nadelwälzlager und einen Zapfen unterzubringen, der an dem Eingangsschwungrad befestigt ist;
f) die Achse des dritten Drehgelenks 203 (d. h. das Drehgelenk zwischen dem Verankerungsglied und dem Zwischenglied) und die Achse eines der vierten Drehgelenke 204 (d. h. das Drehgelenk zwischen dem Hauptglied 251 neben dem Verankerungsglied und dem Zwischenglied) fallen zusammen,
g) Anschläge 260 an einer Schwungradmasse sind in Kontakt mit entsprechenden Anschlägen 261 an der anderen Schwungradmasse, um die Relativdrehung der Schwungradmassen in der Zug- und Schubrichtung zu begrenzen. Ähnliche Anschläger (nicht gezeigt) begrenzen die Relativdrehung in der Schubrichtung.
h) Der Steuereinfluß der Verbindungsgestängeanordnung auf die Relativdrehung der Schwungradmassen wird ergänzt durch eine Steuereinrichtung in Form von Hilfsfedern 270, die zwischen den Schwungradmassen wirken. In diesem Fall sitzen die Federn 270 in zueinander ausgerichteten Taschen 280, die in die Hauptgehäuseplatte 215 und die Abdeckplatte 213 spanend eingearbeitet sind. Bei einer Relativdrehung der Schwungradmassen berührt ein mit dem Ausgangssschwungrad 212 drehfester Anschlag 281 ein Ende der Feder 270 und drückt die Feder zusammen.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels von einen der Verbindungsgestängeanordnungen 40 des in Fig. 1 gezeigten Zweimassenschwungrades 10. Es ist ersichtlich, daß das Zwischengestänge 52, das die Hauptglieder 51 und 50 miteinander verbindet, aus einem Teil des Gliedes 53 besteht. Das Verankerungsglied 42 ist mit einem weiteren Teil des Zwischengliedes 53 verbunden.
Fig. 7 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Verbindungsgestängeanordnung 140, bei dem das Verankerungsglied 142 mit einem Hauptglied 151 verbunden ist, und das Zwischengestänge 152, das die Hauptglieder 151 und 150 miteinander verbindet, besteht aus einem einzelnen Zwischenglied 153.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels von einem der Verbindungsgestängeanordnungen 240 des in Fig. 4 gezeigten Zweimassenschwungrades, bei der das Zwischengestänge 252, das die Hauptglieder 251 und 250 miteinander verbindet, aus dem Zwischenglied 253 besteht. Das Verankerungsglied 242 ist mit dem mehrgliedrigen Verbindungsgestänge durch das dritte Drehgelenk 203 verbunden, das auch als Drehgelenkverbindung der Hauptglieder 251 mit dem Zwischengestänge wirkt und daher auch als viertes Drehgelenk 204 bezeichnet werden kann.
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Verbindungsgestängeanordnung 340, bei der das Zwischengestänge 352 aus einem Zwischenglied 353 und einem Teil des Verankerungsgliedes 342 besteht. Ein weiterer Teil des Verankerungsgliedes 342 verbindet das Hauptglied 351 mit der Schwungradmasse 311. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Verankerungsglied mit dem mehrgliedrigen Verbindungsgestänge durch zwei dritte Drehgelenke 303 verbunden, wobei eines der dritten Drehgelenke 303 auch als Drehgelenkverbindung des Hauptgliedes 251 mit dem Zwischengestänge 352 wirkt und daher auch als viertes Drehgelenk 304 bezeichnet werden kann.
Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Verbindungsgestängeanordnung 440, mit drei Hauptgliedern 451, 450, 450A, zwei Zwischengestängen 452, 452A und ein Verankerungsglied 442.
Die Zwischengestänge 452 verbinden die Hauptglieder 451 und 450 miteinander und bestehen aus einem einzelnen Glied 453. Das Zwischengestänge 452A verbindet die Hauptglieder 450 und 450A und besteht aus einem einzelnen Glied 453A. Das Verankerungsglied 442 ist mit der Drehgelenkverbindung des Zwischengliedes 453 und des Hauptgliedes 451 verbunden. Eines der vierten Drehgelenke 404 fällt mit dem dritten Drehgelenk 403 auf ähnliche Art und Weise wie Fig. 8 zusammen.
Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Verbindungsgestängeanordnung 540 mit drei Hauptgliedern 551, 550, 550A und zwei Zwischengestängen 552, 552A.
Das Zwischengestänge 552 verbindet die Hauptglieder 551 und 550 miteinander und besteht aus einem Teil des Zwischengliedes 553 und einem Teil des Zwischengliedes 553A. Die Glieder 551 und 551A sind über ein fünftes Drehgelenk 505 verbunden. Das Zwischengestänge 552A verbindet die Hauptglieder 550 und 550A miteinander und besteht aus einem weiteren Teil des Zwischengliedes 553A. Das Verankerungsglied 542 ist mit einem weiteren Teil des Zwischengliedes 553 verbunden.
Fig. 12 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Drehgestängeanordnung 640 mit drei Hauptgliedern 651, 650, 650A und zwei Zwischengestängen 652, 652A.
Das Zwischengestänge 652 verbindet die Hauptglieder 651 und 650 miteinander und besteht aus dem Zwischenglied 653 und Teilen des Verankerungsgliedes 642 und einem Teil des Zwischengliedes 653A. Die Zwischengestänge 653 und 653A sind über ein fünftes Drehgelenk 605 miteinander verbunden. Das Zwischengestänge 652A verbindet die Hauptglieder 650 und 651 miteinander und besteht aus einem Teil des Zwischengliedes 653A.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Verankerungsglied mit dem mehrgliedrigen Verbindungsgestänge durch zwei dritte Drehgelenke 603 verbunden, wobei eines der dritten Drehgelenke 603 auch als Drehgelenkverbindung des Hauptgliedes 651 mit dem Zwischengestänge 652 wirkt und kann deshalb auch als ein viertes Drehgelenk 604 bezeichnet werden.
Es sollte beachtet werden, daß der oben in Verbindung mit dem Glied 153 (Fig. 7), 253 (Fig. 8) und 453, 453A (Fig. 10) verwendete Begriff "einzeln" die Funktion des Gliedes in bezug auf die verbindenden benachbarten Hauptglieder beschreibt, d. h. daß es nur ein Glied gibt, das die benachbarten Hauptglieder miteinander verbindet. Dieser Ausdruck "einzeln" beschreibt nicht den Aufbau des Gliedes, somit könnte jedes der oben erwähnten einzelnen Glieder, z. B. ein einheitliches Glied aus einem Stück Material oder ein Paar Platten sein.
Es ist zu beachten, daß bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen, wenn die Schwungradmassen irgendeine bestimmte Drehstellung relativ zueinander annehmen, alle Bauteile der Verbindungsgestängeanordnung in einer vorhersehbaren Stellung sind.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiele beschränkt, und die oder jede Verbindungsgestängeanordnung des Zweimassenschwungrades kann aus jeder beliebigen Anzahl von Hauptgliedern mit einer geeigneten Anzahl von Zwischengliedern und einem Verankerungsglied mit geeigneten Drehgelenkverbindungen bestehen, derart, daß sich die Schwungräder relativ zueinander drehen können, und in jeder beliebigen Drehstellung der Schwungräder relativ zueinander ist die oder jede Verbindungsgestängeanordnung in einer vorhersehbaren Stellung.
Zum Abstimmen eines Zweimassenschwungrades gemäß der vorliegenden Erfindung können verschiedene Parameter der gewählten Verbindungsgestängeanordnung geändert werden, wozu der Abstand zwischen den Drehgelenken an einem oder mehreren Gliedern gehört, zum Beispiel kann der Abstand L50, L51 und L42 an den Gliedern 50, 51 bzw. 42 geändert werden (siehe Fig. 6), oder der Abstand L53 und L53A an dem Glied 53 kann verändert werden.
Außerdem wenn man ein bestimmtes Paar von in Umfangsrichtung beabstandeten Hauptgliedern betrachtet, kann der Abstand zwischen zwei Drehgelenkverbindüngen der Hauptglieder mit der Schwungradmasse, d. h. der Abstand zwischen den ersten Drehgelenken verändert werden, zum Beispiel kann der Abstand L12 (siehe Fig. 6) verändert werden. Insbesondere für ein Paar von in Umfangsrichtung beabstandeten Hauptgliedern, braucht der Abstand zwischen benachbarten ersten Drehgelenken nicht der gleiche wie der Abstand zwischen benachbarten vierten Drehgelenken zu sein, zum Beispiel L11 könnte verschieden von L 53 sein, und der Abstand zwischen den ersten und vierten Drehgelenken an einem Hauptglied braucht nicht der gleiche wie der Abstand zwischen den ersten und vierten Drehgelenken an einem benachbarten Hauptglied zu sein, zum Beispiel könnte der Abstand L51 verschieden von L50 sein.
Außerdem wenn eine Verbindungsgestängeanordnung in ihrer zentrifugal-neutralen Stellung ist, müssen nicht alle ersten Drehgelenke auf dem gleichen Radius sein und nicht alle vierten Drehgelenke müssen auf dem gleichen Radius sein und die ersten und vierten Drehgelenke an einem bestimmten Hauptglied müssen nicht mit der Achse des Zweimassenschwungrades auf einer Linie liegen (d. h. müssen nicht unbedingt auf einem Radius des Schwungrades liegen. Zum Beispiel, siehe Hauptglied 51 von Fig. 1 und stelle fest, daß das erste Drehgelenk 1 und das vierte Drehgelenk 4 nicht mit der Achse A des Zweimassenschwungrades auf einer Linie liegen.
Außerdem kann einem oder mehreren der Hauptglieder, Zwischenglieder und/oder Verankerungsglieder eine Steuereinrichtung zugeordnet sein, die die Relativdrehung der Schwungradmassen steuert. Beispielsweise zeigt in dem früheren britischen Patent GB 2 229 793 der Anmelderin, die als WO89/01097 veröffentlicht wurde, Fig. 2 eine Feder 31, die dem Glied 28 zugeordnet ist. Ein Block aus elastomerem Material, der dafür ausgebildet ist, auf Kompression belastet zu werden, kann im Austausch zu der Feder 31 verwendet werden.
Als Alternative kann die Steuereinrichtung in der Metallfederbauweise, die in der früheren britischen Patentanmeldung Nr. 95 10845.2 der Anmelderin beschrieben wurde, die nach dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde, an Stelle der elastomeren Steuereinrichtung 55 in Fig. 1 verwendet werden.
Bei noch einer anderen alternativen Anordnung könnte die elastomere Steuereinrichtung 55 von Fig. 1 durch eine reibungserzeugende Steuereinrichtung ersetzt werden, die zum Beispiel eine Packung aus relativ zueinander drehbaren verschachtelten Reibscheiben aufweist, die abwechselnd mit der Schwungradmasse 11 und dem Verankerungsglied 42 kerbverzahnt oder sonstwie verbunden sind, und die durch eine Tellerfeder oder ein anderes Vorspannmittel in Reibungskontakt axial vorgespannt sind.
Es ist ersichtlich, daß die Anschläge 260, 261 und/oder die Zughilfsfedern und/oder die Schubhilfsfedern 270, die in Fig. 4 gezeigt wurden, dafür angepaßt werden könnten, um in irgendeinem der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden.
Es ist auch ersichtlich, daß die verschiedenen Formen der Steuereinrichtung, die oben beschrieben wurden, und weitere Formen der Steuereinrichtung, die nicht beschrieben wurden, in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung an einem oder mehreren der Drehgelenke von einer oder mehreren der Verbindungsgestängeanordnungen verwendet werden könnten. Die Steuereinrichtungen können auch zwei oder mehr als zwei Betriebsbereiche haben, in denen verschiedene Steuerstufen angewendet werden. Zum Beispiel kann die Steuereinrichtung einen ersten Relativdrehungsbereich haben, in dem keine Steuerung oder eine niedrige Steuerstufe angewendet wird, und einen zweiten Relativdrehungsbereich haben, in dem eine höhere Steuerstufe angewendet wird.
Es kann auch vorteilhaft sein, einen geeigneten Reibungsdämpfer bei irgendeinem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu verwenden, wie zum Beispiel den Dämpfer 9 (siehe Fig. 2) oder ähnliche Dämpfer, wie in der britischen Anmeldung GB 95 05750.1 der Anmelderin beschrieben wurde, die nach dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde, der die Relativdrehung der Schwungradmassen steuert.
Wie aus dem vorhergehenden entnommen wird, stellen alle Ausführungsbeispiele der Erfindung einen Drehschwingungsdämpfer zum Dämpfen solcher Schwingungen in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs bereit. Wenn die Erfindung nur als ein Drehschwingungsdämpfer verwendet wird, kann die Masse der Eingangs- und Ausgangsschwungradmassen 11 und 12 drastisch verringert werden, so daß diese Bauteile zu einfachen Eingangs- und Ausgangsteilen der Vorrichtung werden, die zum Beispiel aus einer relativ leichten Preßmetallkonstruktion sind. Die Ansprüche dieser Anmeldung sind daher demgemäß so auszulegen, daß sie einen Drehschwingungsdämpfer mit relativ leichten Eingangs- und Ausgangsteilen abdeckt.

Claims

1. Zweimassenschwungrad (10) mit einer ersten und einer zweiten koaxial angeordneten Schwungradmasse (11, 12), die für eine begrenzte Drehbewegung relativ zueinander angeordnet sind, wobei die Schwungradmassen durch mindestens eine Verbindungsgestängeanordnung (41) miteinander verbunden sind, so daß, wenn sich das Zweimassenschwungrad dreht, der Relativdrehung der Schwungradmassen durch Zentrifugalkräfte entgegengewirkt wird, die auf die oder jede Verbindungsgestängeanordnung wirken, um die oder jede Verbindungsgestängeanordnung in ihre zentrifugal-neutrale Stellung zurückzubewegen, wenn sich das Schwungrad unter Nullastbedingungen dreht, wobei das Schwungrad dadurch gekennzeichnet ist, daß die oder jede Verbindungsgestängeanordnung ein mehrgliedriges Verbindungsgestänge aufweist, das zwei oder mehr als zwei in Umfangsrichtung beabstandete Hauptglieder (50, 51) hat, die an einer der Schwungradmassen (12) drehbar angelenkt sind, wobei die Hauptglieder des oder eines jeden Paares von in Umfangsrichtung benachbarten Hauptgliedern (50, 51) über ein im großen und ganzen in Umfangsrichtung sich erstreckendes Zwischengestänge (52) miteinander verbunden sind, und ein Verankerungsglied (42) hat, das das mehrgliedrige Verbindungsgestänge mit der anderen Schwungradmasse (11) drehbar verbindet, wobei eine Relativdrehung der Schwungradmassen das mehrgliedrige Verbindungsgestänge (41) dazu veranlaßt, von dem Verankerungsglied (42) relativ zu der einen Schwungradmasse (12) gedreht zu werden.

2. Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1, bei dem zwei oder mehr als zwei Verbindungsgestängeanordnungen (41) an in Umfangsrichtung beabstandeten Stellen um das Zweimassenschwungrad (10) herum angeordnet sind.

3. Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mindestens ein Zwischengestänge (50) der Verbindungsgestängeanordnung (41) aus einem einzelnen Zwischenglied (53) besteht.

4. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem mindestens ein Zwischengestänge (52) der Verbindungsgestängeanordnung aus einem Teil eines Zwischengliedes (53) besteht.

5. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem mindestens ein Zwischengestänge (552, 552A) der Verbindungsgestängeanordnung aus einem Zwischenglied (553A) und Teilen von einem oder mehr als einem anderen Glied (553) besteht.

6. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem mindestens ein Zwischengestänge (352) der Verbindungsgestängeanordnung aus einem Zwischenglied (353) und einem Teil eines Verankerungsgliedes (342) besteht.

7. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Verankerungsglied (42) mit einem Zwischenglied (53) verbunden ist.

8. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Verankerungsglied (642) einen Teil des oder eines der Zwischengestänge (652) bildet.

9. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Verankerungsglied (142) direkt mit einem Hauptglied (151) verbunden ist.

10. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Verankerungsglied (242) mit der Drehverbindung (204) eines Zwischengestänges (252) und eines Hauptgliedes (251) verbunden ist.

11. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem, wenn es in einer zentrifugal-neutralen Stellung angeordnet ist, der Winkel (C), der an der Drehachse (A) des Zweimassenschwungrades (10) zwischen der Drehverbindung (1) von benachbarten Hauptgliedern (50, 51) mit der einen Schwungradmasse gebildet ist, der gleiche wie der Winkel (D) ist, der an der Drehachse (A) zwischen den Drehverbindungen (4) von den benachbarten Hauptgliedern mit ihrem entsprechenden Zwischengestänge (52) gebildet ist.

12. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem, wenn es in einer zentrifugal-neutralen Stellung angeordnet ist, der Winkel (C), der an der Drehachse des Zweimassenschwungrades (10) zwischen der Drehverbindung (1) von benachbarten Hauptgliedern (50, 51) mit der einen Schwungradmasse (12) nicht der gleiche wie der Winkel (D) ist, der an der Drehachse (A) zwischen den Drehverbindungen (4) der benachbarten Hauptglieder mit ihrem entsprechenden Zwischengestänge (52) gebildet ist.

13. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem mindestens ein Hauptglied (51A, 51B) oder ein Zwischenglied oder ein Verankerungsglied (42A, 42B) in Form eines Paares von axial beabstandeten Platten ist.

14. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem mindestens ein Hauptglied (251) oder Zwischenglied (253) oder Verankerungsglied (242) in Form eines massiven Stücks in Form eines Fliehgewichtes ist.

15. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem eine mit einem oder mehr als einem Glied (42) der Verbindungsgestängeanordnung (41) verbundene Steuereinrichtung (55) zum Steuern der Relativdrehung der Schwungradmassen (11, 12) vorhanden ist.

16. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem jedes Glied der oder einer jeden Verbindungsgestängeanordnung (41) mindestens zwei zugehörige Drehzapfen (1-4) hat und eine mit mindestens einem Drehzapfen (2) oder mindestens einer Verbindungsgestängeanordnung verbundene Steuereinrichtung (55) zum Steuern der Relativdrehung der Schwungradmassen vorhanden ist.

17. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Steuereinrichtung (55) zwischen den Schwungradmassen (11, 12) wirkt, um die Relativdrehung der Schwungradmassen zu steuern.

18. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem mindestens eine Steuereinrichtung in Form einer Metallfeder ist.

19. Zweimassenschwungrad nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem mindestens eine Steuereinrichtung (55) in Form eines elastomeren Materials (56) ist, das dafür ausgebildet ist, auf Kompression oder Torsion belastet zu werden.

20. Zweimassenschwungrad nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem mindestens eine Steuereinrichtung durch Reibung wirkt.

21. Zweimassenschwungrad nach den Ansprüchen 15 bis 20, bei dem die Steuereinrichtung einen ersten Bereich relativer Drehung hat, in dem keine Steuerung oder ein geringer Grad an Steuerung angewendet wird, und einen zweiten Bereich relativer Drehung hat, in dem ein höherer Grad an Steuerung angewendet wird.

22. Zweimassenschwungrad nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem eine Drehung der Schwungradmassen (211, 212) in mindestens eine Richtung durch Anschläge (260) an einer Schwungradmasse (211) begrenzt wird, die an Anschläge (261) an der anderen Schwungradmasse (212) stoßen.