DE8915354U1 - Dual mass flywheel - Google Patents
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Zwslmassenschwungürad zum Einbau zwischen einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe gsmäS dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a dual-mass flywheel for installation between an internal combustion engine and a transmission according to the preamble of the main claim.
Derartige Zweimassenschwungräder sind z. B. aus DE-PS 29 31 423 bekannt. Hierbei Ist 2er kurbelwellenseitigen, ersten Masse des Z«r?tmasseftschwungrad&B ü!ia?~ist eine Reibkupplung nae**$eschaltst. Die Reibkupplung ist t..-.:?, einer Mehrzahl von Scheiben bzw. Ringen ?ufgebaut, die durch Federkraft gespreizt werden, wodurch es zum ReibschluQ zwischen Reibfi^he und Gegenfläche kommt. Der Reibkupplung sind sodann elastische Elemente nachgeschaltet, dia Spiralfedern aufweisen, welche stirnseitig an Anlageflächen der beiden Massen anliegen und somit das Drehmoment übertragen.Such dual mass flywheels are known, for example, from DE-PS 29 3 1 423. In this case, a friction clutch is connected to the first mass of the flywheel on the crankshaft side. The friction clutch is constructed from a plurality of disks or rings which are spread apart by spring force, resulting in frictional engagement between the friction surface and the counter surface. The friction clutch is then followed by elastic elements which have spiral springs which rest on the contact surfaces of the two masses on the front side and thus transmit the torque.
paS DE-GM 85 04 809.7 beschreibt ein ähnliches Zweimassenschwungrad. Hierbei ist die Reibkupplung radial innerhalb der elastischen Elemente und im Kraftfluß vor den elastischen Elementen angeordnet; im übrigen ist der Aufbau grundsätzlich von derselben Art.pa S DE-GM 85 04 809.7 describes a similar dual-mass flywheel. Here, the friction clutch is arranged radially within the elastic elements and in front of the elastic elements in the power flow; otherwise, the structure is basically of the same type.
Bei diesen bekannten Zweimassenschwungradern ist der Reibschluß in allen Drehzahlbereichen grundsätzlich derselbe. Es ist hierbei keine Beeinflussungsmöglichkeit der Dämpfung von Drehschwingungen bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen oder Drehzahlbereichen vorgesehen.In these known dual-mass flywheels, the frictional engagement is basically the same in all speed ranges. There is no possibility of influencing the damping of torsional vibrations under different operating conditions or speed ranges.
Aus der DE-OS 38 00 566 ist ein Zweimassenschwungrad bekannt, das eine fliehkraftgesteuerte Reibeinrichtung aufweist. Sie soll zur Unterstützung der Dämpfung im Resonanzbereich dienen. Ein aufFrom DE-OS 38 00 566 a dual mass flywheel is known which has a centrifugally controlled friction device. This is intended to support the damping in the resonance range. A
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der einen Schwungmasse befestigtes Fliehgewicht wird mittels einer Feder radial nach innen auf eine mit der anderen Schwungmasse verbundenen Gegenfläche gedrückt und ist den elastischen Elementen zwischen den beiden Schwungmassen parallel geschaltet. j Die Anordnung ist aber so getrai'^n, daß die größte Reibkraft bei Stillstand entwickelt wird und mit steigender Drehzahl abnimmt. Nachteilig ist, daß dadurch die größte Dämpfung nicht bei Resonanz entsteht, und daß die noch verbleibende Reibkraft bei Leerlauf die Laufruhe beeinträchtigt, d.h. erst b„i höherer Drehzahl ganz verschwindet.The flyweight attached to one flywheel is pressed radially inwards by a spring onto a counter surface connected to the other flywheel and is connected in parallel to the elastic elements between the two flywheels. j The arrangement is designed in such a way that the greatest frictional force is developed when the machine is at a standstill and decreases as the speed increases. The disadvantage is that the greatest damping does not occur at resonance and that the remaining frictional force at idle impairs the smoothness of the running, i.e. only disappears completely at higher speeds.
Die DE-OS 35 05 677 beschreibt eia Zweimassenschwungrad, bei dem ebenfalls eine fliehkraftgesteuerte Reibeinrichtung vorgesehen ist; diese ist im Drehzahlbereich unterhalb der Leerlaufdrehzahl wirksam und erzeugt dabei eine hohe Reibungskraft. Nachteilig ist hierbei, daß die Charakteristik nicht auch in höheren Drehzahlbereichen, d. h. oberhalb der Leerlaufdrehzahl beeinflußbar ist. Es kommt ja gerade darauf an, jedem Betriebszustand die passende Schwingungsdämpfung zuzuweisen.DE-OS 35 05 677 describes a dual-mass flywheel, which also has a centrifugal force-controlled friction device; this is effective in the speed range below the idle speed and generates a high friction force. The disadvantage here is that the characteristics cannot be influenced in higher speed ranges, i.e. above the idle speed. It is precisely a matter of assigning the appropriate vibration damping to each operating state.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zweimassenschwungrad gemäß dem Gattungsbegriff mit einer derartigen Charakteristik zu schaffen, daß das maximal Übertragbare Drehmoment im Resonanzbereich verhältnismäßig gering ist, so daß bei extrem niedertouriger Betriebsweise schädlich hohe Drehmomentspitzen abgebaut werden und ferner in den Übrigen Betriebsbereichen ein sicheres übertragen des Drehmomente gewährleistet ist, wobei der Verschleiß der betreffenden Elemente in der Reibkupplung in Grenzen gehalten wird.The invention is based on the object of creating a dual-mass flywheel according to the generic term with such characteristics that the maximum transmittable torque in the resonance range is relatively low, so that harmfully high torque peaks are reduced in extremely low-speed operation and, furthermore, a safe transmission of the torque is ensured in the other operating ranges, whereby the wear of the relevant elements in the friction clutch is kept within limits.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Im einzelnen wird hierdurch folgendes erzielttThis problem is solved by the characterizing features of the main claim. In detail, the following is achieved:
Die genannte Anpressung zwischen der Reibfläche und Gegenfläche des einzelnen Reibelementes wird wie bekannt durch Federdruck erzeugt. Dadurch wird ein Reibfluß aufgebracht, der die übertragung eines gewissen Drehmomentes jederzeit erlaubt. Das Reibelement 1st den Merkmalen a) und b) so angeordnet und beschaffen, daß es unter Fllehkraftwlrkung radial nach außen verschiebbar und über wenigstens eine nach außen gewandte Reibfläche mit einer Gegenfläche in Kontakt ist. Dadurch ist das Übertragbare Drehmoment direkt proportional der Drehzahl. Diese Abhängigkeit von der Drehzahl erstreckt sich über den gesamten Betriebsbereich, also auch auf den in der Reg&2 weit unter der Motorleerlaufdrehzahl liegenden Resonanzbereich. Darüber hinaus berücksichtigt die Reibkupplung des Zweimassenschwungrads die Besonderheiten des Motoren-Kennfeldes, nämlich das steigende Motordrehmoment Über der Motordrehzahl.The contact pressure between the friction surface and the counter surface of the individual friction element is, as is known, generated by spring pressure. This creates a friction flow that allows the transmission of a certain torque at any time. The friction element is arranged and designed according to features a) and b) in such a way that it can be moved radially outwards under the effect of friction force and is in contact with a counter surface via at least one outward-facing friction surface. As a result, the transmittable torque is directly proportional to the speed. This dependence on the speed extends over the entire operating range, i.e. also to the resonance range in the range 2, which is well below the engine idle speed. In addition, the friction clutch of the dual-mass flywheel takes into account the special features of the engine map, namely the increasing engine torque over the engine speed.
Bei hoher Belastung des Motors, also insbesondere bei der übertragung hoher Drehmomente bei niedrigen Drehzahlen, vor allem beim Auftreten von Spitzendrehmomenten im Resonanzbereich, wird der Reibschluß in der Reibkupplung unterbrochen. Es kommt zu einer Begrenzung des maximal übertragbaren Drehmomentes und wenigstens zeitweise zu einem Durchrutschen der Reibkupplung. Damit dieses Schleifen und damit der Verschleiß nicht langer anhält, ist gemäß der Erfindung und gemäß dem kennzeichnenden Merkmal c) dafür gesorgt, daß das Reibelement mit der ersten, nämlich mit dem Motor verbundenen Masse verbunden ist. Dies bewirkt, daß bei einem Durchrutschen der Reibkupplung und derWhen the engine is under high load, i.e. in particular when high torques are transmitted at low speeds, especially when peak torques occur in the resonance range, the frictional connection in the friction clutch is interrupted. The maximum torque that can be transmitted is limited and the friction clutch slips at least temporarily. In order to prevent this grinding and thus the wear from lasting longer, the invention and the characterizing feature c) ensure that the friction element is connected to the first mass, namely the mass connected to the engine. This means that when the friction clutch and the
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dabei entstehenden Orehzahlsteigerung des Motors - ausgelöst durch Entlastung bei gleitender Reibung - das Reibelement durch gesteigerte Fliehkraft/intensiveren Kontakt mit der Gegenfläche bekommt. Dies fUhrt sofort zur Wiederherstellung des Reibschlusses und zum Stoppen der Relativbewegung zwischen Reibfläche und Gegenfläche.The resulting increase in the engine speed - triggered by the relief of sliding friction - causes the friction element to come into more intensive contact with the counter surface due to increased centrifugal force. This immediately leads to the restoration of the frictional connection and to the stopping of the relative movement between the friction surface and the counter surface.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben. Gemäß Anspruch 2 sind radial wirksame Federn vorgesehen, die das einzelne Reibelement Über dessen radial außenliegender Reibfläche auf die Gegenfläche drücken. Dadurch wird eine schon bei Stillstand bzw. niedrigen Drehzahlen wirksame Reibkraft zur übertragung von Drehmoment erzeugt, welcher sich die fliehkraftabhängige Kraft auf die Reibkupplung noch überlagert. Gemäß der Ausgestaltung nach Anspruch 3 können Reibflächen und Gegenflächen darüber hinaus auch axial angeordnet sein, so daß axial wirkende Federn für einen bei Stillstand bzw. niedriger Drehzahl herrschenden Reibschluß sorgen. Gemäß den Ansprüchen 4 und 5 kann das einzelne Reibelement in axialer Richtung in zwei Einzelelemente unterteilt sein, wobei diese über eine axial wirkende Feder gespreizt und gegen axial gegenüberliegende Gegenflächen gepreßt werden. Gemäß Anspruch 6 ist vorgesehen, daß die Reibkupplung radial außerhalb des elastischen Elementes zum übertragen des Drehmomentes angeordnet ist. Dadurch sind die unter Fliehkraft stehenden Reibelemente auf einem größeren Radius angeordnet und entwickeln dadurch eine höhere Anpresskraft auf die Reibflächen. Diese Maßnahme dient zur Gewichts und Bauraumeinsparung. Nach Anspruch 7 ist vorgesehen, daß wenigstens eine der jeweils in Kontakt stehenden Reibflächen mit einem Reibbelag versehen ist.Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims. According to claim 2, radially acting springs are provided which press the individual friction element onto the counter surface via its radially outer friction surface. This generates a friction force that is effective even at standstill or at low speeds to transmit torque, which is superimposed on the centrifugal force-dependent force on the friction clutch. According to the design according to claim 3, friction surfaces and counter surfaces can also be arranged axially, so that axially acting springs ensure a frictional connection that prevails at standstill or at low speeds. According to claims 4 and 5, the individual friction element can be divided into two individual elements in the axial direction, whereby these are spread apart by an axially acting spring and pressed against axially opposite counter surfaces. According to claim 6, it is provided that the friction clutch is arranged radially outside the elastic element for transmitting the torque. As a result, the friction elements subject to centrifugal force are arranged on a larger radius and thus develop a higher contact pressure on the friction surfaces. This measure serves to save weight and installation space. According to claim 7, it is provided that at least one of the friction surfaces in contact is provided with a friction lining.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, die ein AusfUhrungsbeispiel zeigt, näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which shows an embodiment. It shows
erfindungsgemäßen Kupplung; Figur 2: einen Teil-Querschnitt im Bereich einescoupling according to the invention; Figure 2: a partial cross section in the area of a
Reibeiementes;
Figur 3s einen Teil-Längsschnitt entlang der Linie IH-IIIfriction element;
Figure 3s a partial longitudinal section along the line IH-III
in Figur 2;
Figur 4: einen Teil-Längsschnitt entlang der Linie IV-IV inin Figure 2;
Figure 4: a partial longitudinal section along the line IV-IV in
Figur 2?
Figur 5: einen Teil-Längsschnitt durch ein einteiligesFigure 2 ?
Figure 5: a partial longitudinal section through a one-piece
In Figur 1 ist ein Zweimassenschwungrad dargestellt, das an der Kurbelwelle 1 eines nicht näher dargestellten Verbrennungsmotors befestigt ist, und zwar Über eine erste Schwungmasse 2. Eine zweite Schwungmasse 3 ist Über eine nicht näher dargestellte Reibungs-Schaltkupplung mit einem Getriebe in Drehverbindung. Beide Schwungmassen 2, 3 sind über ein elastisches Glied und eine mit diesem in Serie geschalteten Reibkupplung 9 verbunden. Das elastische Glied 4 befindet sich radial innerhalb der Reibkupplung 9 und besteht aus zwei an der ersten Schwungmasse 2 befestigten Seitenscheiben 5 und einer Mittelscheibe 8. Die Seitenscheiben 5 und die Mittelscheibe 8 weisen in für sich allein bekannter Weise fensterähnliche Ausschnitte auf, in die in Umfangsrichtung Spiralfedern 6 über Federteller 7 eingespannt sind. Die Mittelscheibe 8 setzt sich nach radial außen fort und steht mit der Reibkupplung 9 in Drehverbindung.Figure 1 shows a dual-mass flywheel that is attached to the crankshaft 1 of an internal combustion engine (not shown in detail) via a first flywheel 2. A second flywheel 3 is connected to a gearbox via a friction clutch (not shown in detail). Both flywheels 2, 3 are connected via an elastic member and a friction clutch 9 connected in series with it. The elastic member 4 is located radially inside the friction clutch 9 and consists of two side disks 5 attached to the first flywheel 2 and a center disk 8. The side disks 5 and the center disk 8 have window-like cutouts in a manner known per se, into which spiral springs 6 are clamped in the circumferential direction via spring plates 7. The center disk 8 continues radially outwards and is connected to the friction clutch 9 in a rotary manner.
Diese Reibkupplung 9 umfaßt ein Reibelement 10, das im vorliegenden AusfUhrungsbeispiel aus zwei axial benachbarten Hälften 10a besteht und am äußeren Umfang angeordneteThis friction clutch 9 comprises a friction element 10, which in the present embodiment consists of two axially adjacent halves 10a and arranged on the outer circumference
Reibflächen 12 aufweist. An der dem Getriebe zugeordneten zweiten Schwungmasse 3 ist ein zur Drehachse konzentrischer Reibring 21 angebracht, welcher eine radial nach innen gerichtete Gegenfläche 14 aufweist. Die Gegenfläche 14 steht mit der Reibfläche 12 des Reibelementes 10, 10a in Kontakt. Das Reibelement 10, 10a ist mit der Mittelscheibe so in Verbindung, daß es in Umfangsrichtung mitgenommen wird, in radialer Richtung jedoch beweglich ist.Friction surfaces 12. A friction ring 21 concentric with the axis of rotation is attached to the second flywheel 3 associated with the transmission, which friction ring has a counter surface 14 directed radially inwards. The counter surface 14 is in contact with the friction surface 12 of the friction element 10, 10a. The friction element 10, 10a is connected to the center disk in such a way that it is carried along in the circumferential direction, but is movable in the radial direction.
In Figur 2 ist die Anordnung des Reibelementes 10, 10a auf der Mittelscheibe 8 näher dargestellt. Die Mittelscheibe 8 weist dazu pro Reibelement 10 mindestens einen Nocken 19 auf, der in eine entsprechende Tasche 20 in Jedem Reibelement 10 bzw. Reibelement-Hälfte 10a eintaucht. Ferner sind Federn 15 vorgesehen, die sich auf der Mittelscheibe 8 abstutzen und das Reibelement 10, 10a nach radial außen Über die Reibflächen 12 gegen die Gegenfläche 14 des Reibringes 21 drucken. Dargestellt ist nur ein einziges Reibelement 10, 10a. Je nach Höhe des zu Übertragenden Drehmomentes ist eine größere Anzahl von Reibelementen am Umfang der Mittelscheibe 8 erforderlich. Zur Erhöhung des Reibwertes sind die Reibflächen 12 mit einem Reibbelag 18 versehen. Die Figur 2 zeigt ferner die Stirnseite von axial gerichteten Spiralfedern 16, die die beiden Reibelement-Hälften 10a - siehe Figur 1 - in axialer Richtung auseinanderspreizen. Dadurch kommt auch eine Reibungskraft und damit eine Drehmoment-Übertragung Über die Stirnseiten der Reibelemente 10a und der zweiten Schwungmasse 3 zustande. Zu diesem Zweck weisen die Reibelemente 10, 10a vorbereitete Reibflächen 11 auf, die mit entsprechenden Gegenflächen 13 an der zweiten Schwungmasse 3 bzw. dem Reibring in Reibverbindung stehen. Auch an diesen ReIbflächen 11 sind Reibbeläge 18 vorgesehen.Figure 2 shows the arrangement of the friction element 10, 10a on the center disk 8 in more detail. The center disk 8 has at least one cam 19 per friction element 10, which is inserted into a corresponding pocket 20 in each friction element 10 or friction element half 10a. Furthermore, springs 15 are provided, which are supported on the center disk 8 and press the friction element 10, 10a radially outward over the friction surfaces 12 against the counter surface 14 of the friction ring 21. Only a single friction element 10, 10a is shown. Depending on the level of the torque to be transmitted, a larger number of friction elements are required on the circumference of the center disk 8. To increase the friction value, the friction surfaces 12 are provided with a friction lining 18. Figure 2 also shows the front side of axially directed coil springs 16, which spread the two friction element halves 10a - see Figure 1 - apart in the axial direction. This also creates a frictional force and thus a torque transmission across the front sides of the friction elements 10a and the second flywheel 3. For this purpose, the friction elements 10, 10a have prepared friction surfaces 11, which are in frictional connection with corresponding counter surfaces 13 on the second flywheel 3 or the friction ring. Friction linings 18 are also provided on these friction surfaces 11.
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Die Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Bereich der Reibkupplung 9 entlang der Linie IH-III in Figur 2. Dargestellt ist vor allem die radial nach außen wirkende Feder 15, mit der die beiden Hälften 10a des7Reibelementes radial nach außen gepreßt werden, so daß bereits bei Stillstand bzw. niedriger Motordrehzahl ein ausreichend hohes Drehmoment durch Reibschluß am Umfang übertragen werden .kann.Figure 3 shows a longitudinal section through the area of the friction clutch 9 along the line IH-III in Figure 2. It mainly shows the spring 15 acting radially outwards, with which the two halves 10a of the friction element 7 are pressed radially outwards, so that even at standstill or at low engine speeds, a sufficiently high torque can be transmitted by frictional engagement on the circumference.
Die Figur 4 zeigt einen Teil-Längsschnitt analog demjenigen der Figur 3, jedoch im Bereich der Linie IV-IV. Dargestellt sind die beiden Hälften 10a des Reibelementes, die durch die Feder 16 gespreizt werden, so daß ein Reibschluß gegenüber den Radialflächen der zweiten Schwungmasse 3 und des Winkelringes 21 zustande kommt.Figure 4 shows a partial longitudinal section similar to that of Figure 3, but in the area of line IV-IV. The two halves 10a of the friction element are shown, which are spread apart by the spring 16, so that a frictional connection is created with respect to the radial surfaces of the second flywheel 3 and the angle ring 21.
Die Figur 5 zeigt in einem Teil-Längsschnitt ein AusfUhrungsbeispiel mit einem einteiligen Reibelement 10, das z.B. gemäß der Darstellung nach Figur 3 unter radial nach außen wirkender Federkraft stehen kann. Darüber hinaus aber wird eine axial gerichtete Kraft mittels einer Feder 17 aufgebracht, die über i: eine Reibscheibe 22 auf das Reibelement 10 übertragen wird. Die ' Reibscheibe 22 ist konzentrisch zur Kupplungsdrehachse ausgebildet und drehfest Über entsprechende Aussparungen und Nocken mit dem Reibring 21 verbunden.Figure 5 shows a partial longitudinal section of an embodiment with a one-piece friction element 10, which can be subjected to a spring force acting radially outwards, for example as shown in Figure 3. In addition, however, an axially directed force is applied by means of a spring 17, which is transmitted to the friction element 10 via a friction disk 22. The friction disk 22 is designed concentrically to the clutch rotation axis and is connected to the friction ring 21 in a rotationally fixed manner via corresponding recesses and cams.
Die axiale Anpressung des Reibelements 10 bzw. der Reibelement-Hälften 10a Über die Federn 16, 17 stellen zwar die übertragung von wenigstens einem Teil des gesamten Drehmomentes unabhängig von der Drehzahl sicher. Die Reibung aber verhindert gleichzeitig das freie Nachgeben des Reibelementes nach radial außen unter der Wirkung der Fliehkraft. Diese durch die axial wirkenden Federn verursachte Hysterese kann durch geeignete Festlegung der Kraft der Feder 15 kompensiert bzw, durch geeignete Abstimmung mit der Kraft der Federn 16 bzw. 17 feinfühlig an die Jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden.The axial pressure of the friction element 10 or the friction element halves 10a via the springs 16, 17 ensures the transmission of at least part of the total torque regardless of the speed. However, the friction simultaneously prevents the friction element from freely yielding radially outwards under the effect of centrifugal force. This hysteresis caused by the axially acting springs can be compensated by appropriately setting the force of the spring 15 or, by appropriately coordinating it with the force of the springs 16 or 17, can be sensitively adapted to the respective operating conditions.
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