DE10035522C1

DE10035522C1 - Dual-mass flywheel for automobile uses torsion spring device with two coil springs with forced return to initial position from compressed position

Info

Publication number: DE10035522C1
Application number: DE2000135522
Authority: DE
Inventors: Mark Schaefer; Herbert Meyer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2020-07-22

Abstract

The flywheel has a torsion spring device between an input part (12) which is driven by the automobile engine and an output part (14) which is coupled to the drive transmission. The torsion spring device has at least 2 coil springs (26) contained within guide channels concentric to the rotation axis and compressed upon torque transfer between the input and output parts, with forced return to the initial position from the compressed position.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a dual mass flywheel for motor vehicles, according to the preamble of claim 1.

Derartige Zweimassenschwungräder (ZMS) finden vermehrt praktischen Ein satz in Kraftfahrzeugen und dienen zur Dämpfung der Drehschwingungen, wie sie z. B. bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen im unteren Drehzahlbe reich oder bei Lastwechseln auftreten können. Mit zunehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. des ZMS können sich jedoch Probleme hin sichtlich der Dämpfungsfunktion der kreisförmig angeordneten, zumindest zwei Schraubendruckfedern aufgrund der zunehmenden Fliehkrafteinwirkung ergeben.Such dual mass flywheels (DMFs) are finding increasing practical use set in motor vehicles and serve to dampen torsional vibrations, as they e.g. B. in reciprocating internal combustion engines in the lower speed rich or can occur during load changes. With increasing speed The internal combustion engine or the DMF can, however, cause problems obviously the damping function of the circularly arranged, at least two helical compression springs due to the increasing centrifugal force result.

Durch die DE 198 19 824 A1 ist bereits ein gattungsgemäßes Zweimassenschwungrad bekannt, bei dem man der Problematik des Fliehkrafteinflusses durch eine Radialabstützung der Schraubenfedern mittels eines Stützringes Rechnung trägt.DE 198 19 824 A1 is already a generic one Dual mass flywheel known, where one of the problems of Centrifugal force influence by a radial support of the coil springs takes into account by means of a support ring.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zweimassenschwungrad der gattungsge mäßen Art vorzuschlagen, bei dem mit geringem baulichen Mehraufwand auch bei hohen Drehzahlen des ZMS eine zufriedenstellende Dämpfungs funktion gewährleistet ist.The object of the invention is a dual mass flywheel of the genus to propose a moderate type, with little additional construction work Satisfactory damping even at high speeds of the DMF function is guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.This object is achieved with the characterizing features of claim 1 solved. Advantageous developments of the invention can be found in the further claims.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, an den zumindest zwei Schraubenfe dern angreifende Mittel zur Zwangsrückführung der Schraubenfedern aus deren komprimierter Stellung in die Ausgangsstellung vorzusehen. Diese Mittel, die mechanisch, magnetisch, pneumatisch, etc. an den Schraubenfe dern wirken können, stellen auch bei hoher Fliehkrafteinwirkung deren Rück stellung in die Ausgangslage z. B. bei einem Lastwechsel des Kraftfahrzeu ges von Zug auf Schub sicher, so dass Drehmomentstöße z. B. wegen des Auftretens eines in Umfangsrichtung vorliegenden Leerspieles innerhalb des Zweimassenschwungrades ausgeschlossen werden.According to the invention, it is proposed to attach at least two screws attacking means for forced return of the coil springs provide their compressed position in the starting position. This Means that mechanically, magnetically, pneumatically, etc. on the screw who can act, reset them even with high centrifugal force position in the starting position z. B. in a load change of the motor vehicle safe from train to push, so that torque surges z. B. because of Occurrence of an empty play in the circumferential direction within the Dual mass flywheel can be excluded.

Bevorzugt greifen die Mittel, beispielsweise in Form eines Hakens, form schlüssig an den Schraubenfedern an, wobei der Formschluss im Bereich der Ausgangslage der Schraubenfedern lösbar ist, so dass ein Überwech seln von der einen Belastungsrichtung in die andere möglich ist. Die Mittel sind dabei bevorzugt an den Mitnehmern befestigt, die unmittelbar an den Schraubenfedern in der einen oder der anderen Belastungsrichtung angrei fen.The means preferably grip, for example in the form of a hook, shape close to the coil springs, the positive locking in the area the starting position of the coil springs is releasable, so that a change is possible from one direction of loading into the other. The means are preferably attached to the drivers that are directly attached to the Apply helical springs in one or the other load direction fen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel heiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt inAn embodiment of the invention is in the following with further details explained in more detail. The schematic drawing shows in

Fig. 1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch ein Zweimassen schwungrad mit einer Primärmasse, einer Sekundärmasse und dazwischen angeordneten Schraubenfedern einer Torsi onsfedereinrichtung, sowie mit Mitteln zur Zwangsrückführung der Schraubenfedern; Figure 1 shows the upper half of a longitudinal section through a two-mass flywheel with a primary mass, a secondary mass and coil springs arranged between a torsion onsfedereinrichtung, and means for positive return of the coil springs.

Fig. 2 eine Ansicht II der Fig. 1 auf das Zweimassenschwungrad; und Fig. 2 is a view II of Figure 1 on the dual mass flywheel. and

Fig. 3a bis 3d das Funktionsschema der Mittel zur Zwangsrückführung der Schraubenfedern mit einem abgewickelt gezeichneten Ab schnitt des Zweimassenschwungrades. Fig. 3a to 3d the functional diagram of the means for forced return of the coil springs with a cut unwound drawn from the twin mass flywheel.

Das dargestellte Zweimassenschwungrad 10 (ZMS) gemäß den Fig. 1 und 2 weist als Primärmasse ein Eingangsteil 12 und als Sekundärmasse ein Aus gangsteil 14 auf, die im Kraftfluss zwischen einer Hubkolben-Brennkraftma schine und einem nachgeschalteten Getriebe, z. B. einem Schaltgetriebe des Kraftfahrzeuges, angeordnet sind.The illustrated dual mass flywheel 10 (DMF) according to FIGS. 1 and 2 has an input part 12 as primary mass and an output part 14 as secondary mass, which machine in the power flow between a reciprocating internal combustion engine and a downstream transmission, e.g. B. a manual transmission of the motor vehicle, are arranged.

Dabei ist das scheibenförmige Eingangsteil 12 mittels Schrauben 16 mit der abgebrochen dargestellten Kurbelwelle 18 der Brennkraftmaschine fest ver bunden und trägt an seinem radial außen liegendem Ringabschnitt 20 einen Zahnkranz 22 zum elektromotorischen Starten der Brennkraftmaschine, so wie zwei kreisförmig angeordnete Schraubendruckfedern 24, 26. Die Schrau bendruckfedern 24, 26 sind radial nach außen auch gegen Fliehkrafteinwirkung an etwa 180° sich um deren Windungen erstreckende und Führungs kanäle bildende Einlagen 28,30 abgestützt.Here, the disk-shaped input part 12 is firmly connected by means of screws 16 to the crankshaft 18 of the internal combustion engine shown broken off and carries on its radially outer ring section 20 a ring gear 22 for electromotive starting of the internal combustion engine, as well as two circularly arranged helical compression springs 24 , 26 . The helical compression springs 24 , 26 are supported radially outwardly against centrifugal force at about 180 ° around their turns and guide channels forming inserts 28 , 30 .

Das die Sekundärmasse bildende Ausgangsteil 14 des ZMS 10 setzt sich im wesentlichen zusammen aus einem Scheibenteil 32 und einer damit fest ver bundenen Kupplungs-Rückenplatte 34 einer nicht weiter beschriebenen Ein scheiben-Trocken-Reibungskupplung 36 mit einer Mitnehmerscheibe 38 und einer Anpressplatte 40.The secondary mass forming the output part 14 of the DMF 10 is composed essentially of a disk part 32 and a clutch back plate 34 connected therewith in a fixed manner, a disk-dry friction clutch 36 not further described with a driving disk 38 and a pressure plate 40 .

Das Scheibenteil 32 ist über ein Kugellager 42 drehbar auf der Primärmasse bzw. dem Eingangsteil 12 gelagert und in bekannter Weise über die innen verzahnte Nabe 44 der Mitnehmerscheibe 38 mit der Antriebswelle 46 des nicht dargestellten Schaltgetriebes des Kraftfahrzeuges drehschlüssig ver bunden.The disc part 32 is rotatably supported by a ball bearing 42 on the primary mass or the input part 12 and in a known manner via the internally toothed hub 44 of the drive plate 38 with the drive shaft 46 of the gearbox of the motor vehicle, not shown, connected in a rotationally locked manner.

Das Scheibenteil 32 trägt zwei radial nach außen abragende Mitnehmer 48, 50, die zwischen die Stirnseiten der in Umfangsrichtung aneinander an grenzenden Schraubendruckfedern 24, 26 eingreifen.The disk part 32 carries two radially outwardly projecting drivers 48 , 50 which engage between the end faces of the helical compression springs 24 , 26 which adjoin one another in the circumferential direction.

Die Mitnehmer 48, 50 können sich dabei durch Umfangsschlitze 52, 54 in ra dial nach innen ragende Anschläge 56, 58 des Ringabschnittes 20 des Ein gangteiles 12 hindurch bewegen, so dass die Anschläge 56, 58 nur für die Schraubendruckfedern 24, 26 wirksam sind.The drivers 48 , 50 can move through circumferential slots 52 , 54 in ra dial inwardly projecting stops 56 , 58 of the ring portion 20 of the input part 12 , so that the stops 56 , 58 are only effective for the helical compression springs 24 , 26 .

In der Ausgangsstellung des ZMS 10, also ohne jegliche Drehmomentbeauf schlagung, halten die Schraubendruckfedern 24, 26 die Mitnehmer 48, 50 in einer Stellung, in der sie sich im wesentlichen mit den Anschlägen 56, 58 überdecken (vgl. untere Zeichnungshälfte der Fig. 2, die zeichnerisch von der oberen Hälfte entkoppelt ist).In the starting position of the DMF 10 , i.e. without any application of torque, the helical compression springs 24 , 26 hold the drivers 48 , 50 in a position in which they essentially overlap with the stops 56 , 58 (see lower half of the drawing in FIG. 2 , which is decoupled from the upper half in the drawing).

Bei einer definierten Drehmomentbelastung des ZMS 10 verdrehen sich das Eingangsteil 12 und das Ausgangsteil 14 zueinander, wobei die Schrauben druckfedern 24, 26 über die Mitnehmer 48, 50 entsprechend komprimiert wer den (vgl. obere Hälfte der Fig. 2). Dieser Kompressionszustand kann sich bis zum "auf Block gehen" der Schraubendruckfedern 24,26 in beiden Verdreh richtungen je nach Kraftfluss steigern. With a defined torque load of the DMF 10 , the input part 12 and the output part 14 rotate relative to one another, the compression springs 24 , 26 being compressed accordingly via the drivers 48 , 50 (see. Upper half of FIG. 2). This state of compression can increase to "go on block" of the helical compression springs 24 , 26 in both directions of rotation depending on the flow of force.

Um in diesem Zustand eine Zwangsrückführung der Schraubendruckfedern 24, 26 zu bewirken, sind an den Mitnehmern 48, 50 in beide Umfangsrichtun gen abragende Haken ausgebildet, die einheitlich mit 60 bezeichnet sind.In order to bring about a forced return of the helical compression springs 24 , 26 in this state, protruding hooks are formed on the drivers 48 , 50 in both circumferential directions, which are denoted uniformly by 60.

Die Haken 60 wirken mit an den Stirnseiten der Schraubendruckfedern 24,26 befestigten, topfförmigen Mitnehmerhülsen 62 zusammen, wobei die Haken 60 die Stirnwände 64 durch eine Bohrung 66 in den Stirnwänden 64 hindurch formschlüssig hintergreifen können.The hooks 60 cooperate with pot-shaped driver sleeves 62 fastened to the end faces of the helical compression springs 24 , 26 , the hooks 60 being able to engage behind the end walls 64 through a bore 66 in the end walls 64 in a form-fitting manner.

Zur Herstellung dieses formschlüssigen Hintergreifens sind an den die Füh rungskanäle für die Schraubendruckfedern 24, 26 bildenden Einlagen 28, 30 aus Kunststoff im Bereich der Ausgangslagen der Mitnehmerhülsen 62 bzw. der Schraubendruckfedern 24, 26 radial nach innen vorspringende Rampen 68 angeformt, die in dieser Ausgangslage die Mitnehmerhülsen 62 radial nach innen verlagern. In dieser Ausgangsstellung liegen die Haken 60 mit den Bohrungen 66 der Stirnwände 64 der Mitnehmerhülsen 62 in einer Flucht in Umfangsrichtung gesehen, so dass die Haken 60 in diese Bohrun gen 66 frei eintauchen bzw. sich aus diesen frei heraus bewegen können (vgl. dazu Fig. 3d).To produce this form-fitting underlap are formed on the Füh approximately channels for the helical compression springs 24 , 26 inserts 28 , 30 made of plastic in the area of the starting positions of the driving sleeves 62 and the helical compression springs 24 , 26 radially inwardly projecting ramps 68 , which in this starting position shift the driving sleeves 62 radially inwards. In this starting position, the hooks 60 with the bores 66 of the end walls 64 of the driving sleeves 62 are seen in alignment in the circumferential direction, so that the hooks 60 can dip freely into these bores 66 or can move freely out of them (cf. FIG . 3d).

Wird aus dieser Ausgangslage heraus das ZMS 10 drehmomentbeauf schlagt, so werden zunehmend die Schraubendruckfedern 24, 26 über die Mitnehmer 48, 50 gegen die im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Anschläge 56, 58 komprimiert, wobei die korrespondierenden Mitnehmerhül sen 62 in den durch die Einlagen 28, 30 gebildeten Führungskanälen von den Rampen 68 abgleiten und sich dadurch radial nach außen verlagern. Jetzt hintergreifen die Haken 60 durch die Bohrungen 66 hindurch die Stirnwände 64 der Mitnehmerhülsen 62 und bilden somit eine formschlüssige Zwangs- Rückführung bzw. Zwangs-Entspannung der Schraubendruckfedern 24, 26 bei einem plötzlichen Drehmomentwechsel (z. B. bei einem Lastwechsel von Zug auf Schub).If the DMF 10 is subjected to torque from this starting position, the helical compression springs 24 , 26 are increasingly compressed via the drivers 48 , 50 against the essentially diametrically opposite stops 56 , 58 , the corresponding driver sleeves 62 in the through the inserts 28 , 30 formed guide channels slide off the ramps 68 and thereby shift radially outwards. The hooks 60 now engage behind the end walls 64 of the driving sleeves 62 through the bores 66 and thus form a positive positive return or forced relaxation of the helical compression springs 24 , 26 in the event of a sudden torque change (e.g. in the event of a load change from train to push) ).

In den Fig. 3a bis 3d ist diese Funktion anhand eines abgewickelten Ab schnittes des ZMS 10 im Bereich der Schraubendruckfeder 26 dargestellt.In Figs. 3a to 3d the function is based on an unwound from 10 section of the ZMS illustrated in the region of the helical compression spring 26.

In der Fig. 3a ist die Schraubendruckfeder 26 zwischen dem Anschlag 58 des Ringabschnittes 20 des Eingangsteils 12 und dem Mitnehmer 50 der Ringscheibe 32 des Ausgangsteiles 14 des ZMS 10 nahezu bis auf Block komprimiert. Der Haken 60 hintergreift dabei durch die Bohrung 66 der Mit nehmerhülse 62 hindurch deren Stirnwand 64.In Fig. 3a, the helical compression spring 26 between the stop 58 of the ring portion 20 of the input part 12 and the driver 50 of the washer 32 of the output part 14 of the DMF 10 is compressed almost to the block. The hook 60 engages through the bore 66 of the slave sleeve 62 through the end wall 64th

Bei einem plötzlichen Drehmomentwechsel bewegt sich nunmehr der An schlag 50 der Mitnehmerscheibe 32 relativ zum Ringabschnitt 20, wobei gleichzeitig durch die formschlüssige Verbindung über die Mitnehmerhülse 62 eine Zwangsrückführung der Schraubendruckfeder 26 (und natürlich auch der Schraubendruckfeder 24) erfolgt. Es ist vermieden, dass dadurch zwi schen dem Mitnehmer 50 und der korrespondierenden Endwindung der Schraubendruckfeder 26 ein Leerspiel in Umfangsrichtung entstehen kann.In the event of a sudden change in torque, the stop 50 of the drive plate 32 now moves relative to the ring section 20 , with a positive return of the helical compression spring 26 (and of course also the helical compression spring 24 ) taking place simultaneously due to the positive connection via the drive sleeve 62 . It is avoided that between the driver 50's and the corresponding end turn of the helical compression spring 26 there can be an empty play in the circumferential direction.

Gemäß Fig. 3c ist das ZMS 10 nahezu in seiner Ausgangsstellung, in der die Mitnehmer 48, 50 sich nahezu mit den Anschlägen 56, 58 überdecken, wobei die Mitnehmer 48, 50 durch die in den Anschlägen 56, 58 vorgesehenen Um fangsschlitze 52, 54 entsprechend eintauchen. In dieser Stellung sind die beiden Mitnehmerhülsen 62 der Schraubendruckfeder 26 aufgrund der Ram pen 68 an den Einlagen 28, 30 in eine Position verlagert, in der sie ein freies Eintauchen bzw. Herausbewegen der Haken 60 aus den Mitnehmerhülsen 62 ermöglichen. Dementsprechend kann der Haken 60 des Mitnehmers 48 in die korrespondierende Mitnehmerhülse 62 eintauchen, während der Haken 60 am Mitnehmer 50 sich aus der Mitnehmerhülse 62 herausbewegen kann.According to Fig. 3c is the DMF 10 is nearly in its starting position in which the catches 48, to cover 50 nearly with the stops 56, 58, the drivers 48, 50 through the laid down in the stops 56, 58 in order retaining slots 52, 54 immerse accordingly. In this position, the two carrier sleeves 62 of the helical compression spring 26 are moved to a position in which they allow the hooks 60 to be freely immersed or moved out of the carrier sleeves 62 due to the ram pen 68 on the inserts 28 , 30 . Accordingly, the hook 60 of the driver 48 can dip into the corresponding driver sleeve 62 , while the hook 60 on the driver 50 can move out of the driver sleeve 62 .

Gemäß Fig. 3d kann bei der folgenden Drehmomentbelastung des ZMS 10 mit entgegengesetzter Belastungsrichtung nunmehr die Schraubendruckfe der 26 über den Mitnehmer 48 und abgestützt an dem gegenüberliegenden Anschlag 56 komprimiert werden, wobei wiederum die vorbeschriebene Zwangsrückführung der Schraubendruckfeder 26 sichergestellt ist.According to FIG. 3d, with the following torque loading of the DMF 10 with the opposite loading direction, the screw pressure of the 26 can now be compressed via the driver 48 and supported on the opposite stop 56 , the above-mentioned forced return of the screw compression spring 26 again being ensured.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel be schränkt. Anstelle an den Mitnehmern 48, 50 ausgebildeten Haken 60 können entsprechende Haken auch an die Schraubendruckfedern 24, 26 angeformt sein und diese entsprechende Hinterschnitte an den Mitnehmern 48, 50 hin tergreifen. Ggf. können die Anschläge 48, 50 auch als Dauermagneten aus gebildet sein und die Zwangsrückführung der Schraubendruckfedern 24,26 durch Magnetkraft bewirken.The invention is not limited to the described embodiment. Instead of the catches 60 , 50 formed on the catches 48 , corresponding hooks can also be integrally formed on the helical compression springs 24 , 26 and grip corresponding undercuts on the catches 48 , 50 . Possibly. The stops 48 , 50 can also be formed as permanent magnets and cause the forced return of the helical compression springs 24 , 26 by magnetic force.

Claims

1. Zweimassenschwungrad für Kraftfahrzeuge, mit zumindest einem Ein gangsteil, das von der Brennkraftmaschine antreibbar ist, wenigstens ei nem Ausgangsteil, das mit einem Getriebe verbindbar ist, sowie einer Torsionsfedereinrichtung zwischen beiden Teilen mit zumindest zwei Schraubenfedern, die in konzentrisch zur Drehachse angeordneten Füh rungskanälen axial und radial geführt sind und bei Drehmomentübertra gungen über Mitnehmer zwischen Ein- und Ausgangsteil komprimiert werden, gekennzeichnet durch an den Schraubenfedern (24, 26) angrei fende Mittel (Haken 60, Mitnehmerhülsen 62) zur Zwangsrückführung aus deren komprimierter Stellung in die Ausgangsstellung.1. Dual-mass flywheel for motor vehicles, with at least one input part that can be driven by the internal combustion engine, at least one output part that can be connected to a transmission, and a torsion spring device between the two parts with at least two helical springs that are arranged in channels that are concentric with the axis of rotation are guided axially and radially and are compressed in the case of torque transmissions via drivers between the input and output parts, characterized by means on the coil springs ( 24 , 26 ) engaging means (hooks 60 , driver sleeves 62 ) for forced return from their compressed position to the starting position.

2. Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (60, 62) formschlüssig an den Schraubenfedern (24, 26) angreifen, wobei der Formschluss im Bereich der Ausgangslage der Schraubenfedern (24, 26) lösbar ist.2. Dual-mass flywheel according to claim 1, characterized in that the means ( 60 , 62 ) engage positively on the coil springs ( 24 , 26 ), the positive connection in the area of the starting position of the coil springs ( 24 , 26 ) being releasable.

3. Zweimassenschwungrad nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen den die Schraubenfedern beaufschlagen den Mitnehmern (48, 50) und den Schraubenfedern (24, 26) Haken (60) zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung vorgesehen sind.3. Dual-mass flywheel according to claims 1 and 2, characterized in that hooks ( 60 ) are provided between the helical springs acting on the drivers ( 48 , 50 ) and the helical springs ( 24 , 26 ) for producing the positive connection.

4. Zweimassenschwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Haken (60) an den Mitnehmern (48, 50) ausgebildet sind.4. Dual mass flywheel according to claims 1 to 3, characterized in that the hooks ( 60 ) on the drivers ( 48 , 50 ) are formed.

5. Zweimassenschwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Haken (60) mit an den Schraubenfedern (24, 26) be festigten Mitnehmerhülsen (62) zusammenwirken.5. Dual mass flywheel according to claims 1 to 4, characterized in that the hooks ( 60 ) cooperate with the helical sleeves ( 62 ) on the coil springs ( 24 , 26 ).

6. Zweimassenschwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die die Führungskanäle bildenden Einlagen (28, 30) mit in Umfangsrichtung verlaufenden Rampen (68) versehen sind, die durch ra diales Auslenken der Enden der Schraubenfedern (24, 26) bzw. der Mit nehmerhülsen (62) in der Ausgangsstellung die formschlüssige Verbin dung lösen.6. Dual mass flywheel according to claims 1 to 5, characterized in that the inserts ( 28 , 30 ) forming the guide channels are provided with ramps ( 68 ) running in the circumferential direction, which are deflected by ra diales deflecting the ends of the coil springs ( 24 , 26 ). or with the slave sleeves ( 62 ) in the starting position to loosen the positive connection.