DE19519363A1 - Geteilte Schwungradvorrichtung - Google Patents
Geteilte SchwungradvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine geteilte Schwungradvorrichtung entsprechend
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Schwungradvorrichtung ist beispielsweise durch die
DE 39 41 251 A1 bekannt. Zwischen einer ersten Schwungmasse und einer
relativ zu dieser drehbaren zweiten Schwungmasse ist ein
Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet, der aus einer Torsionsfederung und
einer Reibvorrichtung besteht. Des weiteren ist axial zwischen den beiden
Schwungmassen ein Schwingungsdämpfer einer Dämpfungseinrichtung
angeordnet, der bei vorbestimmbarer Drehzahl, vorzugsweise bei der beim Start- und
Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine zu durchlaufenden
Resonanzdrehzahl entsprechenden Drehzahl, derart angesteuert wird, daß ein
vorbestimmbares Moment von der ersten auf die zweite Schwungmasse
übertragbar ist. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, beim Durchgang durch
die Resonanzdrehzahl extreme Relativdrehungen der beiden Schwungmassen
zueinander mittels der Reibwirkung des Schwingungsdämpfers zu unterdrücken
und dadurch zu verhindern, daß Federn der zwischen die beiden Schwungmassen
geschalteten Torsionsfederung auf Block gehen und dadurch beschädigt werden
können. Das durch den Schwingungsdämpfer ausgeübte Reibmoment zwischen
den Schwungmassen ist gemäß der OS beliebig hoch wählbar, wobei die
Einstellung einerseits über die Auswahl einer den Schwingungsdämpfer
belastenden Axialfeder und andererseits über die auf das Kupplungsgehäuse der
Reibungskupplung ausgeübte Ausrückkraft vorgenommen werden kann.
Sobald die Axialfeder für den Schwingungsdämpfer in die Reibungskupplung
eingebaut ist, fehlt eine weitergehende Einstellbarkeit für den
Schwingungsdämpfer, da die Ausrückkraft, mit der ein Anpreßmittel, wie
beispielsweise eine Membranfeder zum Ausrücken belastet wird, in Abhängigkeit
von dieser Membranfeder festgelegt wird und folglich stets gleichbleibend stark
auf das Kupplungsgehäuse der Reibungskupplung zum axialen Verschieben
desselben in Richtung zur Axialfeder einwirkt.
Bei der Schwungradvorrichtung gemäß der zuvor gewürdigten OS handelt es sich
um eine sogenannte "trockene" Ausführung. Im Gegensatz dazu zeigt die
DE 41 28 886 A1 eine geteilte Schwungradvorrichtung, bei welcher ein
zwischen den beiden Schwungmassen vorgesehener, in Umfangsrichtung
wirksamer Torsionsschwingungsdämpfer innerhalb einer mit viskosem Medium
gefüllten, abgedichteten Kammer angeordnet ist, wobei durch das viskose
Medium eine geschwindigkeitsproportionale Dämpfung einer Relativdrehung der
beiden Schwungmassen zueinander erzielbar ist. Hierdurch bedingt, ist im
Umfangsbereich eine Torsionsfederung mit extrem langhubigen Federn
einsetzbar. Durch eine solche Torsionsfederung kann die Resonanzfrequenz der
Schwungradvorrichtung so dicht an die Anlaßdrehzahl eines Antriebs, wie
beispielsweise einer Brennkraftmaschine herangeführt werden, daß bei
Durchlaufen der Resonanzfrequenz, beispielsweise beim Startvorgang, die vom
Antrieb bereitgestellte Energie zu gering ist, um Schäden an der
Schwungradvorrichtung hervorzurufen. Sobald diese überaus tiefliegende
Resonanzfrequenz beim Startvorgang durchlaufen ist, wird sie, da deutlich
unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegend, beim weiterem Betrieb des Antriebs nicht
mehr erreicht. Eine Schwungradvorrichtung mit einer Kammer für viskoses
Medium benötigt daher nicht unbedingt einen zwischen den beiden
Schwungmassen wirksamen zusätzlichen Schwingungsdämpfer, ist aber
aufgrund des Vorhandenseins der Kammer erheblich größer als die zuvor
erwähnte "trockene" Ausführung und, zumal Mittel zur Abdichtung der Kammer
erforderlich sind, auch erheblich teuerer.
Zur Dämpfung von Torsionsschwingungen ist eine konstruktive Lösung bekannt,
bei welcher eine Reibungskupplung mit einer einen Ein- oder Ausrücker über
einen Stellantrieb einer automatischen Kupplung positionierenden Einrichtung
kombiniert ist. Eine solche Einrichtung ist beispielsweise in der DE 36 24 755 A1
dargestellt und beschrieben. Der Stellantrieb wird derart geregelt, daß
Torsionsschwingungen, die beispielsweise Geräusche verursachen, durch einen
vorbestimmbaren Schlupf zwischen den Reibbelägen der Kupplungsscheibe und
den zugeordneten Kupplungselementen gedämpft werden.
Nachteilig bei einer derartigen Betriebsweise der Reibungskupplung ist, daß die
Betriebsbereiche, in denen zur Schwingungsdämpfung mit Schlupf gearbeitet
wird, relativ groß sind. Da hierbei auch Betriebsbereiche hoher
Momentenbelastung enthalten sind, resultiert ein hoher Belagverschleiß und eine
starke Wärmeentwicklung aus dieser Betriebsweise.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schwungradvorrichtung so
auszubilden, daß diese bei geringem Bauraumbedarf und niedrigem konstruktiven
sowie energietechnischen Aufwand für einen Schwingungsdämpfer einer
Dämpfungseinrichtung ohne die Gefahr einer Beschädigung bei Resonanzdrehzahl
betreibbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichen der Ansprüche 1
oder 11 gelöst. Aufgrund der Ausbildung der Schwungradvorrichtung mit dem
Schwingungsdämpfer kann auf eine zumindest teilweise mit viskosem Medium
gefüllte Fettkammer verzichtet werden, wobei der Schwingungsdämpfer in
Abhängigkeit von seiner Zuschaltintensität, falls gewünscht, auch so betrieben
werden kann, daß eine geschwindigkeitsproportionale Dämpfung, vergleichbar
derjenigen, die durch viskoses Medium in einer Fettkammer erzielbar ist, erzeugt
werden kann. Außerdem kann, da die Resonanzdrehzahl aufgrund der
zusätzlichen Dämpfungseinrichtung vergleichsweise hoch liegen darf, auf eine
Torsionsfederung mit sehr geringer Federsteifigkeit verzichtet werden, wodurch,
da eine derartige Torsionsfederung wegen ihres erheblichen Längenbedarfs in
Umfangsrichtung üblicherweise im radialen Umfangsbereich der Schwungmassen
angeordnet ist, eine erheblich kompaktere Ausbildung der
Schwungradvorrichtung realisierbar ist, da bei Verwendung des
Schwingungsdämpfers die Umfangsbereiche der Schwungmassen für andere
Bauteile der Schwungradvorrichtung, beispielsweise für die Reibbeläge der
Reibungskupplung frei bleiben. Durch den Schwingungsdämpfer wird demzufolge
eine kompakte und preiswerte Bauweise einer geteilten Schwungradvorrichtung
begünstigt.
Anspruchsgemäß weist die Dämpfungseinrichtung eine Sensorvorrichtung auf,
durch die bei Auftreten zumindest einer einer vorbestimmbaren
Betriebsbedingung zugeordneten Meßgröße die Betriebsbedingung erfaßbar und,
nach einer Signalabgabe an eine Schaltvorrichtung, die Aktivierung des
Schwingungsdämpfers mittels einer von der Schaltvorrichtung ansteuerbaren
Betätigungseinrichtung mit einem vom Wert der Meßgröße abhängigen
Wirkbetrag auslösbar ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß die von der
Dämpfungseinrichtung ausgeübte Reibwirkung zwischen den beiden
Schwungmassen stets gerade so groß ist, daß vom Antrieb eingeleitete
Torsionsschwingungen einerseits wirksam gedämpft werden und somit die
Amplituden von Resonanzfrequenzen verminderbar ist, andererseits aber eine
Überdämpfung vermieden wird, wodurch die Dämpfungseinrichtung einen
unnötig hohen Energieverbrauch hätte und, da die beiden Schwungmassen
Stärker als notwendig durch Reibschluß miteinander gekoppelt würden,
zumindest ein Teil der bei einer geteilten Schwungradvorrichtung an sich
vorzüglichen Dämpfungseigenschaften im Hinblick auf Torsionsschwingungen
zunichte gemacht würde.
Die zuvor genannten, vorzüglichen Dämpfungseigenschaften einer geteilten
Schwungradvorrichtung beruhen auf der Relativdrehbarkeit der beiden
Schwungmassen zueinander unter Verformung von Federn des
zwischengeschalteten Torsionsschwingungsdämpfers. Beim Durchlaufen einer
Resonanzfrequenz besteht die Gefahr, daß die beiden Schwungmassen immer
weiter in zueinander entgegengesetzten Richtungen ausgelenkt und schließlich
nur dadurch gestoppt werden, daß die zuvor genannten Federn des
Torsionsschwingungsdämpfers auf Block gehen oder, bei Anordnung von
Gleitschuhen zwischen den Federn, diese in Anlage aneinander kommen. Das
Durchlaufen eines Resonanzbereichs ist folglich gemäß Anspruch 2 mit Vorzug
dadurch bestimmbar, daß mittels der Sensorvorrichtung durch Bestimmung der
Relativgeschwindigkeit der Schwungmassen überwacht wird, ob die
letztgenannten eine vorbestimmbare Relativbeschleunigung zueinander
überschreiten und, sollte dies der Fall sein, eine Signalabgabe an eine
Schaltvorrichtung auslöst, durch welche der Schwingungsdämpfer über eine
Betätigungseinrichtung einstellbar ist, und zwar vorzugsweise mit genau dem
Wirkbetrag, der erforderlich ist, um die Relativbeschleunigung der beiden
Schwungmassen auf eine zulässige Relativbeschleunigung zurückzuführen.
Hierzu erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Sensorvorrichtung gemäß
Anspruch 3 dazu befähigt ist, die Drehgeschwindigkeiten beider Schwungmassen
mittels Oberwachung der Markierungen zu ermitteln und eine zugeordnete
Signalabgabe vorzunehmen. Das gleiche gilt hinsichtlich der Ansprüche 4 bis 6,
nach welchen die zugeordnete Signalabgabe in Abhängigkeit von der Drehzahl
des Antriebs bzw. der Schwungradvorrichtung oder der Stellung eines auf das
Anpreßmittel der Reibungskupplung Einfluß nehmenden Bauteils, wie
Kupplungspedal, Stellantrieb einer automatischen Kupplung oder eines Ein- oder
Ausrückers erfolgt. Zur korrekten Auswertung der unterschiedlichen Signale ist
die Schaltvorrichtung entsprechend Anspruch 7 mit einem Schaltelement
ausgebildet, welches entweder eine dem Signal zugeordnete Führungsgröße
errechnet oder aus einem Speicher, in welchem für eine Vielzahl von Signalen die
jeweils zugeordnete Führungsgrößen abgespeichert sind, die betreffende
Führungsgröße ausliest und den berechneten oder ausgelesenen Wert zur
Einstellung der Betätigungseinrichtung verwendet.
Wie bereits kurz erwähnt, kann alternativ zur Ermittlung der
Relativgeschwindigkeit der beiden Schwungmassen zueinander die
Sensorvorrichtung auch zur Detektion der Drehzahl des Antriebs oder der
Schwungradvorrichtung vorgesehen sein, da diejenigen Drehzahlbereiche, bei
denen Resonanz auftreten kann, bekannt sind. Als besonders kritisch hat sich
hierbei der Drehzahlbereich zwischen der Anlaßdrehzahl beim Start des Antriebs
und der Leerlaufdrehzahl erwiesen, wobei unmittelbar oberhalb der Anlaßdrehzahl
zwar für die Schwungradvorrichtung gefährliche Torsionsschwingungen von der
Antriebsseite her einleitbar sind, jedoch reicht der Energiegehalt dieser
Torsionsschwingungen zumeist für eine Zerstörung der Schwungradvorrichtung
nicht aus. Erst bei weiter ansteigender Drehzahl, die allerdings immer noch
erheblich unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegt, haben die Torsionsschwingungen
einen Energiegehalt erreicht, der aufgrund von Resonanz zur Zerstörung der
Schwungradvorrichtung führen kann. Entsprechend dieser Kenntnis kann der
Schwingungsdämpfer zwar beginnend mit dem Anlaßvorgang schon zugeschaltet
sein, jedoch zunächst noch mit moderater Wirkung, während beim Durchgang
durch die bekanntermaßen gefährlichste Frequenz eine volle Zuschaltung des
Schwingungsdämpfers von Vorteil ist.
Die Ausführung der Schwungradvorrichtung mit einer Sensorvorrichtung zur
Ansteuerung der Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit von Betriebszuständen
der Reibungskupplung arbeitet derart, daß die Sensorvorrichtung den
Verformungszustand des Anpreßmittels direkt oder, durch Erfassung der Stellung
eines auf den Verformungszustand dieses Anpreßmittels Einfluß nehmenden
Bauteils, indirekt ermittelt. Wird nun beispielsweise aufgrund eines Niedertretens
des Kupplungspedals um einen erweiterten Trittweg oder durch entsprechende
Ansteuerung des Stellantriebs der automatischen Kupplung der zuvor
f beschriebene Zusatzhub abseits des "normalen" Ein- oder Ausrückweges
absolviert, dann wird dies durch die Sensorvorrichtung erfaßt, und, sofern die
Betätigungseinrichtung für den Schwingungsdämpfer losgelöst vom
Kupplungspedal oder vom Stellantrieb der automatischen Kupplung steuerbar sein
sollte, nach einer Signalabgabe durch die Sensorvorrichtung die Schaltvorrichtung
zum Aktivieren eines der Betätigungseinrichtung zugeordneten Direktantriebs für
den Schwingungsdämpfer betätigt.
Bei der aufgrund der Signalabgabe der Sensorvorrichtung mittels einer
Schaltvorrichtung steuerbaren Betätigungseinrichtung des Anspruchs 1 kann es
sich, wie zuvor ausgeführt, um einen Direktantrieb handeln, der den
Schwingungsdämpfer der Dämpfungseinrichtung unmittelbar beaufschlagt, sie
kann aber ebenso gemäß Anspruch 8 als Stellantrieb eines automatischen
Kupplungssystems wirksam sein, durch welchen über den Ausrücker und dem
von diesem beaufschlagbaren Anpreßmittel der Reibungskupplung der
Schwingungsdämpfer einstellbar ist. Bei dem zuvor genannten Anpreßmittel kann
es sich beispielsweise um eine Membranscheibe handeln, die, durch
Beaufschlagung mittels eines Einrückers, die für den Einrückvorgang notwendige
Anpreßkraft überträgt. Das Anpreßmittel kann aber ebenso durch eine
Membranfeder gebildet sein, die aufgrund ihrer Eigenvorspannung die
Anpreßkraft bereitstellt und durch einen Ausrücker derart verformbar ist, daß
eine Belastungsminderung einer Anpreßplatte der Reibungskupplung erfolgt.
Für den Fall, daß die Betätigungseinrichtung durch den Stellantrieb eines
automatischen Kupplungssystems realisiert wird, ist ein Betrieb entsprechend
Anspruch 9 von Vorteil, da über den "normalen" Stellweg des Ein- oder
Ausrückers die Reibungskupplung ein- oder ausgerückt werden kann, während
über einen sich an diesen Stellweg anschließenden Zusatzweg, über welchen der
Ein- oder Ausrücker unter der Wirkung des Stellantriebs bewegbar ist, der
Schwingungsdämpfer zuschaltbar ist, indem beispielsweise entsprechend
Anspruch 10 das Anpreßmittel einen gegenüber dem Ein- oder Ausrücken
zusätzlichen Auslenkweg zurücklegt. In Abhängigkeit davon, ob der Zusatzweg
des Ein- oder Ausrückers an der Ein- oder Ausrückseite seines eigentlichen
Stellweges liegt, wird der Schwingungsdämpfer vor oder nach dem Ein- oder
Ausrückvorgang betätigt.
Eine Schwungradvorrichtung, in welcher der Schwingungsdämpfer der
Dämpfungseinrichtung über einen Ausrücker aktiviert wird, ist im Anspruch 11
formuliert. Abweichend von der im Anspruch 1 beanspruchten Ausführung ist
keine Sensorvorrichtung zum Erfassen zumindest einer Meßgröße einer die
Schwungradvorrichtung gefährdenden Betriebsbedingung erforderlich. Bei der
Schwungradvorrichtung nach Anspruch 11 wird einfach der Stellweg der
Betätigungseinrichtung und damit des Ein- oder Ausrückers sowie, entsprechend
Anspruch 1 2, des Anpreßmittels gegenüber dem zum Ein- oder Ausrücken
notwendigen Stellweg um den zuvor bereits beschriebenen Zusatzweg erweitert
und dadurch letztendlich das Anpreßmittel der Reibungskupplung für die
Betätigung des Schwingungsdämpfers genutzt. Hierdurch entsteht eine
besonders einfache Dämpfungseinrichtung, durch welche Torsionsschwingungen
beim Durchgang durch eine Resonanzfrequenz wirkungsvoll unterdrückbar sind.
Durch die Anordnung des Zusatzweges an der in Anspruch 13 angegebenen
Seite des zum Ein- oder Ausrücken notwendigen Stellweges wird der
Schwingungsdämpfer vor einem Einrücken der Reibungskupplung aktiviert. Im
Gegensatz dazu wird durch Verlagerung des Zusatzweges nach Anspruch 14 an
das andere Ende des Ein- oder Ausrückweges der Schwingungsdämpfer erst nach
Einnahme des eingerückten Zustandes zugeschaltet.
Wenn der Zusatzweg von Betätigungseinrichtung, Ein- oder Ausrücker oder
Anpreßmittel außerhalb des für den Ein- oder Ausrückvorgang notwendigen
Stellweges liegt, muß nicht zwangsläufig bei jedem Ein- oder Ausrücken der
Schwingungsdämpfer zugeschaltet werden. Es ist vielmehr so, daß dieser nur bei
tatsächlichem Bedarf aktiviert wird, indem nach Anspruch 15 das
Betätigungselement im Falle eines Stellantriebs eines automatischen
Kupplungssystems lediglich bei einem Start des Antriebs oder bei einem
Abschalten des letztgenannten jeweils einmalig den Schwingungsdämpfer
aktiviert. Vergleichbar kann der Ein- oder Ausrücker entsprechend Anspruch 16
durch ein konventionelles Kupplungspedal bedient werden, indem dieses
beispielsweise einen zusätzlichen Weg hat, der lediglich beim Starten des
Antriebs oder beim Abschalten durch den Fahrzeugbediener einmalig durch
entsprechende Bedienung des Kupplungspedals zu durchfahren ist.
In Anspruch 17 ist, unabhängig von der jeweiligen Ausführung der
Schwungradvorrichtung, eine vorteilhafte Ausführungsform für den
Schwingungsdämpfer angegeben.
Die Ansprüche 18 bis 24 zeigen vorteilhafte Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung auf.
Gemäß Anspruch 25 ist es insbesondere bei derjenigen Ausführung, bei welcher
die Aktivierung des Schwingungsdämpfers über das Anpreßmittel erfolgt, von
Vorteil, wenn das letztgenannte mit Hilfe eines Verschleißausgleiches in einer
konstanten Stellung gegenüber einem Kupplungsgehäuse der Reibungskupplung
einerseits und der dieses Kupplungsgehäuse tragenden zweiten Schwungmasse
andererseits gehalten wird. Ein derartiger Verschleißausgleich ist beispielsweise
durch die DE-Patentanmeldung 43 37 613 bekannt.
Ergänzend zu der Betätigung des Schwingungsdämpfers zwischen den
Schwungmassen besteht nach Anspruch 26 die Möglichkeit, den Stellantrieb
eines automatischen Kupplungssystems innerhalb des zum Ein- oder Ausrücken
verfügbaren Stellweges derart zu steuern oder zu regeln, daß das jeweilige
Anpreßmittel, wie beispielsweise eine Membranfeder im Kupplungsgehäuse oder
ein Einrücker, der auf eine im Kupplungsgehäuse gelagerte Membranscheibe
einwirkt, so eingestellt wird, daß die Reibbeläge der Kupplungsscheibe an ihren
Reibflächen mit den zugeordneten Elementen der Reibungskupplung mit
vorbestimmbarem Schlupf betrieben werden, wodurch aufgrund der dann
wirksamen Reibung vom Antrieb eingeleitete Torsionsschwingungen dämpfbar
sind, die Verbindung Kupplungsscheibe/Elemente der Reibungskupplung demnach
als zweite Dämpfungseinrichtung wirksam ist. Diese Dämpfungseinrichtung wird
vorzugsweise im Drehzahlbereich oberhalb der Resonanzdrehzahl der
Schwungradvorrichtung aktiviert.
Sollten die eingeleiteten Torsionsschwingungen so groß werden, daß sie selbst
bei maximalem Schlupf zwischen den Reibbelägen der Kupplungsscheibe und den
zugeordneten Elementen der Reibungskupplung nicht mehr gedämpft werden
können, ist der Stellantrieb gemäß Anspruch 27 so anzusteuern, daß durch Lösen
der Anpreßplatte von der Kupplungsscheibe eine Unterbrechung der
Drehmomentübertragung vorliegt. Diese Unterbrechung wird bevorzugt während
einer vorbestimmbaren Zeitspanne anliegen, nach der ein erneutes Einkuppeln
ohne die Gefahr einer Zerstörung der Reibbeläge an der Kupplungsscheibe
möglich ist.
Die Erfindung wird anschließend anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Schwungradvorrichtung mit einem auf einen Ausrücker
einwirkenden Stellantrieb einer Betätigungseinrichtung und einer
Dämpfungseinrichtung, die als Schwingungsdämpfer einen Stößel
aufweist;
Fig. 2 die Dämpfungseinrichtung, vergrößert herausgezeichnet;
Fig. 3 wie Fig. 2, aber mit einem Direktantrieb als Betätigungseinrichtung
am Gehäuse einer Reibungskupplung;
Fig. 4 wie Fig. 2, aber mit einer das Anpreßmittel der Reibungskupplung
als Schwingungsdämpfer aufweisenden Dämpfungseinrichtung;
Fig. 5 wie Fig. 2, aber mit einer eine Klaue als Schwingungsdämpfer
enthaltenden Dämpfungseinrichtung;
Fig. 6 eine Schaltvorrichtung in der Form einer Regelung;
Fig. 7 wie Fig. 6 aber als Steuerung ausgebildet.
Die Schwungradvorrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einer ersten
Schwungmasse 1, die zusammengesetzt ist aus einer Primärscheibe 2, die mit
einer Nabe 3 verbunden ist, wobei die letztgenannte lösbar an der Kurbelwelle 4
eines nicht gezeigten Antriebs, beispielsweise einer Brennkraftmaschine befestigt
ist. Die Primärscheibe 2 ist im Bereich ihres Außendurchmessers mit einem
Ring 5 versehen, der eine im wesentlichen zylindrische Innenwandung 6
aufweist. Im wesentlichen parallel zur Primärscheibe 2 und mit axialem Abstand
davon ist eine Deckplatte 7 angeordnet, welche im Bereich ihres
Außendurchmessers mit dem Ring 5 fest verbunden ist. An der ersten
Schwungmasse 1 ist einteilig das Anlasserzahnrad 8 ausgebildet, das in Eingriff
mit einem nicht gezeigten Anlasser steht. Sämtliche mit der Nabe 3 verbundenen
Teile drehen sich zusammen mit der Kurbelwelle 4 der Brennkraftmaschine um
eine Drehachse 9.
Die Innenwandung 6 des Ringes 5 sowie die radial äußeren Bereiche der
Primärscheibe 2 an der Deckplatte 7 bilden eine konzentrisch zur Drehachse 9
umlaufende Kammer 10. In dieser Kammer sind Federelemente 11 einer
Torsionsfederung 12 angeordnet, die zusammen mit einer in üblicher Weise
ausgebildeten und daher nicht gezeigten Reibvorrichtung einen Torsions
schwingungsdämpfer 13 bildet. Die Ansteuerung der Federelemente 11 erfolgt
von der ersten Schwungmasse 1 her über nicht gezeigte, an den Innenseiten vom
Primärscheibe 2 und Deckplatte 7 befestigten Segmenten, die unter Zwischen
schaltung jeweils eines Federtopfes 14 auf das an diesem in Anlage stehende
Federelement 11 einwirken. Die Kammer 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel
zumindest teilweise mit einem viskosen Medium gefüllt. Sofern die
Federelemente 11 bei der vorliegenden Schwungradvorrichtung mit
vergleichsweise großer Federsteifigkeit ausgebildet sind, muß die Kammer 10
allerdings nicht unbedingt mit dem viskosen Medium gefüllt sein.
Die von der Torsionsfederung 12 aufgenommenen Drehmomente sind auf eine
Nabenscheibe 17 leitbar, die für eine mit dieser über Nieten 23 fest verbundene
zweite Schwungmasse 24 als Momentenüberträger 25 wirksam ist. Die zweite
Schwungmasse ist radial innerhalb des Verbindungsbereichs auf einem Lager 28,
Vorzugsweise einem Wälzlager aufgesetzt, das auf der Nabe 3 in Achsrichtung
angeordnet ist. Die zweite Schwungmasse 24 wird einerseits durch einen
Flansch 30 und andererseits durch den radial inneren Bereich der
Scheibe 17 axial gesichert. Die zweite Schwungmasse 24 dient zur
Aufnahme einer Reibungskupplung 32, die ein an der zweiten Schwungmasse 24
befestigtes Kupplungsgehäuse 33 aufweist, in welchem eine als Anpreßmittel 34
wirksame Membranfeder 35 eingespannt ist. Diese beaufschlagt mit ihrem radial
äußeren Bereich mit einer Seite eine Anpreßplatte 37, die mit einem Reibbelag 38
einer beidseitig mit Reibbelägen ausgebildeten Kupplungsscheibe 39 eine
gemeinsame Reibfläche aufweist. Der andere Reibbelag 38 der
Kupplungsscheibe 39 hat mit einem zugeordneten Bereich der zweiten
Schwungmasse 24 eine gemeinsame Reibfläche. Die Kupplungsscheibe 39 weist
eine Nabe 40 auf, mit welcher sie drehfest auf einer getriebeseitigen Ab
triebswelle 41 angeordnet ist.
Der radial äußere Bereich der Membranfeder 35 ist mit seiner von der
Anpreßplatte 37 abgewandten Seite an einem Ende eines Hebels 43 in Anlage
bringbar, der im Mittenbereich schwenkbar am Kupplungsgehäuse 33 gelagert
ist. Dieser Hebel greift anderenends am benachbarten Ende eines Stößels 44 an,
der mit einem Schaft 45 das Kupplungsgehäuse 33 und die zweite
Schwungmasse 24 durchgreift und mit einem quer zum Schaft 45 verlaufenden
Ansatz 46 in einen zwischen der ersten Schwungmasse 1 und der zweiten
Schwungmasse 24 liegenden Hohlraum 47 eingreift. Der Stößel 44 wird durch
ein Rückhalteelement 48 in seiner in Fig. 2 gezeigten Ruhestellung gehalten,
wobei das Rückhalteelement 48 vorzugsweise durch eine Feder gebildet wird, die
in am Schaft 45 ausgebildete Vertiefungen eingreift. Der Stößel 44 bildet
gemeinsam mit dem Hebel 43 einen ersten Schwingungsdämpfer 50 einer
Dämpfeinrichtung 105.
Radial innerhalb des Schwingungsdämpfers 50 ist die Membranfeder 35 mit einer
Seite an einer Nase 51 des Kupplungsgehäuses 33 und mit der anderen Seite an
einem Haltering 52 fixiert. Die nach radial innen laufenden Zungen 53 der Mem
branfeder 35 greifen an einem Ausrücklager 54 eines Ausrückers 55 an, der
konzentrisch zur Abtriebswelle 41 angeordnet ist und einen auf das
Ausrücklager 54 einwirkenden Kolben 56 aufweist, der zwischen einer inneren
zylindrischen Wandung 57 und einer äußeren zylindrischen Wandung 58 dichtend
geführt ist. Der zwischen den beiden Wandungen 57 und 58 liegende
Zylinderraum 59 ist mit einem Druckmittelanschluß 60 verbunden, der über eine
Leitung 61 an einen Stellantrieb 62 angeschlossen ist, wie er beispielsweise
durch die DE 37 06 849 A1 bekannt ist. Dieser Stellantrieb ist Teil einer
Betätigungseinrichtung 101, die mit einer als Steuerung oder Regelung
wirksamen Schaltvorrichtung 63 verbunden ist. Die Schaltvorrichtung ist gemäß
Fig. 7 als Regelung ausgebildet und weist außer einem als Schaltelement 128
wirksamen Regler 110 einen mit diesem verbundenen Speicher 111 auf. Der
Regler 110 ist mit dem Stellantrieb 62 sowie mit einer nachfolgend noch
ausführlicher behandelten Sensorvorrichtung 120 verbunden, über welche dem
Regler 110 Informationen hinsichtlich der jeweiligen Betriebsbedingung der
Schwungradvorrichtung zustellbar sind. Eine weitere Verbindung liegt über eine
Regelstrecke 180 vor, durch welche ermittelte Ist-Werte dem Regler 110 für eine
ggf. erforderliche Nachregelung wieder zugeführt werden.
Zum besseren Verständnis dieser Schaltvorrichtung wird zunächst eingehender
die Sensorvorrichtung 120 behandelt. Diese kann beispielsweise durch eine erste
Markierung 121, die an der ersten Schwungmasse 1 im Umfangsbereich in
Unfangsrichtung verlaufend, vorgesehen ist, und, mit dieser zusammenwirkend,
einen ersten Drehgeschwindigkeitsnehmer 126 zur Überwachung der
Markierung 121 gebildet sein, der an einer strichpunktiert gezeichneten
Getriebeglocke 133 befestigt ist. Des weiteren weist die Sensorvorrichtung 120
eine zweite Markierung 123 auf, die an der zweiten Schwungmasse 24, im
Umfangsbereich in Unfangsrichtung verlaufend, vorgesehen ist und, mit dieser
zusammenwirkend, einen zweiten Drehgeschwindigkeitsnehmer 127 zur
Überwachung der Markierung 123, wobei der letztgenannte Nehmer 127
ebenfalls an der Getriebeglocke 133 befestigt ist und zwar, ebenso wie der
erstgenannte Nehmer 126, an deren Innenseite gegenüberliegend der jeweils
zugeordneten Markierung 121, 123. Die Markierungen können, in
Umfangsrichtung gesehen, Hell/Dunkel-Zonen für optische Überwachung oder
Hallsensoren für elektromagnetische Überwachung aufweisen. Denkbar wäre
auch, die Verzahnung des Anlasserrades 8 als erste Markierung 121 zu
verwenden.
Bei Einleitung von Torsionsschwingungen in die Schwungradvorrichtung führen
die beiden Schwungmassen 1 und 24 eine Relativbewegung zueinander aus, die
über die Drehgeschwindigkeitsnehmer 126, 127 aufgrund unterschiedlicher
ermittelter Drehgeschwindigkeiten in Form einer Relativgeschwindigkeit
erkennbar ist. Aufgrund des bekannten physikalischen Zusammenhangs von
Geschwindigkeit und Beschleunigung ist folglich, bei Kenntnis der
Relativgeschwindigkeit und eines Meßzeitintervalls, die Relativbeschleunigung der
Schwungmassen zueinander ermittelbar, beispielsweise durch die
Schaltvorrichtung 63. Die betragmäßige Feststellung der Relativbeschleunigung
ist von großer Bedeutung, da bei zu hoher Relativbeschleunigung Schäden an der
Schwungradvorrichtung erwartet werden müssen.
Die Funktionsweise ist derart, daß, sofern vom Antrieb beim Durchfahren einer
Resonanzfrequenz Torsionsschwingungen auf die erste Schwungmasse 1 geleitet
werden, die einen Anstieg der Relativbeschleunigung der beiden
Schwungmassen 1, 24 zueinander bewirken, sich dieser Anstieg solange
fortsetzen kann, bis über die Drehgeschwindigkeitsnehmer 126, 127 eine zu hohe
Relativbeschleunigung der Schwungmassen 1, 24 vermittelt wird. Daraufhin wird
an der Sensorvorrichtung 120 eine Signalabgabe ausgelöst, durch welche über
die Schaltvorrichtung 63 und den Stellantrieb 62 der Ausrücker 55 soweit
verschoben wird, daß der Schwingungsdämpfer 50 aktiviert wird und,
entsprechend seiner Einstellung, die Relativbeschleunigung zwischen den beiden
Schwungmassen reduziert oder gar aufhebt. Sobald im Falle einer Dämpfwirkung
durch den Schwingungsdämpfer 50 die Relativbeschleunigung zwischen den
beiden Schwungmassen 1, 24 auf ein vorbestimmbares, zulässiges Maß reduziert
ist, wird der Schwingungsdämpfer 50 wieder deaktiviert. Die Deaktivierung kann
in Abhängigkeit von der Drehzahl der Schwungmassen 1, 24 vorgenommen
werden, wofür an der ersten Schwungmasse 1 radial außen ein
Drehzahlgeber 125 und, diesem gegenüberliegend, radial innen an der in Fig. 1
strichpunktiert gezeichneten Getriebeglocke 133 befestigten Drehzahl
nehmer 124 ermittelbar ist. Der Drehzahlnehmer 124 ist hierzu an die
Schaltvorrichtung 63 angeschlossen. Zumindest eine Drehzahl, bei welcher nicht
mehr mit einer Resonanzfrequenz zu rechnen ist, ist in dem bereits erwähnten
Speicher 111 als Größe für die Einstellung der Schaltvorrichtung 63 abgelegt.
Bei Ermittlung der Relativbeschleunigung der Schwungmassen 1, 24 durch die
Sensorvorrichtung 120 erfolgen Signalabgaben an den Regler 110, von denen
jedes Signal einer bestimmten Relativbeschleunigung zugeordnet ist. Der Regler
ruft die dieser Relativbeschleunigung entsprechenden Meßgröße zugeordnete
Führungsgröße aus dem Speicher 111 ab, und gibt diese an die
Betätigungseinrichtung 101 weiter, die daraufhin für einen Betrieb des
Stellantriebs 62 sorgt, durch welchen der Schwingungsdämpfer 50 jeweils mit
einer der Relativbeschleunigung zwischen den Schwungmassen 1, 24
zugeordneten Reibkraft zwischen den Schwungmassen 1, 24 wirksam ist.
Ergänzend sei hierbei angemerkt, daß die in den Speicher 111 eingegebenen
Führungsgrößen im Rahmen vorangegangenen Meßreihen ermittelt und dann
eingespeichert werden können.
Bei Verzicht auf die Markierungen 121, 123 und die
Drehgeschwindigkeitsnehmer 126, 127 genügt auch die Auswertung der vom
Drehzahlnehmer 124 ermittelten Werte, die in den Regler 110 eingespielt
werden. In diesem Fall ist sowohl der Drehzahlgeber 125 als auch der
Drehzahlnehmer 124 Teil der Sensorvorrichtung 120. Die letztgenannte gibt
jeweils bei Aufnahme eines Drehzahlwertes als Meßgröße ein derselben
entsprechendes Signal an den Regler 110, ab, der eine diesem Signal
entsprechende Führungsgröße aus dem Speicher 111 abruft und entsprechend
dieser Führungsgröße die Betätigungseinrichtung 101 und damit den
Stellantrieb 62 so steuert, daß in Frequenzbereichen, in denen mit
Resonanzfrequenz zu rechnen ist, der Schwingungsdämpfer 50 aktiviert wird,
während er bei den übrigen Frequenzbereichen außer Betrieb bleibt. Entsprechend der Vorgabe durch die Führungsgrößen, kann der Regler 110 hierbei den
Stellantrieb 62 derart steuern, daß innerhalb eines Bereichs der
Resonanzfrequenz der Schwingungsdämpfer 50 in Zuordnung zur jeweils
anliegenden Drehzahl geregelt wird.
Für den Fall, daß die Schaltvorrichtung 63 durch eine Steuereinrichtung gebildet
wird, wird der Regler 110 durch eine Steuerung 130 als Schaltelement 1 28
ersetzt, deren Funktion derjenigen des Reglers im wesentlichen entspricht, jedoch
den Unterschied aufweist, daß aufgrund des Fehlens der Regelstrecke 180 keine
Rückmeldung von der Sensorvorrichtung 120 in der Weise erfolgt, durch welche
der Schwingungsdämpfer 50 nachregelbar wäre. Die Steuerung 130 vermag
lediglich bei Eingang eines Signals von der Sensorvorrichtung 120 eine diesem
Signal entsprechende Führungsgröße aus dem Speicher 111 abzurufen und die
Betätigungseinrichtung 101 in Zuordnung zu dieser Führungsgröße zu steuern, so
daß der Schwingungsdämpfer 50 mit einer der Führungsgröße entsprechenden
Wirkung betreibbar ist.
Entsprechend der Vorgabe durch die Schaltvorrichtung 63 wird der
Stellantrieb 62 der Betätigungseinrichtung 101 vorzugsweise bei Drehzahlen im
Bereich zwischen der Anlaßdrehzahl und der Leerlaufdrehzahl so angesteuert, daß
Hydraulikflüssigkeit, die sich in der Leitung 61 befindet, in den Zylinderraum 59
des hydraulischen Ausrückers 55 gepreßt wird. Dadurch wird der Kolben 56 des
Ausrückers 55 zum Ausfahren in Richtung zur Schwungradvorrichtung
gezwungen, wobei das Ausrücklager 54 die Zungen 53 der Membranfeder gemäß
Fig. 1 und 2 nach links verschiebt. Dadurch wird die Membranfeder 35 um ihre
durch die Nase 51 und den Haltering 52 gebildete Umlenkstelle am
Kupplungsgehäuse 33 geschwenkt. Hierdurch erfolgt einerseits eine Reduzierung
der auf die Anpreßplatte 37 ausgeübten Anpreßkraft und andererseits ein
Auslenken des Hebels 43 um dessen Drehachse am Kupplungsgehäuse 33,
wobei dieser den Stößel 44 des Schwingungsdämpfers 50 gegen die Wirkung
des Rückhaltelementes 48 in Richtung zur ersten Schwungmasse 1 verschiebt,
bis der Ansatz 46 des Stößels 44 an der ersten Schwungmasse 1 zur Anlage
kommt. In Abhängigkeit vom Stellweg des Kolbens 56 des Ausrückers 55 und
damit der Auslenkweite der Membranfeder 35 wird der Stößel 44 mehr oder
weniger stark gegen die Schwungmasse 1 gepreßt und erzeugt an dieser
Reibung, wodurch eine Reduzierung der Ausschwingweite der Schwungmassen 1
und 24 zueinander oder sogar ein völliges Verblocken miteinander erreicht wird.
Ebenso ist die Auslenkweite der Membranfeder 35 dafür maßgebend, wie stark
die Anpreßplatte 37 von der zuvor auf sie einwirkenden Anpreßkraft entlastet
wird. Die Auslenkweite der Membranfeder 35 kann hierbei so gewählt werden,
daß zwischen den Reibbelägen 38 der Kupplungsscheibe 39 und der jeweils
zugeordneten Reibfläche an der zweiten Schwungmasse 24 sowie an der An
preßplatte 37 Schlupf vorherrscht, so daß die Verbindung Kupplungsscheibe 39/
Kupplungselemente 24, 37 als zweite Dämpfungseinrichtung 100 wirksam ist.
Sowohl durch die Reibung, die zwischen den Reibbelägen 38 der
Kupplungsscheibe 39 und den besagten Kupplungselementen 24, 37 anliegt, als
auch durch die Reibung, die durch den Stößel 44 an der Schwungmasse 1
erzeugt wird, sind Torsionsschwingungen dämpfbar, die von einer vorgesehenen,
in üblicher Weise ausgebildeten Reibvorrichtung nicht abgebaut werden können,
was insbesondere bei Durchgang durch eine Resonanzfrequenz der Fall ist.
Sobald die Sensorvorrichtung 120 nach Rückgang der Torsionsschwingungen auf
eine zulässige Größe den Stellantrieb 62 durch die Schaltvorrichtung 63 für eine
entgegengesetzte Wirkrichtung ansteuert, kann Hydraulikflüssigkeit den Zy
linderraum 59 des Ausrückers 55 über den Druckmittelanschluß 60 verlassen
und in die Leitung 61 einfließen. Dadurch wird der Kolben 56 durch die
Zungen 53 der Membranfeder 35 über das Ausrücklager 55 in seine
Ausgangsstellung zurückgeschoben, wodurch bei Entlastung des Hebels 43 von
der Kraft der Membranfeder 35 der Stößel 44 unter der Wirkung des
Rückhaltelementes 48 in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben werden kann.
Gleichzeitig wird aufgrund der Rückstellbewegung der Membranfeder 35 die
Anpreßplatte 37 wieder zunehmend belastet, bis sie, sobald die Mem
branfeder 35 ihre Ausgangsstellung eingenommen hat, wieder mit der vollen
Anpreßkraft gegen die Reibbeläge 38 und, über diese, gegen die zweite
Schwungmasse 24 gepreßt wird.
Anstelle der bislang beschriebenen Membranfeder 35 als Anpreßmittel ist ebenso
eine Membranscheibe vorstellbar, die selbst nicht in der Lage wäre die zwischen
der Anpreßplatte 37 und den Reibbelägen 38 der Kupplungsscheibe 39 einerseits
und zwischen den letztgenannten und der als Gegendruckplatte 131 wirksamen
zweiten Schwungmasse 24 andererseits erforderliche Flächenpressung
aufzubringen. Bei Einsatz einer Membranscheibe als Anpreßmittel 34 kommt statt
des Ausrückers 55 ein entsprechend ausgeführter und daher nicht gezeigter
Einrücker zum Einsatz, bei dem lediglich die Druckmittelversorgung umgekehrt
ist, indem der Einrücker zum Einrücken der Membranscheibe gemäß Fig. 1 nach
links und zum Ausrücken nach rechts bewegt wird. Die Eigenvorspannung der
Membranscheibe reicht gerade aus, um bei einer Bewegung des Einrückers nach
rechts die Zungen 53 in Anlage an diesem zu halten. Eine derartige Mem
branscheibe ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung 44 14 033
beschrieben.
Verständlicherweise wird bei Verwendung einer Membranfeder 35 als
Anpreßmittel 34 in Kombination mit einem Ausrücker 55 der
Schwingungsdämpfer 50 beim Ausrücken, bei Verwendung einer
Membranscheibe als Anpreßmittel 34 in Verbindung mit einem Einrücker dagegen
beim Einrücken aktiviert. In Abhängigkeit von der Auslegung der
Hebelverhältnisse beim Anpreßmittel 34 kann hierbei der
Schwingungsdämpfer 50 bereits während des Ein- oder Ausrückvorganges
zugeschaltet werden, er kann aber ebenso vor oder nach diesem Vorgang
aktiviert werden. Für den letztgenannten Fall ist der Ein- oder Ausrücker 55 so
auszubilden, daß er zusätzlich zu seinem eigentlichen Stellweg einen Zusatzweg
durchfahren kann, innerhalb dem das Anpreßmittel 34 vor oder nach einem Ein- oder
Ausrücken den Schwingungsdämpfer 50 betätigt. Je nachdem, auf welcher
Seite des eigentlichen Stellweges dieser Zusatzweg vorgesehen ist, wird in
Verbindung mit der Ausbildung des Ein- oder Ausrückers 55 und des
Anpreßmittels als Membranfeder 35 oder Membranscheibe der
Schwingungsdämpfer 50 im wesentlichen vor oder nach einem Kuppelvorgang
geschaltet.
Für den Fall, daß die Betätigungseinrichtung 101 statt eines Stellantriebs 62 ein
Kupplungspedal aufweist, besteht die Möglichkeit, dieses entlang eines ersten
Pedalwegs für den Ein- oder Ausrückvorgang zu nutzen, indem der Ausrücker 55
innerhalb seines Stellwegs bewegt wird, und durch Erweiterung des Pedalwegs
um eine Zusatzstrecke den Ein- oder Ausrücker 55 in den Zusatzweg zu bringen,
in welchem der Schwingungsdämpfer 50 zugeschaltet wird. Je nach dem, ob
dieser zusätzliche Pedalweg in Richtung zum Fahrerfuß oder von diesem
weggerichtet ist, wird der Schwingungsdämpfer 50 vor oder nach dem Einrücken
aktiviert.
Abweichend von der Anordnung gemäß Fig. 1 und 2 kann die
Betätigungseinrichtung 101, wie in Fig. 3 gezeigt, auch einen am
Kupplungsgehäuse 33 befestigten Direktantrieb 132 aufweisen, der direkt auf
den Schaft 45 des Stößels 44 des Schwingungsdämpfers 50 einwirkt. Der
Hebel 43 gemäß den Fig. 1 und 2 kann dann entfallen. Für einen derartigen
Fall ist es bei Verwendung einer Betätigungseinrichtung 101 mit Kupplungspedal
von Vorteil, wenn dem Ein- oder Ausrücker 55 ein Stellungsgeber 135
zugeordnet ist, der, wie in Fig. 1 eingezeichnet, radial außen am Ein- oder
Ausrücker vorgesehen ist und mit einem Stellungsnehmer 136 zusammenwirkt,
der radial innen an der Getriebeglocke 133 befestigt ist. Der Stellungsgeber 135
ist zusammen mit dem Stellungsnehmer 136 Teil der Sensorvorrichtung 120 und
zeigt an, wenn beim Niedertreten des Kupplungspedals der eigentliche
Kupplungsweg zum Ein- oder Ausrücken überwunden ist und das Kupplungspedal
nun entlang der Wegstrecke bewegt wird, in welcher sich der Ausrücker 55
innerhalb seines Zusatzwegs befindet. Sobald die Sensorvorrichtung 120 über
den Stellungsnehmer 136 die Anwesenheit des Aus- oder Einrückers 55
innerhalb des Zusatzwegs registriert, wird der Direktantrieb 132 zur Aktivierung
Schwingungsdämpfers 50 zugeschaltet. Bei einer Rückbewegung des
Kupplungspedals in dessen eigentlichen Kupplungsweg endet die Signalanzeige
der Sensorvorrichtung 120 dagegen, so daß der Direktantrieb 132 deaktiviert und
dadurch der Schwingungsdämpfer 50 in seine Ausgangsstellung zurückgezogen
wird. Der Direktantrieb 132 funktioniert ebenso, wenn die Schaltvorrichtung 63
anstatt von einer mit Stellungsgeber 135 und Stellungsnehmer 136
ausgebildeten Sensorvorrichtung 120 durch eine ebensolche Sensorvorrichtung,
die Drehzahlgeber 125 und -nehmer 126 oder einen Sensor 122 zur Ermittlung
der Ausschwingweite der Schwungmassen 1, 24 aufweist, gebildet wird.
Aufgrund der Betätigung des Schwingungsdämpfers 50 über den Ein- oder
Ausrücker 55 und das Anpreßmittel 34 ist, um einen vom Abnutzungsgrad der
Reibbeläge 38 zwischen Anpreßplatte 37 und Kupplungsscheibe 39 einerseits
und der letztgenannten sowie der Gegendruckplatte 131 andererseits
gleichbleibende Lage des Anpreßmittels 34 innerhalb des Kupplungsgehäuses 33
sowie gegenüber der zweiten Schwungmasse 24 zu gewährleisten vorteilhaft,
die Reibungskupplung 32 mit einem Verschleißausgleich zu versehen. Derartige
Verschleißausgleiche sind, für sich gesehen, bekannt, weshalb an dieser Stelle
nicht näher darauf eingegangen wird. Beispielhaft sei lediglich auf die deutsche
Patentanmeldung 43 37 613 hingewiesen, in welcher ein derartiger
Verschleißausgleich beschrieben ist. Durch die Maßnahme, die
Reibungskupplung 32 der Schwungradvorrichtung mit einem Verschleißausgleich
auszubilden, wird außerdem sichergestellt, daß über das Anpreßmittel 34
unabhängig vom Verschleißzustand der Reibbeläge 38 stets mit gleichbleibender
Kraft ein- und ausgerückt werden kann, so daß bei Verwendung eines
Direktantriebs 132 oder eines Stellantriebs 62 für die Betätigungseinrichtung 101
derselbe optimal auf diese Kraft abstimmbar und dementsprechend besonders
kompakt ausbildbar ist, während bei Verwendung eines Kupplungspedals als
Betätigungseinrichtung 101 die an diesem aufzubringende Kraft gering ist.
In Fig. 4 ist eine weitere Schwungradvorrichtung gezeigt, die sich im
wesentlichen durch die Ausbildung des Schwingungsdämpfers 50 von der
bislang beschriebenen unterscheidet. Der Ausrücker 55 sowie die
Betätigungseinrichtung 101 und die Schaltvorrichtung 63 entsprechen dagegen
der Schwungradvorrichtung gemäß Fig. 1, weshalb sie in Fig. 4 nicht mehr
dargestellt und im zugeordneten Beschreibungsteil auch nicht erwähnt sind.
An der Kurbelwelle 4 eines nicht gezeigten Antriebs ist über eine Nabe 3 eine
Primärscheibe 2 befestigt, die im radial äußeren Bereich einen Massering 137
trägt, der in seinem Umfangsbereich ein Anlasserrad 8 aufnimmt und in seinem in
Fig. 4 rechten Bereich radial außen ein Element 140 in Form einer
Abdeckung 141 mit einem radial nach innen verlaufenden Abschluß 138 drehfest
aufnimmt. Die Primärscheibe 2 weist ebenso wie ein derselben zugeordnetes
Deckblech 142 jeweils ein Fenster 144 auf, das mit einem entsprechenden
Fenster 145 einer Nabenscheibe 143 fluchtet, die über eine Wälzlagerung 28
drehbar auf der Nabe 3 der ersten Schwungmasse 1 gelagert ist und im radial
äußeren Bereich eine Gegendruckplatte 131 drehfest aufnimmt. Die letztgenannte
steht mit einem Reibbelag 38 einer Kupplungsscheibe 39 in Wirkverbindung,
während der andere Reibbelag 38 der Kupplungsscheibe 39 an einer
Anpreßplatte 37 anliegt. Die Kupplungsscheibe 39 selbst ist über eine
Verzahnung 147 drehfest auf einer nicht gezeigten Getriebewelle angeordnet.
Die Schwungradvorrichtung weist zwischen Nabenscheibe 143 und
Deckblech 142 eine in üblicher Weise ausgebildete Reibvorrichtung 134 auf, die
zusammen mit der Torsionsfederung 12 Teil des
Torsionsschwingungsdämpfers 13 ist.
Den nötigen Reibschluß zwischen Anpreßplatte 37, Reibbelägen 38 und
Gegendruckplatte 131 erzeugt eine als Anpreßmittel 34 wirksame
Membranfeder 35, die in an sich bekannter Weise über Zapfen 148 am
Kupplungsgehäuse 33 gelagert ist, das mit einem zur ersten Schwungmasse 1
axial verlaufenden Ansatz 150 die Gegendruckplatte 131 drehfest umgreift. Das
Kupplungsgehäuse 33 weist in seinem radial verlaufenden Bereich
Ausnehmungen 152 auf, durch welche radial verlaufende, fingerartige
Vorsprünge 154 der Membranfeder 35 durchgreifen. Die Ausnehmungen 152
sind vorzugsweise formmäßig an den Verlauf der Vorsprünge 154 angepaßt.
Beim Auslenken der nach radial innen greifenden Federzungen 53 der
Membranfeder 35 zum Ausrücken nach links gemäß Fig. 4, wird diese um die
Zapfen 148 geschwenkt und entlastet hierbei die Anpreßplatte 37. Wenn die
Federzungen 53 in der zuvor besagten Richtung noch weiter ausgelenkt werden,
indem der Ausrücker nach Zurücklegung seines normalen Stellweges in seinen
Zusatzweg gefahren wird, kommen die Vorsprünge 154 in Anlage am
Abschluß 138 der Abdeckung 141. Da die Abdeckung 141 drehfest mit der
ersten Schwungmasse 1 und das die Membranfeder 35 tragende
Kupplungsgehäuse 33 drehfest mit der zweiten Schwungmasse 24 ist, die die
Anpreßplatte 37, die Kupplungsscheibe 39 und die Gegendruckplatte 131 sowie
die Nabenscheibe 143 trägt, liegt zwischen den Vorsprüngen 154 der
Membranfeder 35 und dem Abschluß 138 der Abdeckung 141 Reibschluß vor.
Die Vorsprünge 154 der Membranfeder 35 sind demnach ebenso wie die
Abdeckung 141 Teil eines Schwingungsdämpfers 50. Zum Aufheben der
besagten Reibwirkung genügt es, den Ausrücker 55 aus seinem Zusatzweg in
seinen normalen Stellweg zurückzuführen.
Ebenso wie bei der Schwungradvorrichtung nach Fig. 4, wird auch bei
denjenigen gemäß Fig. 5 zuerst ausgerückt und dann der
Schwingungsdämpfer 50 zugeschaltet. Die Schwungradvorrichtung weist am
ersten Schwungrad 1 eine Primärscheibe 2 auf, die über eine Nabe 3 an der nicht
gezeigten Kurbelwelle 4 eines Antriebs befestigt ist. Diese Primärscheibe 2 trägt
im radial äußeren Bereich das Anlasserrad 8 sowie einen Ring 156, der ein
Anlageteil 160 mit einer radialen Anlagefläche 172 zum Eingriff einer Klaue 161
aufweist, die in noch zu beschreibender Weise an der zweiten Schwungmasse 24
befestigt und als Teil des Schwingungsdämpfers 50 wirksam ist.
Außer der Primärscheibe 2, der Nabe 3 und dem Ring 156 gehört auch eine
Nabenscheibe 158 zur ersten Schwungmasse 1, die zwischen zwei
Deckbleche 162 und 163 greift, die ebenso wie die Nabenscheibe 158 jeweils
Fenster 164, 165 zur Aufnahme von Federelementen 11 einer
Torsionsfederung 12 aufweisen. Die letztgenannte stützt sich einerends an, in
Umfangsrichtung gesehen, einer Seite der Fenster 164 und anderenends an der
jeweils anderen Seite der Fenster 165 ab. Die Deckbleche 162, 163 sind Teil der
zweiten Schwungmasse 24, wobei das in Fig. 5 linke Deckblech 162 auf einer
Wälzlagerung 28 angeordnet ist, die auf der Nabe 3 der ersten Schwungmasse 1
sitzt, während das Deckblech 163 zwischen sich und der Nabenscheibe 158 eine
Reibvorrichtung 166 aufnimmt, die aus einer Tellerfeder 167 und einem
Reibteil 168 zusammengesetzt ist. Diese Reibvorrichtung ist in bekannter Weise
ausgebildet und wirksam.
Die beiden Deckbleche 162 und 163 sind über Niete 170 fest miteinander
verbunden, wobei das Deckblech 163 das Kupplungsgehäuse 33 trägt. Zwischen
der in diesem angeordneten Gegendruckplatte 131 und der Anpreßplatte 37 ist
die Kupplungsscheibe 39 mit den Reibbelägen 38 angeordnet. Die
Kupplungsscheibe 39 ist ihrerseits auf einer Nabe 40 befestigt, die auf einer nicht
gezeigten Getriebewelle drehfest angeordnet ist.
Die Anpreßkraft zwischen Anpreßplatte 37, Kupplungsscheibe 39 und
Gegendruckplatte 131 wird durch eine als Anpreßmittel 34 wirksame
Membranfeder 35 erzeugt, die auf Zapfen 148 schwenkbar gelagert ist und
durch einen nicht gezeigten, entsprechend Fig. 1 ausgebildeten Ausrücker 55
ausgerückt werden kann. Hierzu werden die radial inneren Enden der
Federzungen 53 der Membranfeder 35 gemäß Fig. 5 nach links ausgelenkt, und
dadurch die Anpreßplatte 37 entlastet. Hierdurch wird eine Axialfeder 171
wirksam, die, mit vorbestimmbarer Vorspannung, axial zwischen dem
Deckblech 163 der Schwungmasse 24 und der Gegendruckplatte 131 der
Reibungskupplung 32 angeordnet ist, indem die Axialfeder 171 die
Gegendruckplatte 131, die Kupplungsscheibe 39 und die Anpreßplatte 37 in
Richtung zur Membranfeder 35 verschiebt. Dabei wird wenigstens eine an der
Gegendruckplatte 131 über Niete 182 befestigte Klaue 161, die als
Schwingungsdämpfer 50 wirksam ist und mit ihrem freien Ende die
Anlagefläche 172 am Anlageteil 160 hintergreift, wegen der Mitnahme durch die
Gegendruckplatte 131 ebenfalls axial verlagert und kommt mit dem besagten
freien Ende reibschlüssig in Anlage an der Anlagefläche 172 des Anlageteils 160.
Der Schwingungsdämpfer 50 ist damit aktiviert. Umgekehrt wird bei Entlastung
der Federzungen 53 der Membranfeder 35 durch eine Rückbewegung des
Ausrückers die Anpreßplatte 37 und damit die Gegendruckplatte 131 in
Achsrichtung belastet, so daß die letztgenannte unter Erhöhung der Vorspannung
des Kraftspeichers 171 zwischen dem Deckblech 163 und der
Gegendruckplatte 131 in ihre Ausgangsstellung zurückgeschoben wird. Wenn die
Reibungskupplung 32 eingerückt ist, ist der Schwingungsdämpfer 50 von der
Anlagefläche 172 am Anlageteil 160 abgehoben und damit gelöst.
Claims (27)
1. Geteilte Schwungradvorrichtung, aufweisend eine mit einem Antrieb
verbundene erste Schwungmasse, eine über einen
Torsionsschwingungsdämpfer an dieser angreifende zweite Schwungmasse,
die gegenüber der erstgenannten zur einer begrenzten Relativdrehung
befähigt ist und eine Dämpfungseinrichtung, die zumindest einen
Schwingungsdämpfer enthält, über den bei vorbestimmbaren
Betriebsbedingungen eine Reibverbindung zwischen den beiden
Schwungmassen herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dämpfungseinrichtung (105) eine Sensorvorrichtung (120) aufweist, durch
die bei Eintritt zumindest einer einer vorbestimmten Betriebsbedingung
zugeordneten Meßgröße dieselbe erfaßbar und, durch eine Signalabgabe an
eine Schaltvorrichtung (63), die Aktivierung des Schwingungsdämpfers (50)
mittels einer über die Schaltvorrichtung (63) einstellbaren
Betätigungseinrichtung (101) mit einem vom Wert der
Meßgröße abhängigen Wirkbetrag auslösbar ist.
2. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
durch die Sensorvorrichtung (120) ein Aufenthalt innerhalb der
vorbestimmbaren Betriebsbedingung, wie übergroßer Relativbeschleunigung,
-geschwindigkeit oder -bewegung ermittelbar und durch entsprechende
Signalabgabe an die Schaltvorrichtung (63) eine dem Signal zugeordnete
Größe für die Einstellung der Betätigungseinrichtung (101) bestimmbar ist.
3. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Sensorvorrichtung (120) die Geschwindigkeit beider
Schwungmassen (1, 24) erfaßbar ist, indem durch
Drehgeschwindigkeitsnehmer (126, 127) jeweils eine vorzugsweise in
Umfangsrichtung an den Schwungmassen (1, 24) verlaufende, zugeordnete
Markierung (121, 123) überwachbar ist.
4. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
durch die Sensorvorrichtung (120) bei Durchgang der
Schwungmassen (1, 24) durch einen vorgegebenen Drehzahlbereich derselbe
als Meßgröße für die vorbestimmbare Betriebsbedingung detektierbar ist.
5. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Sensorvorrichtung (120) beim Durchgang durch
unterschiedliche kritische Drehzahlbereiche mittels entsprechender
Signalabgabe an die Schaltvorrichtung (63) eine dem Signal zugeordnete
Führungsgröße für die Einstellung der Betätigungseinrichtung (101)
bestimmbar ist.
6. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
durch die Sensorvorrichtung (120) zumindest eine vorgegebene Stellung
eines auf den Verformungszustand des Anpreßmittels (34) der
Reibungskupplung (32) Einfluß nehmenden Bauteils (Kupplungspedal,
Stellantrieb 62, Direktantrieb 132, Ausrücker 55) feststellbar ist und durch
entsprechende Signalabgabe an die Schaltvorrichtung (63) eine dem Signal
zugeordnete Größe für die Einstellung der Betätigungseinrichtung (101)
bestimmbar ist.
7. Schwungradvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (63) einen
Speicher (111) für die Größen und ein Schaltelement (128) für die
Zuordnung derselben zu jeweils einem Signal der Sensorvorrichtung (120)
aufweist.
8. Schwungradvorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen
Ansprüche mit einem Anpreßmittel, das Teil einer von der zweiten
Schwungmasse getragenen Reibungskupplung ist, wobei der
Verformungszustand des Anpreßmittels von der jeweiligen Position eines
Ein- oder Ausrückers in Achsrichtung abhangig ist, dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Betätigungseinrichtung (101), die als Stellantrieb (62) eines
automatischen Kupplungssystems wirksam ist, der Ein- oder Ausrücker (55)
in eine Stellung bewegbar ist, in welcher dieser über das Anpreßmittel (34)
die Einstellung des Schwingungsdämpfers (50) der
Dämpfungseinrichtung (105) bestimmt.
9. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ein- oder Ausrücker (55) zumindest in einer Richtung seines Stellweges
über seine zum Ein- oder Ausrücken benötigte Wegstrecke hinausbewegbar
ist, um innerhalb eines hierbei zurückgelegten Zusatzweges die Zuschaltung
des Schwingungsdämpfers (50) zu bewirken.
10. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Zusatzweg des Ein- oder Ausrückers (55) ein Auslenkweg des
Anpreßmittels (34) zugeordnet ist.
11. Geteilte Schwungradvorrichtung, aufweisend eine mit einem Antrieb
verbundene erste Schwungmasse, eine über einen Torsionsschwingungs
dämpfer an dieser angreifende zweite Schwungmasse, die gegenüber der
erstgenannten zu einer begrenzten Relativdrehung befähigt ist und eine
Dämpfungseinrichtung, die zumindest einen Schwingungsdämpfer enthält,
über den bei vorbestimmbarer Stellung eines Ein- oder Ausrückers eine
Reibverbindung zwischen den beiden Schwungmassen herstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ein- oder Ausrücker (55) zumindest in
einer Richtung seines Stellweges über seine zum Ein- oder Ausrücken
erforderliche Wegstrecke hinausbewegbar ist, um innerhalb eines hierbei
zurückgelegten Zusatzweges die Zuschaltung des
Schwingungsdämpfers (50) zu bewirken.
12. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 11 mit einem Anpreßmittel, das Teil
einer von der zweiten Schwungmasse getragenen Reibungskupplung ist und
dessen Verformungszustand von der jeweiligen Position des Ein- oder
Ausrückers in Achsrichtung abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Zusatzweg des Ein- oder Ausrückers (55) ein bestimmter
Verformungsbereich des Anpreßmittels (34) zugeordnet ist.
13. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zusatzweg an dasjenige Ende des Stellwegs des
Ein- oder Ausrückers (55) angrenzt, das dieser bei ausgerückter
Reibungskupplung (32) einnimmt.
14. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zusatzweg an dasjenige Ende des Stellweges des
Ein- oder Ausrückers (55) angrenzt, das dieser bei eingerückter
Reibungskupplung (32) einnimmt.
15. Schwungradvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ein- oder Ausrücker (55) durch das
Betätigungselement (101), das als Stellantrieb (62) eines automatischen
Kupplungssystems wirksam ist, in seine jeweilige Stellung bewegbar ist.
16. Schwungradvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ein- oder Ausrücker (55) durch ein
Kupplungspedal in seine jeweiligen Stellung bewegbar ist.
17. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwingungsdämpfer (50) zumindest ein über eine
Schwungmasse (24) hinausragendes und über die
Betätigungseinrichtung (101) nach Auslenkung in im wesentlichen axialer
Richtung in Anlage an die jeweils andere Schwungmasse (1) bringbares
Dämpferelement (Stößel 44, Anpreßmittel 34, Klaue 161) gebildet wird.
18. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
das Anpreßmittel (34) mit zumindest einem Vorsprung (154) ausgebildet ist,
der eine zugeordnete Ausnehmung (152) im Kupplungsgehäuse (33)
durchgreift, wobei der Vorsprung (154) durch entsprechende Verformung
des Anpreßmittels (34) bei innerhalb seines Zusatzweges stehend ein Ein- oder
Ausrücker (55) an einem Element (140) der ersten Schwungmasse (1)
reibschlüssig in Anlage bringbar ist.
19. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
dieses Element (140) durch eine in Achsrichtung auf den Umfangsbereich
der anderen Schwungmasse (1) drehfest aufsetzbare, vorzugsweise
einstückige Abdeckung (141) gebildet wird.
20. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abdeckung (141) angrenzend an das Anpreßmittel (34) nach radial innen
geführt ist und mit seiner dem Anpreßmittel (34) zugewandten Seite
als Anlage für dieses dient.
21. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Schwungmassen (1, 24) in Achsrichtung relativ zueinander
bewegbar sind, wobei in Einrückstellung des Anpreßmittels (34) zwischen
zumindest einem an einer Schwungmasse (24) befestigten
Schwingungsdämpfer (50) und einem an der anderen Schwungmasse (1)
fest angeordneten Anlageteil (160) ein vorbestimmbarer Abstand einhaltbar
ist, während in Ausrückstellung des Anpreßmittels (34) der
Schwingungsdämpfer (50) mittels einer zwischen den
Schwungmassen (1, 24) wirksamen Axialfeder (171) in Anlage an einer
Anlagefläche (172) des Anlageteils (160) bringbar ist.
22. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schwingungsdämpfer (50) eine Klaue (161) aufweist, die die
radiale Anlagefläche (172) am Anlageteil (160) hintergreift.
23. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
die Axialfeder (171) in Achsrichtung zwischen einer Gegendruckplatte (131)
des Kupplungsgehäuses (33) und einem Deckblech (163) angeordnet ist,
das mit einer die beiden Schwungmassen (1, 24) koaxial
zueinander haltenden Lagerung (28) verbunden ist.
24. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß
das Deckblech (163) zusammen mit einem weiteren Deckblech (162) die
Federelemente (11) der Torsionsfederung (12) aufnimmt.
25. Schwungradvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der zweiten
Schwungmasse (24) zugeordnete Reibungskupplung (32) über einen dem
Anpreßmittel (34) zugeordneten Verschleißausgleich verfügt.
26. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 8 oder 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Betätigungseinrichtung (101) derart mit dem Anpreßmittel (34)
zusammenwirkt, daß dieses beim Auftreten von Torsionsschwingungen
durch Reduzierung des übertragbaren Drehmomentes, vorzugsweise durch
Absenkung der durch das Anpreßmittel (34) über die Anpreßplatte (37) auf
die Kupplungsscheibe (39) ausgeübten Anpreßkraft, eine
zweite Dämpfungseinrichtung (100) aktiviert.
27. Schwungradvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß
die Betätigungseinrichtung (101) bei einem Anwachsen der
Torsionsschwingungen über einen vorbestimmbaren Grenzwert das
Anpreßmittel (34) über den Ein- oder Ausrücker (55) derart beaufschlagt,
daß dieses ein Lösen der Anpreßplatte (37) von der Kupplungsscheibe (39)
für eine zumindest vorübergehende Unterbrechung der
Drehmomentübertragung bewirkt.
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