DE19654915A1 - Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Ausgleichsschwungmasse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

In der DE 36 30 398 C2 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer mit einem an­ triebsseitigen Übertragungselement und einem relativ hierzu drehbaren ab­ triebsseitigen Übertragungselement beschrieben, von denen zumindest eines An­ steuermittel für elastische Elemente einer Dämpfungseinrichtung aufweist. Durch einen derartigen Torsionsschwingungsdämpfer sind auch größere Torsions­ schwingungen, die bei Einleitung eines Drehmomentes durch einen Antrieb, wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor auf das antriebsseitige Übertragungse­ lement mitübertragen werden, reduzierbar. Die Reduzierung erfolgt bei Übertra­ gung der jeweiligen Torsionsschwingungen vom antriebsseitigen zum ab­ triebsseitigen Übertragungselement über die elastischen Elemente der Dämp­ fungseinrichtung, die durch eine Reibungsvorrichtung unterstützt werden.

Im Gegensatz zu einem massiven Schwungrad sind die beiden Schwungmassen relativ leicht, so daß der großen primärseitigen Masse, die sich aus dem Antrieb und der primärseitigen Schwungmasse zusammensetzt, lediglich eine kleine se­ kundärseitige Schwungmasse entgegenwirkt, die sich getriebeseitig abstützt. Dadurch ist das Widerstandsmoment für einen Antrieb, das durch die Trägheit der Primärseite und einem durch die Wirkung der Federn, der Reibung sowie der Trägheit der Sekundärschwungmasse gebildeten Reaktionsmoment bestimmt ist, relativ klein, so daß es Gleichlaufschwankungen des Antriebs nur wenig zu glätten vermag. Die Gleichlaufschwankungen bewirken Drehmomentschwankungen an der Motorfront, an der Nebenaggregate, wie beispielsweise ein Generator, an­ geschlossen sind. Die Drehmomentschwankungen können eine Schädigung dieser Aggregate bewirken.

Eine weitere Möglichkeit, antriebsseitige Torsionsschwingungen wirksam zu dämpfen, kann darin liegen, gemäß der DE 36 43 272 A1 einen Torsionsschwin­ gungsdämpfer mit einer Ausgleichsschwungmasse zu versehen, die gegenüber der eigentlichen Schwungmasse frei drehbar gelagert ist und aufgrund ihrer Mas­ senträgheit bei Einleitung einer Torsionsschwingung ein Widerstandsmoment aufbaut.

Die Ausgleichsschwungmasse ist mit federnd gelagerten Ausgleichsgewichten versehen, die fliehkraftabhängig eine Auslenkung aus ihrer Ruhestellung erfahren. Damit ist die Ausgleichsschwungmasse zwar drehzahlabhängig wirksam, jedoch ist aufgrund der Federverbindung mit den Ausgleichsgewichten die Ausgleichs­ schwungmasse lediglich in durch die Feder bestimmten Frequenzbereichen mit ausreichender Wirkung funktionsfähig, kann aber in anderen Frequenzbereichen versagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Torsionsschwingungsdämpfer so weiterzubilden, daß die von einem Antrieb, wie beispielsweise einer Brennkraft­ maschine, gelieferte Schwingungen frequenzunabhängig ausfilterbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs i angegebenen Merkmale gelöst.

Die Ausgleichsschwungmasse ist erfindungsgemäß mit Ausgleichsgewichten versehen, die über eine Ankoppelvorrichtung mit einem Trägerelement der Aus­ gleichsschwungmasse gekoppelt und auf eine bestimmte Ordnung des Antriebs abgestimmt sind. Als Ordnung bietet sich hierbei die von der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine abhängige Zündanregung an, so daß, in Abhängigkeit vom Abstimmungsaufwand der Ausgleichsgewichte, die Zündanregungen, zumindest teilweise oder gar völlig getilgt werden können. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß Torsionsschwingungen, die beispielsweise an einem mit zwei gegeneinander drehbaren Schwungmassen ausgebildeten Torsionsschwingungsdämpfer zu einer Verformung der zwischen den Schwungmassen wirksamen elastischen Elemente führen, zumindest erheblich reduzierbar sind. Dies ist insbesondere beim Durch­ fahren des Resonanzbereiches des Torsionsschwingungsdämpfers von besonde­ rer Bedeutung, da, sofern keine Reduzierung der Zündanregungen erfolgen wür­ de, diese zu einer Schädigung oder gar Zerstörung zumindest in dem Bereich der elastischen Elemente führen könnten. Normalerweise wird diesem Problem abge­ holfen, indem die elastischen Elemente besonders weich mit großen Federwegen ausgebildet und innerhalb einer mit viskosem Medium gefüllten Kammer ange­ ordnet werden, während die Schwungmassen mit hohem Gewicht ausgeführt sind. Durch diese Maßnahmen kann ein Aufschaukeln der Reiativbewegung der Schwungmassen gegeneinander, insbesondere beim Durchgang durch den Reso­ nanzbereich begrenzt werden, da durch die weichen, mit langhubiget Federung ausgebildeten elastischen Elemente und die hohe Schwungmasse der Resonanz­ bereich des Torsionsschwingungsdämpfers soweit abgesenkt wird, daß er knapp oberhalb der Zündfrequenz der Brennkraftmaschine liegt, also in einem Frequenz­ bereich, in welchem die Zündanregungen noch nicht die volle Stärke erreicht ha­ ben. Durch Einsatz der anspruchsgemäßen Ausgleichsschwungmasse kann nun­ mehr die Steifigkeit der elastischen Elemente der Dämpfungseinrichtung erhöht werden, da aufgrund der verringerten Wirkung der Zündanregungen die Aus­ lenkwinkel zwischen den beiden Schwungmassen absinken. Des weiteren kann an den Schwungmassen eine Gewichtsreduzierung vorgenommen werden. Durch diese vorgenannten Maßnahmen wird zwar der Resonanzbereich des Torsions­ schwingungsdämpfers zu höheren Drehzahlen verlagert, was allerdings aufgrund der zumindest teilweisen Tilgung der Zündanregungen unkritisch ist. Des weite­ ren kann aufgrund der kleineren Auslenkwinkel zwischen den Schwungmassen die Dämpfungseinrichtung ohne viskoses Medium als Dämpfungsmittel ausgebil­ det werden. Insgesamt kann also durch Einsatz der Ausgleichsschwungmasse eine Kosten- und Gewichtsreduzierung am Torsionsschwingungsdämpfer vorge­ nommen werden.

Die Ausgleichsschwungmasse befindet sich in vorteilhafter Weise in einem ganz oder teilweise abgedichteten Gehäuse, das zur Sicherstellung der Lebensdauer mit einem viskosen Medium, vorzugsweise Öl, gefüllt ist. Dieses Gehäuse kann eine Ankoppelvorrichtung für die Ausgleichsschwungmasse, wie z. B. Hebel, Gelenke oder Abrollkonturen enthalten. Das Gehäuse kann eine autarke Bauein­ heit sein, oder zumindest teilweise in andere Bauelemente des Torsionsschwin­ gungsdämpfers, z. B. in eine der Schwungmassen, integriert sein.

Die Erfindung wird anschließend anhand eines Ausführungsbeispieles näher er­ läutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ausgleichsschwungmasse mit Ausgleichsgewichten, die über eine Ankoppeivorrichtung an einem Trägerelement angelenkt sind, wobei der Schwerpunkt der Ausgleichsgewichte radial innerhalb der Ankop­ pelvorrichtung liegt.

Die erfindungsgemäße Ausgleichsschwungmasse 22 ist in Fig. 1 dargestellt. Sie weist ein Trägerelement 102 auf, an welchem pro Ausgleichsgewicht 100 zwei Führungen 104 vorgesehen sind, die sich jeweils entlang eines vorbestimmbaren Winkelsegmentes vorzugsweise auf einer Kreissegmentbahn erstrecken, und zwar derart, daß deren mittiger Bereich die radial am weitest außen liegende Stelle der Führung 104 bildet. Im Gegensatz dazu ist das Ausgleichsgewicht 100 mit Führungen 105 ausgebildet, die den Führungen 104 formmäßig entsprechen, aber gegenüber diesen hinsichtlich ihrer Krümmungsrichtung in umgekehrter An­ ordnung vorgesehen sind. Zwischen den Führungen 104 und 105 ist jeweils ein als Teil einer Ankoppeivorrichtung 106 wirksames Verbindungselement 108 in Form jeweils eines Zapfens vorgesehen, der in nicht näher gezeigter Weise axial gesichert gehalten ist. Die Funktion der Ausgleichsschwungmasse 22 ist derart, daß bei Auslenkung des Trägerelementes 102 das Ausgleichsgewicht 100 auf­ grund seiner Trägheit in seiner Ausgangsposition verharren möchte und hierdurch eine Abrollbewegung der Verbindungselemente 106 in den Führungen 104 und 105 hervorruft.

Beim Ausgleichsgewicht 100 gemäß der Fig. 1 liegt der Schwerpunkt radial innerhalb der Verbindungselemente 108. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn sich die Ausgleichsschwungmasse 22 in einem zumindest teilweise mit viskosem Medium, wie beispielsweise Öl gefüllten Gehäuse 110 befindet und das Öl bei Drehung des Torsionsschwingungsdämpfers fliehkraftbedingt nach radial außen abwandert. Für diesen Fall befinden sich die Verbindungselemente 108 immer noch innerhalb des Ölringes und damit eines Schmiermittels. Andererseits entsteht radial innerhalb des Ölringes eine Luftschicht, weiche das Trägerele­ ment 102 und das von diesem aufgenommene Ausgleichsgewicht 100 gegen­ über der Wand des Gehäuses 110 als Isolator umgibt, so daß die Ausgleichs­ schwungmasse 22 ohne weiteres auch in einem Bereich des Torsionsschwin­ gungsdämpfers angeordnet werden kann, in welchem eine erhöhte Wärmebela­ stung für die Ausgleichsschwungmasse 22 vorliegt.

Claims (2)

1. Torsionsschwingungsdämpfer mit einem antriebsseitigen Übertragungselement und einem relativ hierzu drehbaren abtriebsseitigen Übertragungselement, von denen zumindest eines Ansteuermittel für elastische Elemente einer Dämp­ fungseinrichtung aufweist, und von denen wenigstens einem eine Ausgleichs­ schwungmasse zugeordnet ist, die ein Trägerelement aufweist, das über eine Ankoppelvorrichtung mit zumindest einem Ausgleichsgewicht verbunden ist, bei dem eine Lageänderung in Zuordnung zu einer vorbestimmbaren Ordnung der auf das antriebsseitige Übertragungselement geleiteten Schwingun­ gen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Ausgleichsgewichtes (100) mit dem Trägerele­ ment (102) der Ausgleichsschwungmasse (22) durch die Ankoppelvorrich­ tung (106) radial außerhalb des Schwerpunktes des Ausgleichsgewich­ tes (100) vorgenommen wird.

2. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der die Ausgleichsschwungmasse (22) bildenden Bautei­ le (Trägerelement 102, Ausgleichsgewicht 100) eine Führung (104) für ein in dieselbe eingreifendes Verbindungselement (108) der Ankoppelvorrichtung (106) zu einer Führung (105) des jeweils anderen dieser Bauteile (102, 100) aufweist.