DE3624610A1 - Vorrichtung zur aufnahme von drehmomentschwankungen - Google Patents
Vorrichtung zur aufnahme von drehmomentschwankungenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme
von Drehmomentschwankungen, die besonders nützlich ist
für ein Motorfahrzeug oder ein Schiff, das mit einem Motor
versehen ist, der starke Drehmomentschwankungen verursacht,
wie beispielsweise einem Dieselmotor.
Eine typische Vorrichtung, auf die sich die vorliegende Erfindung
bezieht, ist in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung
1497/1985 beschrieben. Diese Vorrichtung besitzt
ein erstes Schwungrad, das an der Ausgangswelle eines
Motors befestigt ist, und ein zweites Schwungrad, das konzentrisch
zum ersten Schwungrad angeordnet ist. Ein Lager,
ein Federmechanismus und ein Schlupfmechanismus sind
zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad vorgesehen. Das
erste und zweite Schwungrad besitzen im Trägheitsmoment
eine spezielle Beziehung zueinander und wirken mit dem Federmechanismus
zusammen, um Vibrationen aufzunehmen, wenn
der Motor mit hohen Drehzahlen läuft. Wenn der Motor mit
niedrigen Drehzahlen läuft, nimmt der Schlupfmechanismus
das überschüssige Drehmoment auf, das auf sympathetische
Vibrationen zurückzuführen ist.
Der Rutschmechanismus ist jedoch so ausgebildet, daß er
bei einem sehr hohen Drehmomentniveau betätigt wird, das
einem praktisch nutzbaren Bereich von hohen Drehzahlen
entspricht, die zumindest der Leerlaufdrehzahl des Motors
entsprechen. Um jedoch in wirksamer Weise Vibrationen
absorbieren zu können, wenn der Motor mit niedrigen Drehzahlen
läuft, ist es von Bedeutung, das übertragene Drehmoment
soweit wie möglich abzusenken. Es ist daher erforderlich,
das Drehmoment herunterzusetzen, für dessen
Aufnahme der Schlupfmechanismus ausgebildet ist, oder den
Bereich der Drehzahlen, die ein hohes Drehmomentniveau
bewirken, zu verengen, um in wirksamer Weise Vibrationen
zu reduzieren oder zu absorbieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der angegebenen Art zu schaffen, mit der die Nachteile
des vorstehend beschriebenen Standes der Technik vermieden
werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung
gelöst, die eine Fliehkraftkupplung aufweist, welche
zwischen einem ersten Schwungrad und einem zweiten Schwungrad
vorgesehen ist, um diese miteinander zu verbinden,
wenn die Drehzahl des Motors ein bestimmtes Niveau erreicht
hat.
Wenn der Motor mit einer niedrigen Drehzahl läuft,
bleibt die Kupplung ausgerückt, und die Vibrationen und
Geräusche, die durch den Betrieb des Motors verursacht
werden, werden vom ersten Schwungrad nicht auf das zweite
Schwungrad übertragen. Wenn die Kupplung eingerückt wird,
wenn der Motor noch mit der niedrigen Drehzahl läuft, nimmt
ein Schlupfmechanismus den Anteil des Drehmomentes auf,
der das Drehmomentniveau übersteigt, für den die Vorrichtung
ausgelegt ist. Wenn der Motor dann mit einer hohen Drehzahl
läuft, die mindestens seiner Leerlaufdrehzahl entspricht,
nehmen das erste und zweite Schwungrad und ein Federmechanismus
die entsprechenden Vibrationen und Geräusche
auf.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete
Vorrichtung;
Fig. 2 eine Teilvorderansicht, teilweise im Schnitt,
der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Funktionsweise der
erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung
mit der von anderen Vorrichtungen verglichen
wird;
Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, die eine andere
Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
Fig. 5 eine Teilvorderansicht, teilweise im Schnitt,
der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besitzt
ein erstes Schwungrad 1, das drehbar mit der Ausgangswelle
7 eines Motors gekoppelt ist, und ein zweites Schwungrad
2, das konzentrisch zum ersten Schwungrad 1 angeordnet
und mit Hilfe eines Lagers 3 mit diesem drehbar gekoppelt
ist. Ein Federmechanismus 4, ein Schlupfmechanismus 5
und eine Fliehkraftkupplung 6 sind zwischen dem ersten
und zweiten Schwungrad 1, 2 vorgesehen.
Das erste Schwungrad 1 besitzt eine Ringnut 1 a. Der
Schlupfmechanismus 5 umfaßt zwei Antriebsscheiben 8, zwei
Reibplatten 9 und eine Kegelfeder 10, die in die Ringnut
1 a eingepaßt sind. Die Reibplatten 9 sind so ausgebildet,
daß sie bei Erhalt eines vorgegebenen Drehmomentes
rutschen. Ein Zwischenring 11, der konzentrisch zum zweiten
Schwungrad 2 angeordnet ist, ist drehbar entlang dem
Innenumfang der Antriebsscheiben 8 vorgesehen.
Jede Antriebsscheibe 8 besitzt in ihrem Innenumfang eine
Ausnehmung, und der Zwischenring 11 besitzt eine Ausnehmung
in seinem Außenumfang. Der Federmechanismus 4 umfaßt eine
Schraubenfeder 12, die ein Ende aufweist, das in die Ausnehmungen
der Antriebsscheibe 8 eingepaßt ist. Das andere Ende der
Feder 12 ist in die Ausnehmung des Zwischenringes 11 eingepaßt,
um Drehmoment von den Antriebsscheiben 8 auf den
Zwischenring 11 zu übertragen.
Der Zwischenring 11 ist ferner mit einer Vielzahl von anderen
Ausnehmungen versehen, die im Abstand entlang seinem
Außenumfang angeordnet sind. Die Fliehkraftkupplung 6
besitzt eine Vielzahl von Fliehgewichten 14, die jeweils
von einem Paar von Blattfedern 13 in einer der Ausnehmungen
des Zwischenringes 11 gehalten werden. Jedes Fliehgewicht
14 weist eine äußere Umfangsfläche auf, die der inneren
Umfangsfläche 2 a des zweiten Schwungrades 2 im Abstand gegenüberliegt.
Ein Hysterese-Mechanismus 15 ist in den Innenumfängen des
ersten und zweiten Schwungrades 1, 2 vorgesehen. Er umfaßt
eine Axialdruckfeder 16 und eine Axialdruckbuchse 17
und erzeugt einen Hysterese-Effekt zwischen den Schwungrädern
1 und 2.
Wenn der Motor vor dem Leerlauf mit einer sehr niedrigen
Drehzahl läuft, bleibt die Fliehkraftkupplung 6 ausgerückt,
da die Fliehgewichte 14 in einer Lage radial einwärts beabstandet
vom zweiten Schwungrad 2 verbleiben. Daher wird
nur ein geringes Drehmoment vom ersten Schwungrad 1 über
den Hysteresemechanismus 15 auf das zweite Schwungrad 2
übertragen. Wenn die Drehzahl des Motors ansteigt, wird
die Fliehkraftkupplung 6 eingerückt, da die Fliehgewichte
14 radial auswärts im Kontakt mit dem zweiten Schwungrad 2
bewegt werden. Daher wird Drehmoment vom ersten Schwungrad 1
über den Schlupfmechanismus 5, den Federmechanismus
4 und die Fliehkraftkupplung 6 auf das zweite Schwungrad
2 übertragen. Der überschüssige Drehmomentanteil,
der durch sympathetische Vibrationen zwischen dem ersten
und zweiten Schwungrad 1, 2 verursacht wird, wird vom
Schlupfmechanismus 5 gedämpft. Wenn die Drehzahl des Motors
auf ein seine Leerlaufdrehzahl übersteigendes Niveau
weiter ansteigt, unterdrückt der Federmechanismus 4 im
wesentlichen die Vibrationen.
In Fig. 3 sind die Drehmomentaufnahmeeigenschaften der
erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung mit denen von
anderen Vorrichtungen verglichen. In Fig. 3 zeigt Kurve A
die Drehmomentaufnahmeeigenschaften eines einzigen herkömmlichen
ausgebildeten Schwungrades. Kurve B zeigt die Eigenschaften
einer Vorrichtung, die ein erstes Schwungrad, ein
zweites Schwungrad und einen Federmechanismus umfaßt. Die
Kurven A und B machen deutlich, daß bei Absenkung des Drehmomentaufnahmevermögens
(toryue compliance) auf eine Drehzahl
über einer Leerlaufdrehzahl R i sympathetische Vibrationen
bei einer Drehzahl unter der Leerlaufdrehzahl R i auftreten.
Kurve C zeigt die Eigenschaften der in der veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung 1497/1985 beschriebenen
Vorrichtung, die vorstehend erwähnt wurde
und ein erstes Schwungrad, ein zweites Schwungrad, einen
Federmechanismus und einen Schlupfmechanismus besitzt.
Diese Vorrichtung kann das überschüssige Drehmoment aufnehmen,
das durch sympathetische Vibrationen der Vorrichtung,
die keinen Schlupfmechanismus aufweist, erzeugt
wird, wie aus einem Vergleich der Kurven B und C hervorgeht.
Kurve D zeigt die Eigenschaften der erfindungsgemäß
ausgebildeten Vorrichtung, die desweiteren eine Fliehkraftkupplung
aufweist. Die Kupplung bleibt ausgerückt
und das Drehmomentaufnahmevermögen bleibt niedrig, bis
die Drehzahl des Motors ein bestimmtes Niveau R c
erreicht, das niedriger ist als die Leerlaufdrehzahl R i .
Wenn die Drehzahl des Motors R c übersteigt, rückt die
Kupplung ein und die Vorrichtung zeigt die gleichen Eigenschaften
wie durch die Kurve C verdeutlicht. Daher
kann die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung Vibrationen
in einem niedrigen Drehzahlbereich dämpfen, wie
durch die Schraffur in Fig. 3 angedeutet ist, die von
der herkömmlich ausgebildeten Vorrichtung der veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung 1497/1985 nicht absorbiert
werden können.
In den Fig. 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform umfaßt ein
erstes Schwungrad 51 und ein zweites Schwungrad 52, das
konzentrisch zum ersten Schwungrad 51 ausgebildet und damit
über ein Lager 53 drehbar verbunden ist. Ein Federmechanismus
54, ein Schlupfmechanismus 55 und eine Fliehkraftkupplung
56 sind zwischen den Schwungrädern 51 und
52 vorgesehen.
Das zweite Schwungrad 52 weist eine Ringnut 52 a auf. Der
Schlupfmechanismus 55 besitzt zwei angetriebene Scheiben
58, zwei Reibelemente 59 und eine versenkte Feder 60, die
in die Ringnut 52 a eingepaßt sind. Die Reibelemente 59
rutschen, wenn sie ein vorgegebenes Drehmoment aufgenommen
haben.
Das erste Schwungrad 51 ist ebenfalls mit einer Ringnut
51 a versehen. Ein Zwischenring 61 ist in dieser Ringnut
angeordnet. Der Zwischenring 61 weist in seinem Innenumfang
ein Ausnehmung auf. Jeder der angetriebenen Scheiben
58 besitzt in ihrem Außenumfang eine Ausnehmung.
Der Federmechanismus 54 umfaßt eine Schraubenfeder 62,
die mit einem Ende in die Ausnehmung des Zwischenringes
61 eingepaßt ist, während das andere Ende der Feder 62
in die Ausnehmungen der angetriebenen Scheiben 58 eingepaßt
ist, so daß Drehmoment vom ersten Schwungrad 51 auf
das zweite Schwungrad 52 übertragen werden kann.
Der Zwischenring 61 weist ebenfalls eine Vielzahl von mit
Umfangsabstand angeordneten Ausnehmungen an seinem Außenumfang
auf. Die Fliehkraftkupplung 56 besitzt eine Vielzahl
von Fliehgewichten 64, die jeweils von einem Paar von Blattfedern
63 in einer der Ausnehmungen des Zwischenringes 61
gehalten werden. Jedes Fliehgewicht 64 weist eine äußere
Umfangsfläche auf, die der inneren Umfangsfläche 51 b des
ersten Schwungrades 51 mit radialem Abstand gegenüberliegt.
Ein Hysteresemechanismus 65 ist zwischen den Schwungrädern
51 und 52 vorgesehen. Die Fliehkraftkupplung 56 funktioniert
in der gleichen Weise wie die in den Fig. 1 und 2 gezeigte
Kupplung 6.
Erfindungsgemäß wird somit eine Vorrichtung zur Aufnahme
von Drehmomentschwankungen vorgeschlagen, bei der ein erstes
Schwungrad mit der Ausgangswelle eines Motors in Verbindung
steht. Ein zweites Schwungrad ist konzentrisch
zum ersten Schwungrad angeordnet und über ein Lager am
ersten Schwungrad gelagert. Ein Federmechanismus, ein
Hysteresemechanismus und ein Schlupfmechanismus sind
zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad vorgesehen.
Zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad befindet sich
ferner eine Fliehkraftkupplung, die eine Antriebsverbindung
zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad herstellt, wenn
die Drehzahl des Motors ein bestimmtes Niveau erreicht hat.
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Aufnahme von Drehmomentschwankungen eines
Motors mit einem ersten Schwungrad, das mit der Ausgangswelle
des Motors in Verbindung steht, einem zweiten Schwungrad,
das konzentrisch zum ersten Schwungrad angeordnet und
mit diesem über ein Lager verbunden ist, und einem Federmechanismus,
der zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad
vorgesehen ist, gekennzeichnet durch:
Einen Hysteresemechanismus (15; 65), der zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad (1, 2; 51, 52) vorgesehen ist;
einen Schlupfmechanismus (5; 55), der zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad (1, 2; 51, 52) vorgesehen ist und die Übertragung von Drehmoment zwischen dem ersten Schwungrad (1; 51) und dem zweiten Schwungrad (2; 52) verhindert, wenn das Drehmoment ein bestimmtes Niveau übersteigt, über dem sympathetische Vibrationen auftreten, wenn der Motor mit einer Drehzahl läuft, die niedriger ist als seine Leerlaufdrehzahl; und
eine Fliehkraftkupplung (6; 56), die zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad (1, 2; 51, 52) vorgesehen ist und eine Antriebsverbindung zwischen dem ersten Schwungrad (1; 51) und dem zweiten Schwungrad (2; 52) herstellt, wenn die Drehzahl des Motors auf ein bestimmtes Niveau angestiegen ist.
Einen Hysteresemechanismus (15; 65), der zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad (1, 2; 51, 52) vorgesehen ist;
einen Schlupfmechanismus (5; 55), der zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad (1, 2; 51, 52) vorgesehen ist und die Übertragung von Drehmoment zwischen dem ersten Schwungrad (1; 51) und dem zweiten Schwungrad (2; 52) verhindert, wenn das Drehmoment ein bestimmtes Niveau übersteigt, über dem sympathetische Vibrationen auftreten, wenn der Motor mit einer Drehzahl läuft, die niedriger ist als seine Leerlaufdrehzahl; und
eine Fliehkraftkupplung (6; 56), die zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad (1, 2; 51, 52) vorgesehen ist und eine Antriebsverbindung zwischen dem ersten Schwungrad (1; 51) und dem zweiten Schwungrad (2; 52) herstellt, wenn die Drehzahl des Motors auf ein bestimmtes Niveau angestiegen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlupfmechanismus (5) das
erste Schwungrad (1), zwei Antriebsscheiben (8), die
jeweils ein Reibelement (9) aufweisen, das in Gleitkontakt
mit dem ersten Schwungrad (1) steht, und eine
Kegelfeder (10), die zwischen den Antriebsscheiben
(8) angeordnet ist, aufweist, daß der Federmechanismus
(4) die beiden Antriebsscheiben (8), eine Schraubenfeder
(12), deren eines Ende mit den Antriebsscheiben
(8) in Eingriff steht, und einen Zwischenring
(11), der sich mit dem anderen Ende der Schraubenfeder
(12) in Eingriff befindet, umfaßt, daß die Fliehkraftkupplung
(6) den Zwischenring (11) und eine Vielzahl
von Gewichten (14) aufweist, die am Zwischenring (11)
gelagert sind, und daß das zweite Schwungrad (2)
eine den Gewichten (14) gegenüberliegende Fläche
besitzt, mit der die Gewichte durch Fliehkraftwirkung
in Eingriff bringbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Gewicht (14) über mindestens
eine Blattfeder (13) am Zwischenring (11) befestigt
ist.
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