DE3624610C2

DE3624610C2 - Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments und zur Aufnahme von Drehmomentschwankungen eines Motors

Info

Publication number: DE3624610C2
Application number: DE3624610A
Authority: DE
Inventors: Kiyonori Kobayashi; Masakazu Kamiya; Junji Kagiyama
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1985-08-20
Filing date: 1986-07-21
Publication date: 1993-12-02
Anticipated expiration: 2006-07-22
Also published as: JPH0612262Y2; JPS6235136U; DE3624610A1; US4748868A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments und zur Aufnahme von Drehmomentschwankungen eines Motors gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus DE-PS 5 52 567 bekannt.

Dort ist ein geteiltes Schwungrad gezeigt, dessen beide Teile 21, 31 mittels einer parallel geschalteten Anordnung aus Fliehkraftmechanismus 23 und Schlupfmechanismus 26 und einem dazu in Reihe geschalteten Federmechanismus 33 gekoppelt sind, wobei zwischen der parallelen Anordnung und dem Federmechanismus 33 ein Zwischenringelement 28 vorgesehen ist. Das Zwischenringelement 28, der Fliehkraftmechanismus 23, der Schlupfmechanismus 26 und der Federmechanismus 33 sind dabei als Kopplungselemente zur Kopplung der beiden Schwungrad-Teile anzusehen.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 35 46 503 ist ein geteiltes Schwungrad 1, 2 bekannt, bei dem ein Zwischenringelement 4 unmittelbar über einen Federmechanismus 16 mit dem zweiten Schwungrad 2 verbunden ist. Ein Schlupfmechanismus 5 verbindet das erste Schwungrad 1 mit dem Zwischenringelement 4. Ein weiterer Schlupf- oder Hysteresemechanismus 6 verbindet das erste Schwungrad 1 mit dem Zwischenringelement 4. Zusätzlich (siehe Spalte 3, Zeile 46-48) kann ein weiterer Schlupf- oder Hysteresemechanismus 7 unter Umgehung des Zwischenringelements 4 direkt zwischen die beiden Schwungräder 1, 2 zwischengeschaltet werden (siehe auch Fig. 1 DE-OS 35 46 503). Eine Fliehkraftkupplung ist nicht vorhanden.

Eine weitere Vorrichtung, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist in der JP 60-1497 B2 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 Schwingungen aufzunehmen, wenn der Motor mit hohen Drehzahlen läuft. Wenn der Motor mit niedrigen Drehzahlen läuft, nimmt der Schlupfmechanismus das überschüssige Drehmoment auf, das auf Resonanz-Schwingungen 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 Schwingungen 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 Schwingungen zu reduzieren oder zu absorbieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei der die Schwingungserscheinungen (Resonanzschwingungen) unterhalb der Leerlaufdrehzahl vermindert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

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 eine erste Schwungscheibe 1, die drehbar mit der Ausgangswelle 7 eines Motors gekoppelt ist, und eine zweite Schwungscheibe 2, die konzentrisch zur ersten Schwungscheibe 1 angeordnet und mit Hilfe eines Lagers 3 mit dieser drehbar gekoppelt ist. Ein Federmechanismus 4, ein Schlupfmechanismus 5 und eine Fliehkraftkupplung 6 sind zwischen der ersten und zweiten Schwungscheibe 1, 2 vorgesehen.

Die erste Schwungscheibe 1 besitzt eine Ringnut 1a. Der Schlupfmechanismus 5 umfaßt zwei Zwischenringelemente 8, zwei Reibplatten 9 und eine Kegelfeder 10, die in die Ringnut 1a eingepaßt sind. Die Reibplatten 9 sind so ausgebildet, daß sie bei Erhalt eines vorgegebenen Drehmomentes rutschen. Ein Zwischenringelement 11, das konzentrisch zur zweiten Schwungscheibe 2 angeordnet ist, ist drehbar entlang dem Innenumfang der Zwischenringelemente 8 vorgesehen.

Jedes Zwischenringelement 8 besitzt in seinem Innenumfang eine Ausnehmung, und das Zwischenringelement 11 besitzt eine Ausnehmung in seinem Außenumfang. Der Federmechanismus 4 umfaßt eine Schraubenfeder 12, die ein Ende aufweist, das in die Ausnehmungen des Zwischenringelementes 8 eingepaßt ist. Das andere Ende der Feder 12 ist in die Ausnehmung des Zwischenringelements 11 eingepaßt, um Drehmoment vom Zwischenringelement 8 auf das Zwischenringelement 11 zu übertragen.

Das Zwischenringelement 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 Zwischenringelements 11 gehalten werden. Jedes Fliehgewicht 14 weist eine äußere Umfangsfläche auf, die der inneren Umfangsfläche 2a der zweiten Schwungscheibe 2 im Abstand gegenüberliegt.

Ein Hysterese-Mechanismus 15 ist in den Innenumfängen der ersten und zweiten Schwungscheibe 1, 2 vorgesehen. Er umfaßt eine Axialdruckfeder 16 und eine Axialdruckbuchse 17 und erzeugt einen Hysterese-Effekt zwischen den Schwungscheiben 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 von der zweiten Schwungscheibe 2 verbleiben. Daher wird nur ein geringes Drehmoment von der ersten Schwungscheibe 1 über den Hysteresemechanismus 15 auf die zweite Schwungscheibe 2 übertragen. Wenn die Drehzahl des Motors ansteigt, wird die Fliehkraftkupplung 6 eingedrückt, da die Fliehgewichte 14 radial auswärts im Kontakt mit der zweiten Schwungscheibe 2 bewegt werden. Daher wird Drehmoment von der ersten Schwungscheibe 1 über den Schlupfmechanismus 5, den Federmechanismus 4 und die Fliehkraftkupplung 6 auf die zweite Schwungscheibe 2 übertragen. Der überschüssige Drehmomentanteil, der durch Resonanzschwingungen zwischen der ersten und zweiten Schwungscheibe 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 Schwingungen.

In Fig. 3 sind die Drehmomentaufnahmeeigenschaften der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung mit denen von anderen Vorrichtungen verglichen. In Fig. 3 zeigt Kurve A die Drehmomentaufnahmeeigenschaften einer einzigen herkömmlich ausgebildeten Schwungscheibe. Kurve B zeigt die Eigenschaften einer Vorrichtung, die eine erste Schwungscheibe, eine zweite Schwungscheibe 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 Resonanzschwingungen 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 eine erste Schwungscheibe, eine zweite Schwungscheibe, einen Federmechanismus und einen Schlupfmechanismus besitzt. Diese Vorrichtung kann das überschüssige Drehmoment aufnehmen, das durch Resonanzschwingungen 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 Schwingungen 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 eine erste Schwungscheibe 51 und eine zweite Schwungscheibe 52, die konzentrisch zur ersten Schwungscheibe 51 ausgebildet und damit über ein Lager 53 drehbar verbunden ist. Ein Federmechanismus 54, ein Schlupfmechanismus 55 und eine Fliehkraftkupplung 56 sind zwischen den Schwungscheiben 51 und 52 vorgesehen.

Die zweite Schwungscheibe 52 weist eine Ringnut 52a auf. Der Schlupfmechanismus 55 besitzt zwei angetriebene Scheiben 58, zwei Reibelemente 59 und eine versenkte Feder 60, die in die Ringnut 52a eingepaßt sind. Die Reibelemente 59 rutschen, wenn sie ein vorgegebenes Drehmoment aufgenommen haben.

Die erste Schwungscheibe 51 ist ebenfalls mit einer Ringnut 51a versehen. Ein Zwischenringelement 61 ist in dieser Ringnut angeordnet. Das Zwischenringelement 61 weist in seinem Innenumfang eine Ausnehmung auf. Jede 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 Zwischenringelements 61 eingepaßt ist, während das andere Ende der Feder 62 in die Ausnehmungen der angetriebenen Scheiben 58 eingepaßt ist, so daß Drehmoment von der ersten Schwungscheibe 51 auf die zweite Schwungscheibe 52 übertragen werden kann.

Das Zwischenringelement 61 weist ebenfalls eine Vielzahl von mit Umfangsabstand angeordneten Ausnehmungen an seinem Außenumfang auf. Die Fliehkraftkupplung 56 besitzt eine Vielzahl von Fliehgewichten 6, die jeweils von einem Paar von Blattfedern 63 in einer der Ausnehmungen des Zwischenringelements 61 gehalten werden. Jedes Fliehgewicht 64 weist eine äußere Umfangsfläche auf, die der inneren Umfangsfläche 51b der ersten Schwungscheibe 51 mit radialem Abstand gegenüberliegt. Ein Hysteresemechanismus 65 ist zwischen den Schwungscheiben 51 und 52 vorgesehen. Die Fliehkraftkupplung 56 funktioniert in der gleichen Weise wie die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Kupplung 6.

Claims

1. Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments und zur Aufnahme von Drehmomentschwankungen eines Motors, mit zwei konzentrisch angeordneten Schwungscheiben (1, 51, 2, 52), von denen die erste (1, 51) mit dem Motor und die zweite (2, 52) mit einem anzutreibenden Teil gekoppelt ist, und zwischen denen Kopplungselemente, wie ein Schlupfmechanismus (5, 55), ein Federmechanismus (12, 62), eine Fliehkraftkupplung (14, 64) und ein Zwischenringelement (8, 58, 11, 61) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenringelement (8, 58, 11, 61) unter Zwischenschaltung eines Kopplungselements zweigeteilt ist, und daß sämtliche Kopplungselemente zwischen den beiden Schwungscheiben (1, 51, 2, 52) in Reihe geschaltet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federmechanismus (12, 62) zwischen den Teilen des zweigeteilten Zwischenringelements (8, 58, 11, 61) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehkraftkupplung (14, 64) zwischen dem zweiten Teil (11, 61) [oder erstem Teil (8, 58)] des Zwischenringelements (8, 58, 11, 61) und der zweiten (2, 52) [oder ersten (1, 51)] Schwungscheibe angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupfmechanismus (5, 55) zwischen dem ersten Teil (8, 58) [oder zweiten Teil (11, 61)] des Zwischenringelements (8, 58, 11, 61) und der ersten (1, 51) [oder zweiten (2, 52)] Schwungscheibe angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur unmittelbaren Kopplung der beiden Schwungscheiben (1, 51, 2, 52) ein Hysteresemechanismus (15, 65) zwischengeschaltet ist.