DE3624610C2 - Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments und zur Aufnahme von Drehmomentschwankungen eines Motors - Google Patents
Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments und zur Aufnahme von Drehmomentschwankungen eines MotorsInfo
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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 Ri Resonanzschwingungen
bei einer Drehzahl unter der Leerlaufdrehzahl Ri 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 Rc
erreicht, das niedriger ist als die Leerlaufdrehzahl Ri.
Wenn die Drehzahl des Motors Rc 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 (5)
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.
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