DE3642877C2 - Dämpfungseinrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung zum Aufnehmen bzw. Aus
gleichen von Drehstößen, insbesondere Drehmomentschwankungen einer Brenn
kraftmaschine mittels mindestens zweier, koaxial angeordneter, entgegen
der Wirkung mindestens einer drehelastischen Dämpfungseinrichtung zu
einander verdrehbarer Schwungmassen sowie mindestens einer, zwischen den
Schwungmassen vorgesehenen und fliehkraftabhängigen Reibungseinrichtung.
Es wurden bereits, wie die ältere DE-OS 35 05 677 zeigt, derartige
Einrichtungen vorgeschlagen. Bei diesen be
stand jedoch das Problem, daß beim An- und Abstellen der Brennkraft
maschine in vielen Fällen die kritische Drehzahl bzw. der kritische Dreh
zahlbereich nicht rasch genug durchfahren werden kann, so daß sich die
beiden Schwungmassen infolge der zwischen ihnen auftretenden Erregungen zu
großen relativen Schwingungsausschlägen aufschaukeln. Die dadurch hervor
gerufenen Wechselmomente bewirken, daß die zwischen den beiden Schwungmas
sen vorgesehene drehelastische Dämpfungseinrichtung soweit durchgedrückt
wird, bis die zwischen den beiden Schwungmassen wirksamen Anschläge in
Tätigkeit treten. In diesen Zuständen kann also die zwischen den beiden
Schwungmassen vorgesehene federnde Dämpfungseinrichtung ihre Funktion,
nämlich Stöße zu verhindern bzw. zu dämpfen nicht mehr erfüllen. Beim
Auftreten der harten Anschläge ergeben sich somit unzulässige und unüber
hörbare Stoßbeanspruchungen, die sowohl den Komfort eines mit einem sol
chen Antriebssystem ausgerüsteten Kraftfahrzeuges mindern und auch die
Wellen und Lager der Brennkraftmaschinen und des angekuppelten Getriebes
gefährden können.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu
vermeiden und eine Dämpfungseinrichtung zu schaffen, die ein Hochschaukeln
der Resonanzausschläge beim Anlassen und Abstellen sowie während des
normalen Betriebes der Brennkraftmaschine verhindert, weiterhin soll die
Dämpfungseinrichtung in besonders einfacher und kostengünstiger Weise
herstellbar sein, sowie hohe Zuverlässigkeit und Funktionssicherheit
aufweisen.
Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Dämpfungseinrichtung der eingangs
beschriebenen Art dadurch erzielt, daß die Reibeinrichtung mehrere um
einen Drehpunkt bzw. Anlenkpunkt verschwenkbare Hebel aufweist, die an
einer der Schwungmassen vorgesehen sind und jeweils mindestens einen
Reibbereich aufweisen, der mit der anderen Schwungmasse zusammenwirkt,
wobei die Reibbereiche durch auf die Hebel einwirkende in Umfangsrichtung wirksame Kraftspeicher
gegen die andere Schwungmasse gedrängt werden und das Reibmoment der
Reibeinrichtung durch die mit zunehmender Drehzahl auf die Hebel einwir
kende Fliehkraft verringerbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann also sichergestellt werden, daß
bei geringen z. B. unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegenden Drehzahlen ein
verhältnismäßig großer Verdrehwiderstand vorhanden ist, so daß ein Auf
schaukeln zwischen den beiden Schwungmassen unterdrückt wird. Durch die
Zuschaltung der Reibungseinrichtung bei geringen Drehzahlen der Brenn
kraftmaschine wird bewirkt, daß das System verstimmt wird, bzw. die Eigen
schwingungszahl des Systems in einen Drehzahlbereich verlagert wird, der
sehr rasch durchfahren oder aber nie erreicht wird.
Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn die Einrichtung derart ausgebildet
ist, daß die Reibeinrichtung zumindest annähernd oberhalb der Leerlauf
drehzahl der Brennkraftmaschine kein Reibmoment erzeugt.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Einrichtung derart ausgebil
det ist, daß an einem Drehpunkt zwei Hebel angelenkt sind, die in Umfangs
richtung der Einrichtung betrachtet - entgegengerichtet verlaufen. Dabei
können in vorteilhafter Weise die Drehpunkte über den Umfang derart ange
ordnet sein, daß in Umfangsrichtung der Einrichtung betrachtet, Hebel
zweier benachbarter Anlenkpunkte aufeinander zu verlaufen und sich über
decken bzw. überlagern.
Weiterhin kann es für die Funktion der Einrichtung von besonderem Vorteil
sein, wenn jeweils zwischen zwei Hebeln Kraftspeicher, wie Schraubenfedern
verspannt sind, welche auf diese Hebel einwirken. Angebracht kann es dabei
sein, wenn diese Kraftspeicher jeweils zwischen zwei aufeinander zu lau
fenden bzw. sich überlagernden Hebeln verspannt sind. Dabei kann es vor
teilhaft sein, wenn die Kraftspeicher derart angebracht sind, daß sie eine
radial nach innen gerichtete Kraftkomponente auf die Reibbereiche der
Hebel erzeugen. Dies kann z. B. in vorteilhafter Weise dadurch erfolgen,
daß die Kraftspeicher ein Drehmoment auf die Hebel ausüben, welches die
Hebel nach innen drängt bzw. verschwenkt.
Zur schwenkbaren Anlenkung der Hebel an einer der Schwungmassen kann es
besonders vorteilhaft sein, wenn die Hebel an einem Ende eine Ausnehmung
aufweisen, durch welche Anlenkbolzen hindurchgreifen. Zweckmäßig kann es
dabei sein, wenn an einem derartigen Anlenkbolzen jeweils zwei Hebel
angelenkt sind, wobei diese in Umfangsrichtung der Einrichtung betrachtet
- entgegengerichtet verlaufen können. Ein besonders kostengünstiger Aufbau
der Einrichtung kann gegeben sein, wenn die Anlenkbolzen an der einen der
Schwungmassen angenietet sind.
Für den Aufbau der Einrichtung kann es außerdem von besonderem Vorteil
sein, wenn die Hebel gekrümmt sind, wobei die Gesamtheit der Hebel eine
kreisringartige Gestalt bilden können.
Ein besonders platzsparender und bezüglich der Funktion vorteilhafter
Aufbau der Einrichtung kann gegeben sein, wenn die Hebel Blechformteile
sind, wobei es dabei außerdem angebracht sein kann, wenn die Hebel im
wesentlichen flache Bauteile bilden, die in radialer Richtung ausgerichtet
sind, das bedeutet, senkrecht zur Rotationsachse der Einrichtung angeord
net sind. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die eine der Schwung
massen, an der die Hebel verschwenkbar angelenkt sind, Anschläge aufweist
zur radialen Abstützung der Hebel. In vorteilhafter Weise können diese An
schläge durch eine zumindest annähernd zylindrische Fläche der einen
Schwungmasse gebildet sein, welche die Hebel umgibt. Diese zylindrische
Fläche kann in vorteilhafter Weise durch die Innenfläche eines hohlzylin
drischen Ansatzes der einen Schwungmasse gebildet sein. Zweckmäßig kann es
sein, wenn die Abstützfläche für die Hebel leicht konisch verläuft, wobei
sich der kleinere Durchmesser im Bereich des offenen Endes des hohlzylin
drischen Ansatzes befindet. Dadurch kann gewährleistet werden, daß die
Hebel bzw. die Blechformteile bei hoher Drehzahl nicht über den Rand des
hohlzylindrischen Ansatzes wandern können.
Für die Funktion und die Lebensdauer der Einrichtung kann es weiterhin
besonders vorteilhaft sein, wenn die andere Schwungmasse eine zylindrische
Fläche aufweist, an der die Reibbereiche der Hebel angreifen. Zweckmäßig
kann es dabei sein, wenn die Blechhebel axial abgebogene Lappen aufweisen,
auf denen die Reibbereiche vorgesehen sind. Angebracht kann es dabei sein,
wenn die Reibbereiche durch auf die axialen Lappen der Blechhebel aufge
brachte Reib- oder Gleitbeläge gebildet sind.
Ein besonders platzsparender Aufbau kann gegeben sein, wenn die mit den
Reibbereichen der Hebel zusammenwirkende zylindrische Fläche der anderen
Schwungmasse Teil eines axialen Einstiches in diese Schwungmasse ist.
Dabei können in vorteilhafterweise die axialen Vorsprünge bzw. die Lappen
der Hebel axial in den Einstich hineinragen.
Weiterhin kann es für den Aufbau von Vorteil sein, wenn die mit den Hebeln
zusammenwirkenden Kraftspeicher radial außerhalb der axialen Vorsprünge
bzw. Lappen der Hebel vorgesehen sind.
Für die Funktion und die Lebensdauer der Einrichtung kann es weiterhin
besonders vorteilhaft sein, wenn die Hebel eine gekrümmte Form aufweisen,
wobei die äußere Krümmung dieser Hebel zumindest annähernd der Krümmung
der zylindrischen Anschlagfläche, an der sie sich bei höheren Drehzahlen
abstützen, entspricht. Dadurch kann sichergestellt werden, daß die Blech
hebel unter Fliehkrafteinwirkung mit dem überwiegenden äußeren Umfang an
der zylindrischen Anschlagfläche der sie tragenden Schwungmasse anliegen,
wodurch vermieden wird, daß die Blechhebel verformt bzw. verbogen werden.
Besonders vorteilhaft kann es weiterhin sein, wenn die Hebel einen Ein
schnitt aufweisen, der radial nach außen hin offen ist, wobei die Lappen
der Hebel durch die Einschnitte gebildet sein können. Nach dem Eindringen
der Einschnitte werden dann die Lappen in axialer Richtung abgebogen.
Angebracht kann es dabei sein, wenn diese Einschnitte zwischen den Endbe
reichen der Hebel eingebracht sind und derart ausgebildet sind, daß sie an
den Hebeln in Umfangsrichtung weisende Vorsprünge bilden. Zweckmäßig kann
es dabei sein, wenn die Einschnitte derart angelegt sind, daß die Lappen
jeweils zwischen einem Vorsprung und dem Anlenkbereich eines Hebels vorge
sehen sind. Weiterhin kann es besonders vorteilhaft sein, wenn Einschnitte
radial innerhalb der Vorsprünge jeweils einen sich in Umfangsrichtung
erstreckenden Schlitz bilden. Für den Aufbau der Einrichtung kann es
weiterhin besonders zweckmäßig sein, wenn die Vorsprünge zweier sich
überdeckender Hebel - in Umfangsrichtung betrachtet - entgegengerichtet
verlaufen und aufeinander zu gerichtet sind. Dabei kann in vorteilhafter
Weise jeweils zwischen zwei aufeinander zu weisenden Vorsprüngen je zweier
einander - in Achsrichtung gesehen - zumindest weitgehend überdeckenden
Hebel ein gemeinsamer Kraftspeicher verspannt sein.
Weiterhin kann es für den Aufbau und die Funktion der Einrichtung beson
ders vorteilhaft sein, wenn einer der Hebel eines Hebelpaares einen län
geren Schlitz aufweist als der andere und durch diesen längeren Schlitz
der andere Hebel mit seinen axial gerichteten Lappen hindurchgreift,
derart daß die auf den Lappen beider Hebel vorgesehene Reibbeläge sich
zumindest annähernd auf gleicher axialer Höhe befinden.
Weiterhin kann es besonders zweckmäßig sein, wenn zwischen den beiden
radial äußeren Bereichen der Schwungmassen ein Spalt vorgesehen ist für
das Einführen eines Werkzeuges zum Angriff desselben an den diesen Spalt
überdeckenden Lappen der Hebel und beim Zusammenbau der beiden Schwung
massen, die durch die Kraftspeicher nach innen vorgespannten Hebel während
des Zusammenbaues nach außen zu halten, damit die auf die Lappen aufge
brachten Reibbeläge über die zylindrische Fläche, mit der sie zusammenwir
ken, axial gebracht werden können.
Weiterhin kann es für den Aufbau der Einrichtung von Vorteil sein,
wenn die drehelastische bzw. federnde Dämpfungseinrichtung mindestens
zwei im axialen Abstand beidseits ihres flanschartigen Eingangsteils
angeordnete Seitenscheiben aufweist, die mit einer der Schwungmassen
drehfest sind und wobei zwischen dem Eingangsteil und und den Seiten
scheiben in Umfangsrichtung wirksame Dämpfungsfedern vorgesehen sind
und die Seitenscheiben verschiedene Materialstärken aufweisen. Beson
ders angebracht kann es dabei sein, wenn die Seitenscheibe, welche
durch das flanschartige Eingangsteil von der Schwungmasse, auf der sie
befestigt ist, axial getrennt ist, die größere Materialstärke auf
weist. Vorteilhaft kann es sein, wenn das Verhältnis der Materialstär
ke der dickeren Scheibe gegenüber der Materialstärke der dünneren
Scheibe zwischen 1, 5 und 3 liegt.
Anhand der Fig. 1 bis 5 sei die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine im Schnitt entsprechend der Linie X-Y der Fig. 2 dargestell
te Einrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine teilweise Ansicht gemäß dem Pfeil II der in Fig. 1 darge
stellten Einrichtung, jedoch ohne die vordere Schwungmasse,
Fig. 3 eine Einzelheit im Schnitt, gemäß der Linie V-W der Fig. 2,
die Fig. 4 und 5 weitere Einzelheiten bzw. Einzelteile, nämlich Hebel
der erfindungsgemäßen Einrichtung.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Einrichtung 1 zum Kompensieren von
Drehstößen besitzt ein Schwungrad 2, welches in zwei Schwungmassen 3 und 4
aufgeteilt ist. Die Schwungmasse 3 ist auf einer Kurbelwelle 5 einer nicht
näher dargestellen Brennkraftmaschine über Befestigungsschrauben 6 be
festigt. Auf der Schwungmasse 4 ist eine Reibungskupplung 7 über nicht
näher dargestellte Mittel befestigt. Zwischen der Druckplatte B der Rei
bungskupplung 7 und der Schwungmasse 4 ist eine Kupplungsscheibe 9 vorge
sehen, welche auf der Eingangswelle eines nicht näher dargestellten Ge
triebes aufgenommen ist. Die Druckplatte 8 der Reibungskupplung 7 wird in
Richtung der Schwungmasse 4 durch eine am Kupplungsdeckel 11 schwenkbar
gelagerte Tellerfeder 12 beaufschlagt. Durch Betätigung der Reibungskupp
lung 7 kann das Schwungrad 2 der Getriebeeingangswelle 10 zu- und abgekup
pelt werden. Zwischen der Schwungmasse 3 und der Schwungmasse 4 ist eine
erste drehelastische Dämpfungseinrichtung 13 sowie eine mit dieser in
Reihe geschaltete zweite drehelastische Dämpfungseinrichtung 14 vorge
sehen, welche eine begrenzte Relativverdrehung zwischen den beiden
Schwungmassen 3 und 4 ermöglichen.
Die beiden Schwungmassen 3 und 4 sind relativ zueinander über eine Lagerung
15 verdrehbar gelagert. Die Lagerung 15 umfaßt ein Wälzlager eines ein
reihigen Kugellagers 16. Der äußere Lagerring 17 des Wälzlagers 16 ist in
einer Ausnehmung IB der Schwungmasse 4 und der innere Lagerring 19 des
Wälzlagers 16 ist auf einem zentralen, sich axial von der Kurbelwelle 5
weg erstreckenden und in die Ausnehmung 18 hineinragenden zylindrischen
Zapfen 20 der Schwungmasse 3 angeordnet.
Im Kraftübertragungsweg zwischen den beiden Schwungmassen 3, 4 sind außer
dem eine weitere Dämpfungseinrichtung 25 und eine Reibeinrichtung 26
vorgesehen.
Die Schwungmasse 3 besitzt radial außen einen axialen, ringförmigen Fort
satz 32, der eine Kammer 33 bildet, in der die erste Dämpfungseinrichtung
13, die zweite Dämpfungseinrichtung 14, die weitere Dämpfungseinrichtung
25 und die Reibeinrichtung 26 aufgenommen sind.
Das Eingangsteil der äußeren, zweiten Dämpfungseinrichtung 14 ist durch
eine Scheibengruppe, nämlich die zwei im axialen Abstand voneinander
vorgesehenen Scheiben 34, 35 gebildet, die drehfest mit der Schwungmasse 3
sind. Die ringförmige Scheibe 35 ist mittels Niete 36 an der Schwungmas
se 3 befestigt. Die Scheibe 34 ist drehfest, jedoch axial verschiebbar
durch die Niete 36 zur Schwungmasse 3 gehalten, indem die Niete 36 durch
angepaßte Ausnehmungen 37 der Scheibe 34 axial hindurchragen. Axial
zwischen den beiden Scheiben 34 und 35 ist der Flansch 38 eingespannt,
indem ein axial zwischen der Scheibe 34 und dem radialen Flansch 39 der
Schwungmasse 3 vorgesehener Kraftspeicher in Form einer Tellerfeder 40 die
Scheibe 34 in Richtung der Scheibe 35 beaufschlagt.
Zwischen dem Flansch 38 und den beiden Scheiben 34 und 35 sind jeweils
Reibbeläge in Form von einzelnen, auf den Flansch 38 oder die Scheiben
34, 35 aufgeklebten Belagsegmenten 42 vorgesehen. Die Reibbeläge 41 sind
radial innerhalb der Niete 36 angeordnet. Der Flansch 38 und die Scheiben
34 und 35 besitzen Ausnehmungen 42, 43, 44, die die Kraftspeicher 45 auf
nehmen. Letztere wirken einer relativen Verdrehung zwischen Flansch 38 und
Scheiben 34, 35 entgegen.
Der das Ausgangsteil der zweiten Dämpfungseinrichtung 14 bildende Flansch
38 stellt gleichzeitig das Eingangsteil für die erste Dämpfungseinrichtung
13 dar. Die erste Dämpfungseinrichtung 13 besitzt eine weitere Scheiben
gruppe, nämlich die zwei beidseits des Flansches 38 angeordneten Scheiben
30, 46, die ausschließlich über Abstandsbolzen 47 in axialem Abstand mit
einander drehfest verbunden und an der Schwungmasse 4 angelenkt sind.
In den Scheiben 30 und 46 sowie in den zwischen letzteren liegenden Be
reiche des Flansches 38 sind geschlossene fensterartige Ausnehmungen
48, 48a sowie 49 eingebracht, in denen Kraftspeicher in Form von Schrauben
federn 50, 50a aufgenommen sind. Die Kraftspeicher 50, 50a wirken einer
relativen Verdrehung zwischen dem Flansch 38 und den beiden Scheiben 30, 46
entgegen. Die Abstandsbolzen 47 sind radial innerhalb der Federn 50, 50a
angeordnet.
Wie aus Fig. 1 weiterhin ersichtlich ist, besitzen die beiden Seiten
scheiben 30, 46 der federnden Dämpfungseinrichtung 13 eine unterschiedliche
Materialstärke. Die von der Schwungmasse 4 durch den Flansch 38 axial
getrennte Seitenscheibe 30 besitzt eine wesentlich größere Materialstärke
als die Seitenscheibe 46, welche sich unmittelbar an der Schwungmasse 4
axial abstützt. Die größere Materialstärke für die Seitenscheibe 26 ist
erforderlich, um zu verhindern, daß diese durch die von den Federn 50, 50a
infolge der auf sie einwirkenden Zentrifugalkraft ausgeübte Axialkraft
verbogen wird. Um eine Verbiegung bzw. eine Verformung der, eine geringere
Materialstärke aufweisenden Seitenscheibe 46 zu verhindern, weist die
Schwungmasse 4 über den Umfang verteilte axiale Vorsprünge 21 auf, welche
die Seitenscheibe 46 an einem radial weiter außen liegenden Bereich axial
abstützen. Die axialen Vorsprünge 21 sind derart angeordnet, daß sie
radial außerhalb der Federn 50, 50a an der Seitenscheibe 46 zur Anlage
kommen.
Die zwischen den Schwungmassen 3, 4 vorgesehene Reibeinrichtung 26 ist
lediglich über einen Teilbereich des gesamtmöglichen Verdrehwinkels
zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 wirksam.
Der Flansch 38 besitzt radial nach innen weisenden Zähne 64, die - in
Umfangsrichtung betrachtet - zwischen die Abstandsbolzen 47 eingreifen und
mit diesen als Anschläge zur Begrenzung des Winkelausschlages der ersten
Dämpfungseinrichtung 13 zusammenwirken.
Um zu verhindern, daß beim An- und Abstellen der Brennkraftmaschine, daß
heißt also bei Drehzahlen unterhalb der Leerlaufdrehzahl der Brennkraft
maschine große Schwingungausschläge zwischen den beiden Schwungmassen 3
und 4 infolge der auftretenden Erregungen aufschaukeln, ist die weitere
Dämpfungseinrichtung 25 vorgesehen. Die Dämpfungseinrichtung 25 bildet
eine Reibungseinrichtung 25 welche zumindest beim Durchfahren des kri
tischen Drehzahlbereiches der Brennkraftmaschine zwischen den beiden
Schwungmassen 3 und 4 eine Reibungshysterese bewirkt.
Wie insbesondere aus Fig. 2 zu entnehmen ist, weist die Reibungseinrich
tung 25 mehrere um Drehpunkte 65 verschwenkbare Hebel 66, 67 auf, deren
Konturen bzw. Formen aus den Fig. 4 und 5 näher ersichtlich sind. Die
Hebel 66 und 67 sind an der Schwungmasse 3 angelenkt, indem sie an der
ringförmigen Scheibe 35 über Schwenkniete 68 befestigt sind, wie dies
insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht. Hierfür weisen die Hebel 66, 67, wie
in Fig. 4 und 5 gezeigt, im Bereich eines ihrer Enden Ausnehmungen 69, 70
auf, durch welche die Niete 68 axial hindurchragen.
An einem Schwenkniet 68 sind jeweils ein Hebel 66 und ein Hebel 67 ange
lenkt, die in Umfangsrichtung der Einrichtung 1 betrachtet, entgegenge
richtet verlaufen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier
über den Umfang gleichmäßig verteilte Schwenkniete 68 vorgesehen und somit
auch vier Hebelpaare 66, 67. Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, verlaufen
die Hebel 66, 67 zweier aufeinanderfolgender bzw. benachbarter Schwenkniete
68 - in Umfangsrichtung der Einrichtung betrachtet - aufeinander zu und
überdecken bzw. überlagern sich - in axialer Richtung betrachtet - im
wesentlichen.
Die Hebel 66, 67 besitzen jeweils einen Reibbereich 71, 72, der mit einer
zylindrischen Fläche 73, welche auf der Schwungmasse 4 vorgesehen ist,
zusammenwirkt. Die Reibbereiche 71, 72 der Hebel 66, 67 werden gegen die
zylindrische Fläche 73 durch zwischen jeweils einem Hebelpaar 66, 67 dessen
Hebel aufeinander zu verlaufen und sich überlagern, verspannte Feder 74
gedrängt. Diese Federn 74 üben auf die Hebel 66, 67 ein Drehmoment aus,
welches die Hebel radial nach innen drängt bzw. verschwenkt um die Nie
te 68. Dadurch werden durch die Kraftspeicher auf die Reibbeläge 71, 72 der
Hebel 66, 67 ebenfalls radiale Kraftkomponenten ausgeübt, welche die Höhe
der Reibungshysterese zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 bestimmen.
Die Hebel 66, 67 sind durch Blechformteile gebildet, welche im wesentlichen
flache Bauteile sind und in redialer Richtung ausgerichtet sind.
Die Blechformteile bzw. Hebel 66, 67 weisen eine gekrümmte Form auf, so daß
sie radial innerhalb des verschmälerten axial verlaufenden Endbereiches 32
des hohlzylindrischen Fortsatzes 32 der Schwungmasse 3 angeordnet werden
können.
Die innere Mantelfläche 75 des axial verlaufenden Endbereiches 32a des
Fortsatzes 32 umschließt die Hebel 66, 67 und bildet für diese eine radial
Anschlagfläche. An dieser Anschlagfläche 75 stützen sich die Hebel 66, 67
mit ihrer äußeren Kontur ab bei Drehzahlen oberhalb der Leerlaufdrehzahl
der Brennkraftmaschine. Die von der Stirnfläche der Schwungmasse 3, welche
der Schwungmasse 4 zugewandt ist, ausgehende Mantelfläche bzw. Anschlag
fläche 75 ist leicht konisch ausgebildet, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich
ist. Dadurch wird sichergestellt, daß die Hebel bzw. Segmentblech unter
hoher Drehzahl zurückgehalten werden und nicht über den Rand des Endbe
reiches 32a abwandern können.
Die radial äußeren Konturen 76, 77 der Hebel 66, 67 weisen zumindest an
nähernde gleiche Krümmung auf wie die Anschlagfläche 75, so daß die Hebel
66, 67 sich unter Fliehkrafteinwirkung mit der ganzen äußeren Kontur an der
Anlagefläche 75 anlegen kann, wodurch Spannungsspitzen im Werkstoff der
Schwungmasse 3 und in den Hebeln vermieden werden. Die Krümmungen 76 und
77 sind in den Fig. 4 und 5 angedeutet.
Die Hebel 66, 67 weisen axial abgebogenen Lappen 78, 79 auf, welche die
Reibbereiche 71, 72 tragen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die Reibbereiche 71, 72 durch Belagsegmente gebildet, welche auf die Lappen
78, 79 aufgeklebt sind. Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, greifen
diese Lappen 78, 79 axial in einen Einstich 80 der Schwungmasse 4. Durch
diesen Einstich 80 wird die zylindrische Reibfläche 73 gebildet, welche
mit den Reibbelägen 71, 72 der Hebel 66, 67 zusammenwirkt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Federn 74 radial außerhalb der
Lappen 78, 79 der Hebel 66, 67 vorgesehen, an denen sie angreifen.
Wie insbesondere aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, weisen die Hebel
66, 67 radial nach außen hin offene Ausschnitte 81, 82 auf. Diese Aus
schnitte 81, 82 sind zwischen den Endbereichen der Hebel 66, 67 eingebracht.
Bei den gezeigten Hebeln sind diese Einschnitte 81, 82 zumindest annähernd
im mittleren Bereich der Hebel 66, 67 eingebracht. Wie in Verbindung mit
Fig. 1 ersichtlich ist, werden die Lappen 78, 79 der Hebel 66, 67 beim
Einbringen der Ausschnitte 81, 82 gebildet und danach in axialer Richtung
abgebogen.
Wie weiterhin aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, werden durch die
Ausschnitte 81, 82 an den Hebeln 66, 67 in Umfangsrichtung weisende Vor
sprünge 83, 84 gebildet. Hierfür bilden die Ausschnitte 81, 82 radial inner
halb der Vorsprünge 83, 84 jeweils einen sich in Umfangsrichtung er
streckenden Schlitz 85, 86. Wie weiterhin ersichtlich ist, sind die Lappen
78, 79 jeweils zwischen einem Vorsprung 83 bzw. 84 und einer Ausnehmung 69
bzw. 70 zur drehbaren Lagerung der Hebel vorgesehen.
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Hebel 66, 67 in die
Einrichtung 1 derart eingebaut, daß die Vorsprünge 83, 84 zweier sich
überdeckender Hebel 66, 67 - in Umfangsrichtung betrachtet - entgegenge
richtet verlaufen und aufeinander zu gerichtet sind. Zwischen den auf
einander zu gerichteten Endbereichen der Vorsprünge 83, 84 sind die Federn
74 verspannt. Zur Halterung der Federn 74 bilden die Endbereiche der
Vorsprünge 83, 84 Nasen 87, 88, welche axial in die Endbereiche der Federn
74 eingreifen.
Die die Federn 74 zwischen sich auf nehmenden Vorsprüngen 83, 84 sind in
bezug auf die Anschlagfläche 75 derart ausgebildet und angeordnet, daß
sich die Federn 74 unter Fliehkrafteinwirkung an der Mantelfläche 75 der
Schwungmasse anlegen bzw. abstützen können.
Wie in Verbindung mit den Fig. 2, 4 und 5 ersichtlich ist, weist der
eine Hebel 66 einen längeren Schlitz 85 auf, als derjenige 86 des ihn
überlagernden anderen Hebels 67. Durch diesen längeren Schlitz 85 er
streckt sich axial der Lappen 79 des Hebels 67.
Wie weiterhin aus den Fig. 2, 4 und 5 ersichtlich ist, sind - in Um
fangsrichtung betrachtet - die Lappen 78, 79 der Hebel 66, 67 länger als die
auf diese aufgeklebten Reibbeläge 71, 72. An den überstehenden, nicht
beklebten Lappenenden können die Hebel 66, 67 entgegen der Kraft der Fe
dern 74 mittels einer Zange radial nach außen hin gezogen werden. Dies ist
insbesondere vorteilhaft für die Montage der Schwungmasse 4 auf der
Schwungmasse 3, da die Reibbeläge 71, 72, ohne beschädigt zu werden, axial
über die zylindrische Fläche 73 geführt werden müssen.
Je nach Auslegung der Federn 74 bzw. der Anordnung der Lappen 78, 79 rela
tiv zu den Schwenknieten 68 kann die durch die Reibeinrichtung 25 zwischen
den beiden Schwungmassen 3 und 4 hervorgerufenen Reibungshysterese größer
oder kleiner ausgelegt werden.
Für viele Anwendungsfälle hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn diese
Hysterese in der Größenordnung von 20 Nm liegt.
Die Federn 74 sind derart ausgelegt, daß bei Rotation des Schwungrades 2
zumindest annähernd bis zur Leerlaufdrehzahl eine Reibungshysterese
zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 vorhanden ist. Bevor die Brenn
kraftmaschine beim Hochdrehen die Leerlaufdrehzahl erreicht, ist die auf
die Hebel 66, 67 einwirkende Zentrifugalkraft ausreichend groß, um die
Federn 74 zwischen den aufeinander zu weisenden Vorsprüngen 83, 84 zusam
menzudrücken, wodurch die Reibbeläge 71, 72 von der zylindrischen Fläche 73
abheben und die durch diese hervorgerufene Reibungshysterese aufgehoben
wird. Die Federn 74 werden so lange zusammengedrückt bis die Hebel 66, 67
mit ihren äußeren Konturen 76, 77 sich an der Anlagefläche 75 abstützen
können.
Beim Abstellen der Brennkraftmaschine wird die auf die Hebel 66, 67 ein
wirkende Zentrifugalkraft aufgrund der Verringerung der Drehzahl des
Schwungrades 2 abgebaut, so daß dann zumindest annähernd bei Leerlaufdreh
zahl die Reibbeläge 71, 72 infolge der durch die Federn 74 aufgebrachten
Kraft wieder gegen die Reibfläche 73 gedrückt werden. Sobald die
Reibbeläge 71, 72 an der Fläche 73 anliegen, nimmt die zwischen den beiden
Schwungmassen 3 und 4 erzeugte Reibungshysterese mit abnehmender Drehzahl
zu.
Zweckmäßig ist es, wenn die Federn 74 mit einer derartigen Vorspannung
eingebaut werden, daß das von ihnen auf die Hebel 66, 67 ausgeübte Dreh
moment zumindest annähernd dem Moment entspricht, welches durch die auf
die Hebel einwirkenden Zentrifugalkraft bei Leerlauf erzeugt.
Claims (37)
1. Dämpfungseinrichtung zum Aufnehmen bzw. Ausgleichen von Drehstößen,
insbesondere Drehmomentschwankungen einer Brennkraftmaschine mittels
mindestens zweier, koaxial angeordneter, entgegen der Wirkung min
destens einer drehelastischen Dämpfungseinrichtung zueinander ver
drehbarer Schwungmassen, sowie mindestens einer zwischen den
Schwungmassen, vorgesehenen und fliehkraftabhängigen Reibungs
einrichtung mit
mehreren, um einen Drehpunkt verschwenkbaren Hebeln, die an
einer der Schwungmassen vorgesehen sind und jeweils mindestens einen
Reibbereich aufweisen, der mit der anderen Schwungmasse zusammen
wirkt, wobei die Reibbereiche durch auf die Hebel einwirkende, in Umfangsrichtung wirksame Kraft
speicher gegen die andere Schwungmasse gedrängt werden und das
Reibmoment der Reibeinrichtung durch die mit zunehmender Drehzahl
auf die Hebel einwirkende Fliehkraft verringerbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
annähernd oberhalb der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine kein
Reibmoment vorhanden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an
einem Drehpunkt zwei Hebel angelenkt sind, die, in Umfangsrichtung
der Einrichtung betrachtet, entgegengerichtet verlaufen.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß in Umfangsrichtung der Einrichtung betrachtet, Hebel zweier
benachbarter Anlenkpunkte aufeinander zu verlaufen und sich über
decken.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß die auf die Hebel einwirkenden Kraftspeicher jeweils
zwischen zwei Hebeln verspannt sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Kraftspeicher jeweils zwischen zwei aufeinander zu lau
fenden Hebeln verspannt sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Kraftspeicher eine radial nach innen gerichtete Kraft
komponente auf die Reibbereiche der Hebel erzeugen.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Kraftspeicher ein Drehmoment auf die Hebel ausüben,
welches die Hebel nach innen drängt.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Hebel an einem Ende eine Ausnehmung aufweisen, durch
welche Anlenkbolzen hindurchgreifen.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenk
bolzen an der einen der Schwungmassen angenietet sind.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hebel gekrümmt sind.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Hebel Blechformteile sind.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich
net, daß die Hebel im wesentlichen flache Bauteile sind und in
radialer Richtung ausgerichtet sind.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich
net, daß die eine der Schwungmassen an der die Hebel verschwenkbar
angelenkt sind, Anschläge (75) aufweist zur radialen Abstützung der
Hebel.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Anschläge
durch eine zumindest annähernd zylindrische Fläche der einen
Schwungmasse gebildet sind, welche die Hebel umgibt.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zylin
drische Fläche die Innenfläche eines hohlzylindrischen Ansatzes der
einen Schwungmasse ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeich
net, daß die Abstützfläche für die Hebel leicht konisch verläuft,
wobei sich der kleinere Durchmesser im Bereich des offenen Endes des
hohlzylindrischen Ansatzes befindet.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeich
net, daß die andere Schwungmasse eine zylindrische Fläche aufweist,
auf der die Reibbereiche der Hebel angreifen.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeich
net, daß die Blechhebel axial abgebogene Lappen aufweisen, auf denen
die Reibbereiche vorgesehen sind.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeich
net, daß auf den axialen Lappen der Blechhebel ein Reib- oder Gleit
belag aufgebracht ist.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichn
et, daß die mit den Reibbereichen der Hebel zusammenwirkende zylin
drische Fläche der anderen Schwungmasse Teil eines axialen Ein
stiches in diese Schwungmasse ist.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeich
net, daß die axialen Vorsprünge bzw. die Lappen der Hebel axial in
den Einstich hineinragen.
23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeich
net, daß die Kraftspeicher radial außerhalb der Lappen der Hebel
vorgesehen sind, an denen sie angreifen.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeich
net, daß die Hebel eine gekrümmte Form aufweisen, wobei die äußere
Krümmung zumindest annähernd der Krümmung der zylindrischen An
schlagfläche entspricht.
25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeich
net, daß die Hebel einen Einschnitt aufweisen, der radial nach außen
hin offen ist.
26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeich
net, daß die Lappen der Hebel durch die Einschnitte gebildet wurden.
27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeich
net, daß die Einschnitte zwischen den Endbereichen der Hebel einge
bracht sind.
28. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeich
net, daß durch die Einschnitte an den Hebeln in Umfangsrichtung
weisende Vorsprünge gebildet sind.
29. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeich
net, daß die Lappen jeweils zwischen einem Vorsprung und dem Anlenk
bereich eines Hebels vorgesehen sind.
30. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeich
net, daß die Einschnitte radial innerhalb der Vorsprünge jeweils
einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitz bilden.
31. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeich
net, daß die Vorsprünge zweier sich überdeckender Hebel - in Um
fangsrichtung betrachtet - entgegen gerichtet verlaufen und auf
einander zugerichtet sind.
32. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen zwei aufeinander zu weisenden Vorsprüngen je
zweier einander - in Achsrichtung gesehen - zumindest weitgehend
überdeckende Hebel ein gemeinsamer Kraftspeicher verspannt ist.
33. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß einer der Hebel eines Hebelpaares einen
längeren Schlitz aufweist als der andere und durch den längeren
Schlitz der andere Hebel mit seinem axial gerichteten Lappen hin
durchgreift und die auf den Lappen vorgesehene Reibbeläge sich auf
gleicher axialer Höhe befinden.
34. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden radial äußeren
Bereichen der Schwungmassen ein Spalt vorhanden ist für das Einfah
ren eines Werkzeuges zum Angriff desselben an den, diesen Spalt
axial überdeckenden Lappen der Hebel.
35. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die drehelastische Dämpfungseinrichtung mindestens zwei beid
seits ihres flanschartigen Eingangsteils angeordnete Seitenscheiben
aufweist, die mit einer der Schwungmassen drehfest sind und wobei
zwischen dem Eingangsteil und den Seitenscheiben in Umfangsrichtung
wirksame Dämpfungsfedern vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Seitenscheiben verschiedene Materialstärken aufweisen.
36. Einrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Sei
tenscheibe, welche durch das flanschartige Eingangsteil von der
Schwungmasse, auf der sie befestigt ist, axial getrennt ist, die
größere Materialstärke aufweist.
37. Einrichtung nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verhältnis der Materialstärke der dickeren Scheibe gegenüber der
Materialstärke der dünneren Scheibe zwischen 1,5 und 3 liegt.
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