DE3901454C2 - Schwungrad - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Schwungrad zum Kompensieren der Drehstöße von
Brennkraftmaschinen mit einer wirkungsmäßig zwischen zwei relativ zueinander
verdrehbaren Schwungmassen angeordneten drehelastischen Dämpfungsvor
kehrung, wobei die eine, erste, Schwungmasse mit der Brennkraftmaschine und
die andere, zweite, mit dem Eingangsteil eines Getriebes verbindbar ist und
wobei weiterhin, ausgehend von einer Ruhestellung bzw. einem Mittellagenbe
reich der Schwungmassen bei einer Relativverdrehung derselben in wenigstens
eine Drehrichtung ein erster Dämpfer über einen ersten Winkelbereich mit einer
geringeren Verdrehwiderstandsmomentenrate im wesentlichen alleine wirksam
ist und wenigstens ein weiterer Dämpfer mit einer größeren Verdrehwider
standsmomentenrate über einen sich daran anschließenden, zweiten Winkelbe
reich wirksam wird.
Bei den bisher z. B. durch die DE 37 21 710 A1 vorgeschlagenen Schwungrä
dern dieser Art sind die Kraftspeicher des ersten Dämpfers, die praktisch alleine
über den ersten Verdrehwinkelbereich komprimiert werden, in Umfangsrichtung
gesehen, zwischen den Kraftspeichern höherer Steifigkeit des weiteren Dämp
fers und auf gleicher radialer Höhe mit letzteren angeordnet. Ein derartiger Auf
bau hat jedoch den Nachteil, daß durch den umfangsmäßigen Platzbedarf der
Kraftspeicher des ersten Dämpfers die durch den zweiten Dämpfer, welcher den
Hauptdämpfer darstellt, mögliche winkelmäßige Verdrehung zwischen den
Schwungmassen reduziert bzw. begrenzt ist, was für manche Anwendungsfälle
derartiger Schwungräder nachteilig ist. Ähnliche Schwungräder sind z. B. auch
durch die DE 34 30 457 A1 bekannt geworden.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Schwungrad der
eingangs genannten Art zu schaffen, das eine einwandfreie Filtrierung sowohl
der im Leerlaufbetrieb als auch im Lastbetrieb auftretenden Schwingungen zwi
schen Brennkraftmaschine und Getriebe gewährleistet. Ein weiteres Ziel der
Erfindung ist es, die bereits vorgeschlagenen Schwungräder der eingangs ge
nannten Art zu verbessern, wobei das erfindungsgemäße Schwungrad in be
sonders einfacher und preiswerter Weise herstellbar sein soll.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß wenigstens ein Kraftspei
cher des weiteren Dämpfers in der winkelmäßigen Ruhestellung zwischen den
beiden Schwungmassen, also, wenn praktisch kein Moment durch das
Schwungrad übertragen wird, von der ersten Schwungmasse gehalten bzw.
getragen wird, weiterhin mindestens ein Kraftspeicher geringerer Steifigkeit
des ersten Dämpfers von einem mit der zweiten Schwungmasse
antriebsmäßig gekoppelten scheibenartigen Bauteil gehalten
bzw. getragen ist und von einem weiteren Bauteil beaufschlag
bar bzw. komprimierbar ist, welches gegenüber dem scheibenar
tigen Bauteil verdrehbar ist und sich in Umfangsrichtung
beidseits an einem Kraftspeicher höherer Steifigkeit des
weiteren Dämpfers abstützt. Durch einen derartigen Aufbau der
drehelastischen Dämpfungsvorkehrung des Schwungrades kann in
einem ersten Verdrehwinkelbereich, welcher kleineren
Winkelausschlägen zwischen den Schwungmassen entspricht, der
einem Kraftspeicher des weiteren Dämpfers zugeordnete
Kraftspeicher des ersten Dämpfers - in beide Verdrehrichtun
gen zwischen den Schwungmassen - durch den zugeordneten
Kraftspeicher des weiteren Dämpfers komprimiert werden. Ein
besonders vorteilhafter Aufbau kann sich dadurch ergeben, daß
das weitere Bauteil durch wenigstens ein sektorförmiges Teil
gebildet ist, das im wesentlichen radial innerhalb eines
Kraftspeichers des weiteren Dämpfers vorgesehen ist und mit
radial verlaufenden Abschnitten an dessen Endbereichen
anliegt. Das sektorförmige Teil kann dabei in vorteilhafter
Weise wenigstens eine Aufnahme, wie Fenster für einen
Kraftspeicher des ersten Dämpfers besitzen. Eine für die
Funktion besonders vorteilhafte Ausgestaltung kann dadurch
gebildet werden, daß die einander zugeordneten Aufnahmen für
einen Kraftspeicher des ersten Dämpfers im scheibenartigen
Bauteil und im sektorförmigen Teil gleiche Länge besitzen.
Die Länge dieser Aufnahmen und die Länge des darin aufgenom
menen Kraftspeichers können dabei gleich sein oder es kann
der Kraftspeicher im entspannten Zustand länger sein als die
Aufnahmen, so daß er mit Vorspannung in diesen Aufnahmen
aufgenommen ist.
Das sektorförmige Teil kann in vorteilhafter Weise am
scheibenartigen Bauteil in Umfangsrichtung verlagerbar
geführt, in radialer Richtung jedoch abgestützt sein. Für die
Halterung und Beaufschlagung des Kraftspeichers des ersten
Dämpfers kann es besonders zweckmäßig sein, wenn innerhalb
eines Kraftspeichers des weiteren Dämpfers beidseits des
scheibenartigen Bauteils je ein sektorförmiges Teil vorhanden
ist, die über Abstandsmittel verbunden sind, welche sich
axial durch in Umfangsrichtung längliche Ausnehmungen im
scheibenartigen Bauteil erstrecken können. Die Abstandsmittel
können dabei derart ausgebildet sein, daß sie die sektor
förmigen Teile fest miteinander verbinden und am scheibenar
tigen Teil bei Fliehkrafteinwirkung abstützen.
Für den Aufbau und die Funktion des Schwungrades kann es
besonders zweckmäßig sein, wenn der erste Dämpfer wenigstens
zwei diametral gegenüberliegende Kraftspeicher aufweist, die
in der Ruhestellung der Schwungmassen zueinander - in
Umfangsrichtung betrachtet - jeweils zumindest annähernd
mittig zu einem wesentlich längeren Kraftspeicher des
weiteren Dämpfers vorgesehen sind. Der weitere Dämpfer kann
dabei zwei Stufen besitzen, nämlich eine erste, über einen
verhältnismäßig großen Winkelbereich wirksame Stufe mit einer
relativ niedrigen Verdrehwiderstandsmomentenrate und einer
zweiten Stufe mit einem gegenüber der ersten verhältnismäßig
kleinen Verdrehwinkelbereich und wesentlich größerer
Verdrehwiderstandsmomentenrate.
Bei einem derartigen Aufbau der drehelastischen Dämpfungsvor
kehrung kann es zweckmäßig sein, wenn die Kraftspeicher des
ersten Dämpfers radial innerhalb, der Kraftspeicher der ersten
Stufe des weiteren Dämpfers angeordnet sind. Weiterhin können
in vorteilhafter Weise die Kraftspeicher der ersten Stufe und
der zweiten Stufe des weiteren Dämpfers in Umfangsrichtung
abwechselnd angeordnet sein.
Weiterhin kann es für die Funktion der Dämpfungsvorkehrung
des Schwungrades von besonderem Vorteil sein, wenn der erste
Dämpfer und der weitere Dämpfer in Reihe geschaltet an
geordnet sind.
Ein besonders vorteilhafter Aufbau des Schwungrades kann
dadurch ermöglicht werden, daß die Dämpfungsvorkehrung
zumindest einen durch Bauteile der einen Schwungmasse
gebildeten Ringkanal aufweist, in dem die Kraftspeicher des
weiteren Dämpfers auf gleichem Durchmesser enthalten und
beaufschlagbar sind, wobei der Ringkanal durch das mit der
zweiten Schwungmasse in Drehschluß stehende, radial in den
Ringkanal hineinragende, scheibenartige Bauteil, wie Flansch
körper, das die anderen Abstützbereiche für die Federn des
weiteren Dämpfers bildet, zumindest teilweise verschlossen
ist. Das scheibenartige Bauteil bzw. der Flanschkörper kann
dabei im äußeren Bereich radiale Ausleger angeformt haben,
die in den radialen Bereich des Ringkanals einmünden und an
denen die Federn des weiteren Dämpfers abstützbar sind. Um
eine einfache Herstellung des Schwungrades zu gewährleisten,
kann der Ringkanal aus zwei schalenartigen Körpern gebildet
werden, wobei wenigstens einer dieser Körper ein Blech
formteil sein kann. Die Abstützungen für die Federn des
weiteren Dämpfers können dabei an den schalenartigen Körpern
derart vorgesehen sein, daß sie den Ringkanal in einzelne
Sektoren unterteilen, in denen die Federn aufgenommen sind.
Die Abstützungen für die Federn des weiteren Dämpfers können
in einfacher Weise durch taschenförmige Anformungen gebildet
werden.
Weiterhin kann es für die Funktion der Dämpfungseinrichtung
de Schwungrades von Vorteil sein, wenn die von den Auslegern
des Flanschkörpers gebildeten Beaufschlagungsbereiche für die
Federn des weiteren Dämpfers gegenüber den beidseits von
diesen Federn vorgesehenen Abstützungen im Ringkanal - in
Umfangsrichtung betrachtet - versetzt angeordnet sind.
Ein besonders einfacher Aufbau des Schwungrades kann dadurch
erzielt werden, daß das scheibenartige Bauteil, wie Flansch
körper, radial äußere, durch radiale Ausleger in Umfangsrich
tung voneinander getrennte Ausschnitte besitzt, in denen die
Federn des weiteren Dämpfers aufgenommen sind, sowie radial
weiter innen liegende Fenster aufweist, in denen die Federn
des ersten Dämpfers vorgesehen sind. Die Ausschnitte des
scheibenartigen Bauteils zur Aufnahme der Federn der ersten
Stufe des weiteren Dämpfers können dabei in Umfangsrichtung
größer sein als die ihnen zugeordneten Federaufnahmesektoren
des Ringkanals. Weiterhin können die Ausschnitte des
scheibenartigen Bauteils zur Aufnahme der Federn der zweiten
Stufe des weiteren Dämpfers in Umfangsrichtung wesentlich
kürzer sein als die zugeordneten Federaufnahmesektoren des
Ringkanals.
Für die Lebensdauer und die Funktionsweise der Dämpfungsvor
kehrung des Schwungrades kann es zweckmäßig sein, wenn zur
Begrenzung der Verdrehung zwischen den Schwungmassen die
Federn der zweiten Stufe desweiteren Dämpfers auf Block
gehen, das bedeutet also, daß deren Windungen aufeinander zur
Anlage kommen. Weiterhin kann in der durch die Gehäusehälften
bzw. die schalenartigen Körper gebildeten Kammer viskoses
Medium aufgenommen sein, das sich zumindest über einen
Teilbereich der radialen Erstreckung der Kraftspeicher des
weiteren Dämpfers erstreckt.
Anhand der Fig. 1 und 2 sei die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung im Schnitt,
Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1,
jedoch mit Ausbrüchen,
Fig. 3 eine Einzelheit einer anderen erfindungsgemäßen
Einrichtung und
Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV der Fig. 3.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Drehmomentübertra
gungseinrichtung 1 zum Kompensieren von Drehstößen besitzt
ein Schwungrad 2, welches in zwei Schwungradelemente 3 und 4
aufgeteilt ist. Das Schwungradelement 3 ist auf der Kurbel
welle einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine über
Befestigungsschrauben befestigbar. Auf dem Schwungradelement
4 ist in bekannter Weise (Z. B. DE 37 03 123 C2) eine
schaltbare Reibungskupplung befestigbar mit einer Kupplungs
scheibe, welche auf der Eingangswelle eines Getriebes
aufnehmbar ist. Durch Betätigung der Reibungskupplung kann
das Schwungradelement 4 und somit auch das Schwungrad 2 bzw.
die Brennkraftmaschine der Getriebeeingangswelle zu- und
abgekuppelt werden. Zwischen dem Schwungradelement 3 und dem
Schwungradelement 4 sind zwei Dämpfer 13, 14 vorgesehen, die
eine Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungradelemen
ten 3 und 4 ermöglichen. Die beiden Schwungradelemente 3 und
4 sind zueinander verdrehbar über eine Lagerung 15 gelagert.
Das Schwungradelement 3 bildet ein Gehäuse, das eine
ringförmige Kammer 30 begrenzt, in der die Dämpfungseinrich
tungen 13, 14 aufgenommen sind.
Das die ringförmige Kammer 30 aufweisende Schwungradelement 3
besteht im wesentlichen aus zwei Gehäuseteilen 31, 32, die
radial außen miteinander verbunden sind. Die beiden Gehäuse
teile 31, 32 sind durch Blechformteile gebildet, die an ihrem
äußeren Umfang miteinander durch Verschweißung 33, wie
Widerstandsstumpfschweißung verbunden sind.
Das Ausgangsteil des Dämpfers 13 ist durch einen radialen
Flansch 41 gebildet, der axial zwischen den beiden Gehäuse
teilen 31, 32 angeordnet ist. Der Flansch 41 ist mit seinen
radial inneren Bereichen auf der Stirnseite 42 des in
Richtung des motorseitigen Gehäuseteils 31 weisenden axialen
Ansatz 43 des Schwungradelementes 4 über Niete 26 befestigt.
Der Flansch 41 weist an seinem Außenumfang radiale Ausleger
44 auf, welche die Beaufschlagungsbereiche für die Kraft
speicher in Form von Schraubenfedern 45, 45a des Dämpfers 13
bilden.
Die beiden Gehäuseteile 31, 32 bilden radial außen eine
ringkanalartige bzw. torusähnliche Aufnahme 51, die in
einzelne ringbogenartige bzw. sektorförmige Aufnahmen 51a, 51b
unterteilt ist, in denen die Federn 45, 45a vorgesehen sind.
Die ringkanalartige Aufnahme 51 für die Kraftspeicher 45, 45a
ist im wesentlichen durch sich über den Umfang erstreckende
axiale Einbuchtungen bzw. Anprägungen 52, 53 gebildet, welche
in die aus Blech hergestellten Gehäuseteile 31, 32 eingebracht
sind und in die beidseits des Flansches 41 überstehenden
Bereiche der Kraftspeicher 45, 45a axial eintauchen. Die
radialen Ausleger 44 des Flansches 41 erstrecken sich
zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Federn 45, 45a.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die axialen Einbuchtun
gen 52, 53 im Querschnitt derart ausgebildet, daß deren
bogenartiger Verlauf zumindest annähernd an den Umfang des
Querschnittes der Kraftspeicher 45, 45a angeglichen ist. Die
äußeren Bereiche der Einbuchtungen 52, 53 können somit für die
Kraftspeicher 45, 45a Anlagebereiche bzw. Führungsbereiche
bilden, an denen sich die Kraftspeicher 45, 45a zumindest
unter Fliehkrafteinwirkung radial abstützen können.
Zur Verringerung des Verschleißes an den radialen Abstützbe
reichen der ringkanalartigen Aufnahme 51 für die Federn
45, 45a ist im vorliegenden Falle ein eine hohe Härte
aufweisender Verschleißschutz 81 vorgesehen, der sich
zumindest im Bereich der Federn 45, 45a über den Umfang der
ringkanalartigen Aufnahme 51 erstreckt und die Federn 45, 45a
umschließt.
Zur Beaufschlagung der Kraftspeicher 45, 45a sind axial
beidseits der Ausleger 44 Umfangsanschläge 55, 55a vorgesehen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Um
fangsanschläge 55, 55a durch in die Blechformteile 31, 32
eingeprägte Anformungen gebildet, welche in der ringkanalar
tigen Aufnahme 51 axiale Vorsprünge bilden.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind in der Ruhestellung der
Einrichtung 1 die Ausleger 44 des Flansches 41 und die
Umfangsanschläge 55, 55a in bezug aufeinander derart positio
niert, daß deren Angriffs- bzw. Beaufschlagungsbereiche für
die Federn 45, 45a in Umfangsrichtung zueinander versetzt
sind.
Der radial innen liegende Dämpfer 14 besitzt Federn 27, die
in Umfangsrichtung betrachtet, jeweils gegenüber einer Feder
45a in etwa mittig angeordnet sind. Die Federn 27 sind
jeweils in einer Ausnehmung 28 des Flansches 41 sowie in
Fenstern 29, 29a zweier axial beabstandeter sektorförmiger
Bauteile 34, 35, welche axial zwischen sich den Flansch 41
aufnehmen. Die in Umfangsrichtung gekrümmt ausgebildeten
Bauteile 34, 35 sind über Abstandsniete 36 axial fest
miteinander verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbei
spiel ist, in Umfangsrichtung betrachtet, beidseits einer
Feder 27 ein Abstandsniet 36 vorgesehen. Die Abstandsniete 36
erstrecken sich axial durch in Umfangsrichtung längliche
Ausnehmungen 37, welche im Flansch 41 eingebracht sind. Die
Abstandsniete 36 und die länglichen Ausnehmungen 37 sind
aufeinander derart abgestimmt, daß die sektorförmigen
Bauteile 34, 35 gegenüber dem Flansch 41 in Umfangsrichtung
verdrehbar, in radialer Richtung jedoch nicht verlagerbar
geführt sind, wodurch sie gegen die auf sie bei rotierender
Einrichtung 1 einwirkende Fliehkraft am Flansch 41 gesichert
sind. An ihren in Umfangsrichtung betrachteten Endbereichen
besitzen die sektorförmigen Bauteile 34, 35 radial nach außen
gerichtete Bereiche 34a, 34b bzw. 35a, 35b, mit denen sie die
Endbereiche der Federn 45a spielfrei umklammern. Bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen 28 im
Flansch 41 und die Fenster 29, 29a in den sektorförmigen
Bauteilen 34, 35 in Umfangsrichtung gleich lang ausgebildet,
so daß durch die Federn 27 - bei fehlendem Drehmoment - eine
definierte Lage der sektorförmigen Bauteile 34, 35 gegenüber
dem Flansch 41 gewährleistet ist. Die Federn 45a erstrecken
sich über die gesamte winkelmäßige Länge der sie aufnehmenden
sektorförmigen Aufnahmen 51b, so daß über die sich an den
Endbereichen der Federn 45a abstützenden sektorförmigen
Bauteile 34, 35 - bei fehlendem Drehmoment - ebenfalls eine
winkelmäßig definierte Lage zwischen dem Schwungradelement 3
und dem Flansch 41 bzw. dem Schwungradelement 4 gegeben ist.
Die Federn 45a können mit einer bestimmten Vorspannung in die
Aufnahmen 51b eingebaut werden.
Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, sind in der Ausgangslage
der Einrichtung 1 die Beaufschlagungsbereiche bzw. Kanten 44a
bzw. 44b der Ausleger 44 und die Beaufschlagungsbereiche bzw.
Kanten 46a bzw. 46b der Umfangsanschläge 55, 55a für die
Federn 45a in Umfangsrichtung derart versetzt, daß zwischen
den Beaufschlagungsbereichen 44a und 44b des Flansches 41 und
den mit diesen zusammenwirkenden Endbereichen der Federn 45a
in die eine Drehrichtung eine dem Verdrehspiel 47a und in die
andere Drehrichtung eine dem Verdrehspiel 47b entsprechende
Verdrehung möglich ist, bevor die Federn 45a beginnen
zusammengedrückt zu werden. Bei dem dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel ist das größere Verdrehspiel 47a für den
Schubbetrieb vorgesehen und das kleinere Verdrehspiel 47b für
den Zugbetrieb.
Wie aus Fig. 2 weiterhin ersichtlich ist, erstrecken sich
die Federn 45a über einen verhältnismäßig großen Winkelsek
tor, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der
Größenordnung von 90° liegt, so daß die Federn 45a einen
verhältnismäßig großen Verdrehwinkel zwischen dem Flansch 41
bzw. dem Schwungradelement 4 und dem Schwungradelement 3
zulassen. Im Verhältnis zu den Federn 45a sind die Federn 45
der zweiten Stufe des Dämpfers 13 verhältnismäßig kurz
ausgebildet. Die Federn 45 sind jeweils in einem in die
radial äußeren Bereiche des Flansches 41 eingebrachten
Ausschnitt 48 aufgenommen. In der Ausgangsstellung der
Einrichtung 1 ist zwischen den Endbereichen der Federn 45 und
den mit diesen zusammenwirkenden Beaufschlagungsbereichen
46c, 46d der Umfangsanschläge 55, 55a in beide Drehrichtungen
ein verhältnismäßig großer Verdrehwinkel 49 bzw. 49a möglich,
bevor die Kraftspeicher 45 komprimiert werden. Der tat
sächlich mögliche Verdrehwinkel 49 bzw. 49a ist etwas größer
als der in Fig. 2 angedeutete, da zusätzlich noch ein
Verdrehspiel zwischen den Federn 45 und den gegenüber diesen
etwas länger ausgebildeten Ausschnitten 48 möglich ist. Das
vorerwähnte mögliche Verdrehspiel 49 bzw. 49a ist derart
ausgelegt, daß die Federn 45 erst im Endbereich des möglichen
maximalen Verdrehwinkels, z. B. über die letzten 2 bis 8° in
Schub- und/oder Zugrichtung wirksam werden und durch Anlegen
deren Windungen, das bedeutet, durch "Auf-Block-Gehen" die
Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungradelementen 3
und 4 begrenzen.
Die Federrate der Federn 27 ist geringer als die Federrate
der Federn 45a, wobei letztere wiederum geringer ist als die
Federrate der Federn 45. Durch eine derartige Bemessung der
einzelnen Federn wird erreicht, daß ausgehend von der
neutralen Stellung bei einer Relativverdrehung zwischen den
beiden Schwungradelementen 3 und 4 zunächst die Federn 27 im
wesentlichen alleine komprimiert werden und erst nach
Durchfahren eines bestimmten Verdrehwinkels, nämlich 47a oder
47b die Federn 45a zur Wirkung kommen, wobei die Federn 27
dann nicht mehr weiter komprimiert werden. Erst im Endbereich
des möglichen Gesamtverdrehwinkels in Schub- und/oder
Zugrichtung kommen dann die Federn 45 zusätzlich zu den
Federn 45a zur Wirkung.
Wie die Federn 27 und 45a, welche zwischen den beiden
Schwungradelementen 3 und 4 in Reihe geschaltet sind, zum
Einsatz kommen, ist abhängig von dem gewählten Einbauzustand
der Federn 45a in der Ausgangsstellung. So können die Federn
45a, falls keine oder nur eine geringe Vorspannung derselben
vorhanden ist, über die Federn 27 bereits um einen bestimmten
Betrag komprimiert werden, bevor die Ausleger 44 an den
Federn 45a zur Anlage kommen. Es können also die Federn 27
über einen bestimmten Verdrehwinkelbereich zunächst alleine,
dann in Reihenschaltung über einen weiteren Winkelbereich
gemeinsam mit den Federn 45a komprimiert werden und danach
über einen weiteren verhältnismäßig großen Winkelbereich nur
noch die Federn 45a. Durch letztere Auslegung können Sprünge
in der Torsionskennlinie vermieden werden.
Radial innerhalb der ringkanalartigen Aufnahme 51 besitzen
die Gehäusehälften 31, 32 aufeinander zu weisende, kreisring
artige Flächen bildende Bereiche 60, 61, zwischen denen ein
kreisringförmiger Durchlaß 62 für den Flansch 41 vorhanden
ist.
Die Breite dieses kreisringförmigen Durchlasses 62 ist größer
als die in diesem aufgenommenen Bereiche der axial beabstan
deten sektorförmigen Bauteile 34, 35 und des dazwischen
vorgesehenen Flansches 41, so daß auf beiden Seiten ein
Spalt vorhanden ist.
Die sektorförmigen Bauteile 34, 35 besitzen eine axial
eingeprägte Sicke 36a, die in Umfangsrichtung über die
gesamte Erstreckung der sektorförmigen Bauteile 34, 35
verläuft. Über diese Sicken 36a werden die sektorförmigen
Bauteile 34, 35 gegenüber dem Flansch 41 in einem definierten
axialen Abstand gehalten, so daß eine flächige Anlage
zwischen diesen sektorförmigen Bauteilen und dem Flansch 41
vermieden wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn
ein viskoses Medium bzw. ein Schmiermittel in der ringförmi
gen Kammer 30 vorgesehen ist, da nämlich dann gewährleistet
ist, daß keine Haftung oder eine zu große Dämpfung durch
Scherung des viskosen Mediums zwischen einem sektorförmigen
Bauteil 34, 35 und dem Flansch 41 auftreten kann. Letzteres
ist besonders in dem Verdrehwinkelbereich zwischen den beiden
Schwungradelementen 3 und 4 von großer Wichtigkeit, in
welchem die Federn 27 mit geringer Federrate komprimiert
werden, da in diesem Leerlaufbereich bzw. Vordämpferbereich
in den weitaus meisten Fällen keine große Dämpfungshysterese
gewünscht ist.
Das viskose Medium in der Kammer 30 kann - zumindest bei
drehender Einrichtung 1 - wenigstens die ringkanalartige
Aufnahme 51 bzw. die ringbogenartigen Aufnahmen 51a, 51b
teilweise ausfüllen, wobei es besonders vorteilhaft sein
kann, wenn die Menge an viskosem Medium derart bemessen ist,
daß die ringbogenartigen Aufnahmen 51a, 51b vollkommen mit
viskosem Medium gefüllt sind.
Die dem Motor zugekehrte Gehäusehälfte 31 trägt innen einen
axialen Ansatz 20, auf dem das die beiden Schwungradelemente
3 und 4 relativ zueinander lagernde Wälzlager 15 aufgenommen
ist. Das Blechformteil 31 ist auf einem Sitz 20b des Ansatzes
20 zentriert.
Das Gehäuseteil 31 besitzt am Außenumfang einen Sitz 39, auf
dem ein Anlasserzahnkranz 40 aufgenommen ist. Das motor
seitige Gehäuseteil 31 besitzt eine größere Materialstärke
als das Gehäuseteil 32.
Zur Abdichtung der ringförmigen Kammer 30 ist eine Dichtung
74 zwischen dem radial inneren Bereich des Gehäuseteiles 32
und dem Schwungradelement 4 vorgesehen.
Zwischen den Schwungradelementen 3 und 4 ist weiterhin eine
Reibeinrichtung 80 vorgesehen, die ebenfalls in der ringför
migen Kammer 30 aufgenommen ist. Die Reibeinrichtung 80 ist
um den axialen Ansatz 20 des Gehäuseteiles 31 sowie axial
zwischen dem Wälzlager 15 und dem radialen Flanschbereich 31a
des Gehäuseteiles 31 vorgesehen. Die Reibeinrichtung 80
besitzt einen durch eine Tellerfeder 82 gebildeten Kraftspei
cher, der zwischen einer Schulter des axialen Ansatzes 20 und
einem Druckring 83 verspannt gehalten wird. Axial zwischen
dem Druckteller 83 und dem flanschartigen Bereich 31a ist
eine aus Kunststoff bestehende Reibscheibe 84 eingespannt.
Die Reibscheibe 84 ist mit Auslegern bzw. mit radialen
Bereichen 84a (Fig. 2) versehen, die den Kopf 26a der Niete
26 mit Spiel in Umfangsrichtung umgreifen. Die Reibscheibe 84
wird durch Anlage der Nietköpfe 26a an den radialen Bereichen
84a gegenüber dem Schwungradelement 3 verdreht, und zwar in
dem Verdrehbereich, in dem die Federn 45a komprimiert werden.
Die in die sektorförmigen Bauteile 34, 35 eingebrachten Sicken
36a bewirken weiterhin eine bessere Abdichtung der ringbogen
artigen Aufnahmen 51b radial nach innen hin, was von
besonderem Vorteil sein kann, wenn zwischen den Auslegern 44
bzw. den Umfangsanschlägen 55, 55a und den diesen zugewandten
Enden der Federn 45a Zwischenteile, z. B. in Form von
Federnäpfen vorgesehen sind, deren Umfang an den Querschnitt
der ringbogenartigen Aufnahmen 51b angepaßt ist, so daß diese
Zwischenteile in den Aufnahmen 51b kolbenartig wirksam sind
bei einer Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungrad
elementen 3 und 4. Die vorerwähnten Zwischenteile bzw.
Federnäpfe können ähnlich ausgebildet sein wie die Federnäpfe
59 gemäß Fig. 3.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Details sind bei
einer Konstruktion gemäß den Fig. 1 und 2 verwendbar.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind zwischen den Um
fangsanschlägen 155, 155a und den diesen zugewandten Enden der
Feder 145a Federnäpfe 59 vorgesehen, deren Umfang an den
Querschnitt der ringbogenartigen Aufnahme 151a für die Feder
145a angepaßt ist.
Radial innerhalb der ringkanalartigen Aufnahme 151 besitzen
die Gehäusehälften 131, 132 aufeinander zu weisende, kreis
ringartige Flächen bildende Bereiche 160, 161, zwischen denen
ein Durchlaß 162 für den Flansch 141 vorhanden ist (Fig. 4).
Die Breite des kreisringförmigen Durchlasses 162 ist größer
als die in diesem aufgenommenen radialen Bereiche des
Flansches 141, so daß auf beiden Seiten des Flansches 141
zwischen diesem und den Bereichen 160, 161 ein Spalt vorhanden
ist.
Axial zwischen dem Flansch 141 und den Flächen bzw. Bereichen
160, 161 ist jeweils ein sektorförmiges Bauteil 134, 135
angeordnet. Diese sektorförmigen Bauteile 134, 135 sind in
ähnlicher Weise, wie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2
für die sektorförmigen Bauteile 34, 35 beschrieben, über
Abstandsniete 136 miteinander verbunden und gegenüber dem
Flansch 141 geführt sowie an einer Feder 145a in Umfangsrich
tung abgestützt. Die Feder 127 ist ähnlich wie die Feder 27
gemäß den Fig. 1 und 2 in einer Ausnehmung bzw. in
Fenstern des Flansches 141 bzw. der sektorförmigen Teile
134, 135 aufgenommen und zwischen den einzelnen Bauteilen auch
wirksam.
Zur Erhöhung der Dämpfungswirkung des in der ringkanalartigen
Aufnahme 151 vorgesehenen viskosen Mediums über zumindest
einen Teilbereich des möglichen Relativverdrehwinkels
zwischen den beiden Schwungradelementen ist die in den
Fig. 3 und 4 dargestellte, ringbogenartige Aufnahme 151a
radial nach innen hin durch die entsprechend geformten
sektorförmigen Bauteile 134, 135 abgedichtet bzw. verschlos
sen. Hierfür besitzen die sektorförmigen Bauteile 134, 135 an
ihrem äußeren der Feder 145a angeglichenen Randbereich
jeweils eine axiale Abbiegung 136a, 136b, welche aufeinander
zu weisen und über deren freien Stirnflächen aneinander
anliegen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel er
strecken sich die axialen Ansätze 136a, 136b über die gesamte
Länge der Feder 145a und untergreifen außerdem die Federnäpfe
59. Die Abstandsniete 136 und die axialen Ansätze 136a, 136b
sind derart bemessen, daß die axiale Breite des durch die
beiden sektorförmigen Bauteile gebildeten Elements in etwa
dem axialen Abstand zwischen den kreisringartigen Flächen
bzw. Bereichen 160, 161 entspricht, so daß nur noch ein sehr
geringes Spiel bzw. ein sehr kleiner Spalt vorhanden ist. Je
geringer die Differenz zwischen dem axialen Abstand der
beiden Bereiche 160, 161 und der axialen Breite des durch die
beiden sektorförmigen Bauteile 134, 135 gebildeten Elements
ist, umso höher ist die durch das in der bogenförmigen
Aufnahme 151a vorgesehene viskose Medium erzeugbare hydrau
lische bzw. viskose Dämpfung durch Verdrängung. Das durch die
beiden sektorförmigen Bauteile 134, 135 gebildete Element ist
entsprechend dem vorhandenen Axialspiel zwischen den beiden
Flächen 160, 161 axial freischwimmend aufgenommen, das
bedeutet also, daß entsprechend diesem axialen Spiel dieses
Element sich gegenüber dem Flansch 141 axial bewegen kann.
Durch Einbringung von Ausnehmungen bzw. Ausschnitten in
zumindest einzelne Näpfe 59, durch entsprechende Dimen
sionierung der zwischen den Bereichen 160, 161 und den
sektorförmigen Bauteilen 134, 135 vorhandenen axialen Spalte
und/oder des Außenumfanges der Näpfe 59 kann die durch das
in einer ringsektorförmigen Aufnahme 151a aufgenommene
viskose Medium während des Komprimierens einer Feder 145a
erzeugte Dämpfung verändert bzw. an den jeweiligen Ein
satzfall angepaßt werden.
Weiterhin kann die Dämpfungscharakteristik der Einrichtung
dadurch variiert werden, daß die axialen Vorsprünge bzw.
Abbiegungen 136a, 136b der sektorförmigen Bauteile 134, 135
sich lediglich über einen Teilbereich der winkelmäßigen
Ausdehnung einer Feder 145a bzw. einer ringbogenartigen
Aufnahme 151a erstrecken. Bei einer solchen Ausführungsform
könnte also eine Feder 145a, ohne daß eine wesentlich höhere
hydraulische bzw. viskose Dämpfung auftritt, so lange
komprimiert werden, bis der winkelmäßige Abstand zwischen den
an beiden Enden einer Feder 145a vorgesehenen Federnäpfen 59
der winkelmäßigen Erstreckung der entsprechenden Dich
tungsvorsprünge 136a, 136b entspricht. Erst bei Fortführung
der Verdrehung tritt dann die höhere Dämpfung ein.
Eine Feder 45 gemäß den Fig. 1 und 2 kann in ähnlicher
Weise wie eine Feder 145a gemäß Fig. 3 an ihren Endbereichen
Federnäpfe aufnehmen, die jedoch bezüglich ihrer Erstreckung
bzw. Länge entsprechend angepaßt werden müssen. Dadurch kann
auch bei Komprimierung einer Feder 45 eine viskose Dämpfung
durch Verdrängung entstehen. Diese Dämpfung kann dadurch
erhöht werden, daß radial innerhalb einer Feder 45 ein
Dichtungs- bzw. Verschlußelement vorgesehen wird, welches
sich über die gesamte Länge einer solchen Feder 45 erstrecken
kann. Ein solches Dichtungs- bzw. Verschlußelement kann am
Flansch in radialer Richtung gesichert, gegenüber diesem
jedoch in axialer Richtung verlagerbar sein. Die axiale Dicke
eines solchen Dichtungs- bzw. Verschlußelementes kann in etwa
dem axialen Abstand zwischen den beiden kreisringförmigen
Flächen 60, 61 entsprechen.
Claims (25)
1. Schwungrad zum Kompensieren der Drehstöße von Brennkraftmaschinen
mit einer wirkungsmäßig zwischen zwei relativ zueinander verdrehbaren
Schwungmassen angeordneten, drehelastischen Dämpfungsvorkehrung,
wobei die eine, erste, Schwungmasse mit der Brennkraftmaschine und die
andere, zweite, mit dem Eingangsteil eines Getriebes verbindbar ist, wobei,
ausgehend von einem Mittellagenbereich der Schwungmassen bei einer Re
latiwerdrehung derselben in wenigstens eine Drehrichtung ein erster Dämp
fer über einen ersten Winkelbereich mit einer geringeren Verdrehwider
standsmomentenrate im wesentlichen alleine wirksam ist und wenigstens ein
weiterer Dämpfer mit einer größeren Verdrehwiderstandsmomentenrate über
einen sich daran anschließenden, zweiten Winkelbereich wirksam wird, da
durch gekennzeichnet, daß Kraftspeicher (45a) des weiteren Dämpfers (13)
im Mittellagenbereich von der ersten Schwungmasse (3) positioniert sind, die
Kraftspeicher (27) des ersten Dämpfers (14) von einem mit der zweiten
Schwungmasse (4) antriebsmäßig gekoppelten, scheibenartigen Bauteil (41)
getragen sind und von einem weiteren Bauteil (34, 35) beaufschlagbar sind,
das gegenüber dem scheibenartigen Bauteil (41) verdrehbar ist, sich in Um
fangsrichtung beidseits an einem Kraftspeicher (45a) des weiteren Dämpfers
(13) abstützt und im wesentlichen radial innerhalb eines Kraftspeichers (45a)
des weiteren Dämpfers (13) vorgesehen ist.
2. Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere
Bauteil durch wenigstens ein sektorförmiges Teil (34, 35) gebildet ist, das mit
radial verlaufenden Abschnitten (34a, 34b; 35a, 35b) an Endbereichen eines
Kraftspeichers (45a) des weiteren Dämpfers (13) anliegt.
3. Schwungrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sektorför
mige Teil (34, 35) wenigstens eine Aufnahme (29, 29a), wie Fenster, für ei
nen Kraftspeicher (27) des ersten Dämpfers (14) besitzt.
4. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die einander zugeordneten Aufnahmen (28, 29, 29a) für einen Kraftspei
cher (27) des ersten Dämpfers (14) im scheibenartigen Bauteil (41) und im
sektorförmigen Teil (34, 35) gleiche Länge besitzen.
5. Schwungrad nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das sektorförmige Teil (34, 35) am scheibenartigen Bauteil (41) in Um
fangsrichtung verlagerbar geführt, in radialer Richtung jedoch abgestützt ist.
6. Schwungrad nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb eines Kraftspeichers (45a) des weiteren Dämpfers (13) beid
seits des scheibenartigen Bauteils (41) je ein sektorförmiges Teil (34, 35) vor
handen ist, die über Abstandsmittel (36) verbunden sind.
7. Schwungrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstands
mittel (36) sich axial durch in Umfangsrichtung längliche Ausnehmungen (28)
im scheibenartigen Bauteil (41) erstrecken.
8. Schwungrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstands
mittel (36) die sektorförmigen Teile (34, 35) fest miteinander verbinden und
am scheibenartigen Teil (41) bei Fliehkrafteinwirkung abstützen.
9. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Dämpfer (14) wenigstens zwei diametral gegenüberliegende
Kraftspeicher (27) aufweist, die in der Ruhestellung der Schwungmassen
zueinander, in Umfangsrichtung betrachtet, jeweils zumindest annähernd
mittig zu einem wesentlich längeren Kraftspeicher (45a) des weiteren Dämp
fers (13) vorgesehen sind.
10. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der weitere Dämpfer (13) zwei Stufen besitzt, nämlich eine erste (45a),
über einen verhältnismäßig großen Winkelbereich wirksame Stufe mit einer
relativ niedrigeren Verdrehwiderstandsmomentenrate und einer zweiten Stufe
(45) mit einem gegenüber der ersten (45a) verhältnismäßig kleinen Wirkbe
reich und wesentlich größerer Verdrehwiderstandsmomentenrate.
11. Schwungrad nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kraftspeicher (27) des ersten Dämpfers (14) radial innerhalb der Kraftspei
cher (45a) der ersten Stufe des weiteren Dämpfers (13) angeordnet sind.
12. Schwungrad nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Kraftspeicher (45a, 45) der ersten Stufe und der zweiten Stufe in
Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind.
13. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Dämpfer (14) und der weitere Dämpfer (13) in Reihe geschaltet
angeordnet sind.
14. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfungsvorkehrung (1) zumindest einen durch Bauteile der einen
Schwungmasse (3) gebildeten Ringkanal (51) aufweist, in dem die Kraftspei
cher (45, 45a) des weiteren Dämpfers (13) auf gleichem Durchmesser enthal
ten und beaufschlagbar sind, wobei der Ringkanal (51) durch das mit der
zweiten Schwungmasse (4) in Drehschluß stehende, radial in den Ringkanal
(51) hineinragende scheibenartige Bauteil (41), wie Flanschkörper, das die
anderen Abstützbereiche für die Federn (45, 45a) des weiteren Dämpfers
(13) bildet, zumindest teilweise verschlossen ist.
15. Schwungrad nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn
(45, 45a) an vom Flanschkörper (41) gebildeten radialen Auslgern (44), die in
den radialen Bereich des Ringkanals (51) einmünden, abstützbar sind.
16. Schwungrad nach einem der Ansprüche 14, 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ringkanal (51) aus zwei schalenartigen Körpern (31, 32) gebildet ist.
17. Schwungrad nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens einer der schalenartigen Körper (31, 32) ein Blechformteil ist.
18. Schwungrad nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstützungen für die Federn (45, 45a) des weiteren Dämpfers (13)
den Ringkanal (51) in einzelne Sektoren (51a, 51b) unterteilen, in denen die
Federn (45, 45a) aufgenommen sind.
19. Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abstützungen (46a, 46b; 46c, 46d) für die Federn (45a, 45)
des weiteren Dämpfers (13) durch taschenförmige Anformungen (55, 55a)
erzeugt sind.
20. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die von den Auslegern (44) des Flanschkörpers (41) gebildeten Beauf
schlagungsbereiche für die Federn (45, 45a) des weiteren Dämpfers (13) ge
genüber den beidseits von diesen Federn vorgesehenen Abstützungen im
Ringkanal (51) - in Umfangsrichtung betrachtet - versetzt angeordnet sind.
21. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
daß das scheibenartige Bauteil (41), wie Flanschkörper, radial äußere, durch
radiale Ausleger (44) in Umfangsrichtung voneinander getrennte Ausschnitte
(48) besitzt, in denen die Federn (45, 45a) des weiteren Dämpfers (13) auf
genommen sind, sowie radial weiter innen liegende Fenster (28) aufweist, in
denen die Federn (27) des ersten Dämpfers (14) vorgesehen sind.
22. Schwungrad nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Ausschnitte (48) des scheibenartigen Bauteils
(41) zur Aufnahme der Federn (45a) der ersten Stufe des weiteren Dämpfers
(13) in Umfangsrichtung größer sind als die ihnen zugeordneten Federauf
nahmesektoren (51b) des Ringkanals (51).
23. Schwungrad nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Ausschnitte (48) des scheibenartigen Bauteils
(41) zur Aufnahme der Federn (45) der zweiten Stufe des weiteren Dämpfers
(13) in Umfangsrichtung wesentlich kürzer sind als die ihnen zugeordneten
Federaufnahmesektoren (51a) des Ringkanals (51).
24. Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Begrenzung der Verdrehung zwischen den Schwung
massen (3, 4) die Federn (45) der zweiten Stufe auf Block gehen.
25. Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der durch die schalenartigen Körper (31, 32) gebildeten
Kammer (30) viskoses Medium aufgenommen ist.
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Legal Events
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Ipc: F16D 3/12 |
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Owner name: LUK LAMELLEN UND KUPPLUNGSBAU BETEILIGUNGS KG, 778 |
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