DE3901471C2 - Drehschwingungsdämpfer - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer (Doppelstoßdämpferschwungrad), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, von der Art, der zwei koaxiale Massen enthält, die im Verhältnis zueinander drehbar gegen elastische Elemente montiert sind.

Bei einem Doppelschwungrad, wie es z. B. im Dokument FR-A-2 571 461 beschrieben ist, sind die elastischen Elemente an einem Kreisumfang mit großem Durchmesser angebracht, und die Winkelverschiebung zwischen den beiden Massen ist groß.

Daraus ergibt sich, daß die elastischen Elemente starken Beanspruchungen ausgesetzt sind, insbesondere unter Einwirkung der Zentrifugalkraft.

Um den durch diese Beanspruchungen verursachten Verschleiß und Lärm zu reduzieren, kann daran gedacht werden, die elastischen Elemente im Innern eines dichten Hohlraumes anzuordnen, der mit einer Schmierflüssigkeit gefüllt ist.

Es kann auch wünschenswert sein, zur Erzielung einer guten Filtrierung der Vibrationen eine Flüssigkeitsdämpfung einzusetzen.

Ein Problem in Verbindung mit der Flüssigkeitscharakteristik entsteht, wenn man daran denkt, die Schmierflüssigkeit zum Zweck der Flüssigkeitsdämpfung einzusetzen, denn die gleiche Flüssigkeit kann nicht gleichzeitig für die Schmierung der elastischen Elemente und für die Flüssigkeitsdämpfung mit zufriedenstellenden Ergebnissen eingesetzt werden.

Drehschwingungsdämpfer bzw. Zweimassenschwungräder sind beispielsweise aus der DE-OS 35 15 928 bekannt.

Aus der WO 88/07147 A1 ist eine elastische Kupplung bzw. ein Drehschwingungsdämpfer mit zwei relativ zueinander gegen elastische Elemente verdrehbaren Massen bekannt, die einen mit einem Dämpfungsmedium füllbaren Innenraum aufweist.

Ferner ist aus der DE-OS 28 48 748 eine elastische Kupplung mit Flüssigkeitsdämpfung bekannt, die zwei koaxiale Massen enthält, die im Verhältnis zueinander gegen elastische Elemente und eine Flüssigkeitsdämpfung verdrehbar sind, wobei die elastischen Elemente im Inneren eines dichten Hohlraumes angeordnet sind, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist und von den genannten Massen begrenzt wird. Aber auch hier besteht das Problem, daß die Flüssigkeit nicht gleichzeitig zur Schmierung der elastischen Elemente und für die Flüssigkeitsdämpfung einsetzbar ist.

Vorliegende Erfindung hat den Zweck, diese Schwierigkeit zu beseitigen und somit ein Doppelstoßdämpferschwungrad mit geschmierten elastischen Elementen zu schaffen, welches über eine Flüssigkeitsdämpfung mit guten Charakteristiken verfügt und gleichzeitig weitere Vorteile bietet.

Gemäß der Erfindung ist ein Doppelstoßdämpferschwungrad der vorbezeichneten Art dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente kombiniert im Innern eines ersten dichten Hohlraumes angeordnet sind, der mit einer ersten Flüssigkeit gefüllt ist und von den beiden Massen begrenzt wird, und daß eine Flüssigkeitsdämpfung zwischen den beiden Massen eingefügt ist und einen zweiten dichten Hohlraum enthält, der mit einer zweiten Flüssigkeit gefüllt ist, welche sich von der ersten Flüssigkeit unterscheidet, und der von den beiden Massen begrenzt wird, wobei der genannte zweite Hohlraum im Innern des ersten Hohlraumes liegt.

Aufgrund der Erfindung ist die Flüssigkeitsdämpfung abgetrennt und kann mit einer Flüssigkeit gefüllt werden, deren Beschaffenheit sich von der der Schmierflüssigkeit für die elastischen Elemente unterscheidet.

Diese Dämpfung kann bei Einsatz einer Flüssigkeit hoher Viskosität in einem geringen Volumen und unter Gewährleistung einer hohen Dämpfung angeordnet werden.

Man wird verstehen, daß die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung wirtschaftlich ist, denn mit einer Flüssigkeit hoher Viskosität können die Fertigungsstoleranzen für die Flüssigkeitsdämpfung ziemlich groß sein.

Außerdem besteht nicht die Gefahr, daß Teilchen aufgrund des Verschleißes der verschiedenen Stücke, insbesondere in Höhe der elastischen Elemente, die Flüssigkeitsdämpfung verschmutzen, die mit kalibrierten Durchtritten versehen ist. Die Flüssigkeitsdämpfung kann daher über die Zeit über stabile Eigenschaften verfügen.

Der Hohlraum der Flüssigkeitsdämpfung ist vorzugsweise teilweise gefüllt.

Es wird möglich, gleichzeitig ein geringes Dämpfungsmoment und somit eine geringe Hysterese bei geringen Verschiebungen zwischen den beiden Massen und eine große Hysterese bzw. ein großes Dämpfungsmoment bei höheren Verschiebungen zu erzielen.

Eine gute Filtrierung der Vibrationen sowohl am Totpunkt (Leerlaufbetrieb) wie auch beim Anfahren und Anhalten des Fahrzeugmotors wird somit erzielt.

Die Flüssigkeitsdämpfung kann zwar radial außerhalb der elastischen Elemente angeordnet sein, liegt jedoch vorzugsweise in der Nähe der Achse des Doppelschwungrades innerhalb der elastischen Elemente, was einerseits die Möglichkeit eröffnet, die Dichtungen anzubringen, und andererseits die Flüssigkeitsdämpfung beim Anfahren des Fahrzeuges wirksamer werden zu lassen, insbesondere wenn der Hohlraum der Dämpfung teilweise gefüllt ist.

Nach einem anderen Merkmal kann der zweite Hohlraum mit einer Scheibe verbunden sein, die sich zur Einwirkung auf die elastischen Elemente eignet.

Die, vorzugsweise flach ausgeführte, Scheibe kann die Funktion eines axialen Zwischenstücks zwischen zwei Teilen erfüllen, die Querwände tragen, welche den Hohlraum der Flüssigkeitsdämpfung begrenzen.

Dieser Hohlraum kann durch eine Mittelnabe verschlossen sein, die Zähne trägt, welche am Umfang zwischen zwei an der Innenperipherie der Schale ausgebildeten Zähnen eingefügt sind.

Dank der Scheibe ist es möglich, knappe Fertigungstoleranzen einzuhalten, insbesondere beim Schneiden und Schleifen derselben.

Es ist leicht möglich, eine aus Hohlraum/Scheibe bestehende Untergruppe zu bilden, die man in, das Innere eines Hohlkörpers einsetzt, der durch einen Deckel der anderen Masse verschlossen ist.

Dadurch werden die Montage- und Einfüllvorgänge vereinfacht.

Der Durchmesser der Schraubenfedern 16 ist abhängig von der axialen Abmessung des Hohlraumes. Ab einem bestimmten Maß ist somit die Einhaltung des Lastenheftes nicht mehr möglich, insbesondere was das Moment und die auszuführende Winkelverschiebung zwischen den beiden Massen anbelangt.

Nach einem anderen Merkmal ist daher das Doppelschwungrad mit Phaseneinstellscheiben versehen, um die axiale Abmessung des Doppelschwungrades gemäß der Erfindung zu verringern, ohne die Winkelverschiebung zwischen den beiden Massen zu verkleinern.

Dank diesen Anordnungen wird es also bei gleicher axialer Abmessung wie für ein ungeschmiertes Doppelschwungrad möglich eine große Winkelverschiebung zu erzielen und das gleiche Moment zu übertragen.

Die beigefügte Beschreibung veranschaulicht die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die folgendes darstellen:

• - Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines Stoßdämpferschwungrades gemäß der Erfindung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug;
• - Fig. 2 ist eine Halb-Schnittansicht entlang der Linie II-II aus Fig. 1;
• - die Fig. 3 und 4 sind ähnliche Ansichten wie in den Fig. 1 und 2 für eine andere Ausführungsvariante.

In Fig. 1 sieht man bei 1 eine der Massen mit einem Querflansch 2 und einer Mittelnabe 3, die an der Nase der Kurbelwelle A des Fahrzeugmotors durch (nicht dargestellte) Schrauben fest miteinander verbunden sind, welche durch darin vorhandene Öffnungen 4 und 5 hindurchtreten.

Der vorzugsweise flach ausgeführte Flansch 2 ist über Schrauben 6 fest mit einem Hohlkörper 7 mit Querflansch 8 und Längswand 9 verbunden. Die Wand 9 trägt einen Anlasserkranz 10 und ist mit Blindlöchern mit Gewinden für die Schrauben 6 versehen. Sie bildet ein Zwischenstück für die parallel zueinander verlaufenden Flansche 2 und 8.

Führungsscheiben 11, 12, hier eine Vielzahl von Blöcken, sind jeweils durch Nietung dicht an den Flanschen 2 und 8 befestigt.

Eine Scheibe 13, die fest mit einer zweiten Masse 14 verbunden ist, ist in Längsrichtung zwischen diesen beiden Flanschen angeordnet und mit Aufnahme 15 für am Umfang wirksame elastische Elemente 16, in diesem Falle Schraubenfedern, funktionell zwischen den beiden Massen 1, 14 eingefügt, versehen.

Im einzelnen sind die Federn 16 durch drehbare Sockel 16' ohne Spiel in den Aufnahmen 15 und, in Ruhestellung, mit Spiel zwischen den Führungsscheiben 11, 12 montiert.

Die zweite Masse 14 besitzt eine Platte 17, die als Gegendruckplatte dient und an der die Reibscheibe (nicht dargestellt) der Kupplung anliegen kann, die drehbar fest mit der Antriebswelle 18 des Getriebes verbunden ist. Radial zwischen der Platte 14 und der Nabe 3 ist ein Lager 19 eingefügt.

Die elastischen Elemente 16 sind gemäß der Erfindung im Innern eines ersten Hohlraumes 20 angeordnet, der mit einer ersten Flüssigkeit gefüllt ist und durch die beiden Massen 1, 14 begrenzt wird. Eine Flüssigkeitsdämpfung 30 ist zwischen den beiden Massen 1, 14 eingesetzt und enthält einen zweiten Hohlraum 40, der mit einer zweiten Flüssigkeit gefüllt ist, welche sich von der ersten Flüssigkeit unterscheidet, und begrenzt ist durch die beiden Massen 1, 14, während der Hohlraum 40 der Flüssigkeitsdämpfung 30 im Inneren des ersten Hohlraumes 20 angeordnet ist.

Hier ist der Hohlraum 20 begrenzt durch Flansche 2, 8 und die Nabe 3 der ersten Masse 1 und eine Scheibe 31 der zweiten Masse 14 ist fest an der Platte 17 angenietet. Bei 21 sieht man einen der Dichtungsringe dieses Hohlraumes 20, gefüllt mit einer Schmierflüssigkeit.

Der Hohlraum 40 ist durch die Scheibe 31, die flache Scheibe 13, eine zweite Scheibe 32 der zweiten Masse 14 und die Nabe 3 der ersten Masse 1 begrenzt. Dichtungen 33 sind vorgesehen, um diesen Hohlraum abzudichten.

Die Scheibe 32 ist an der Scheibe 31 angeschraubt, wobei Schrauben 34 quer durch zu diesem Zweck vorgesehene Öffnungen in der Scheibe 13 verlaufen. Man hat somit verstanden, daß die Scheibe 13 ein axiales Zwischenstück für die Scheiben 31, 32 bildet und der Hohlraum 40 in Nähe der Achse, radial im Inneren der Federn angeordnet ist.

Die Schale besitzt an der Innenperipherie vorteilhafterweise Zähne 41, die radial ausgerichtet sind und in das Innere des Hohlraumes 40 in Richtung zur Achse XX' eindringen.

Die Nabe 3 besitzt außen Zähne 42, die ebenfalls radial ausgerichtet sind und in den Hohlraum 40 in Richtung der Scheibe 13 eindringen. Die Zähne 41 und 42 bilden Kolben.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wechseln sich die Zähne 42 am Umfang mit den Zähnen 41 ab und zwischen den Zähnen 42 und den Scheiben 31, 32 sowie zwischen den Zähnen 42 und der Innenperipherie 43 der Schale sowie zwischen den Zähnen 41 und der Außenperipherie 44 der Nabe 3 sowie zwischen den Zähnen 41 und den Scheiben 31, 32 sind jeweils kalibrierte Durchtritte vorhanden, die entsprechend den zwei Zähnen 41, 42 definiert sind. Alle diese Anordnungen bilden die Flüssigkeitsdämpfung 30 mit Zähnen 41, 42, die im zweiten Hohlraum 40 untergebracht ist. Man wird bemerken, daß das Spiel zwischen den Zähnen 41 und den Scheiben 31, 32 sehr gering ist.

Der Hohlraum 40 ist vorteilhafterweise teilweise mit einer zweiten Flüssigkeit hoher Viskosität, wie z. B. Silicon, gefüllt. Man wird also verstehen, daß, unter Berücksichtigung der Kammern B, C, D zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen 42, die Kammer C bei einer relativen Rotation der Scheibe 13 im Verhältnis zur Nabe 3 in Richtung des Pfeils F aus Fig. 2 unter Druck gesetzt wird, während die Kammern B und D drucklos werden und die Luft zwischen die genannten Kammern geleitet wird.

Von einer bestimmten Winkelverschiebung an ist die Kammer C vollständig mit Flüssigkeit gefüllt, die anschließend über den weiter oben definierten kalibrierten Durchtritt in die Kammern B und D geleitet wird. Man gelangt somit von einer Luft- Grenzschichtbildung (laminage d'air) durch den kalibrierten Durchtritt zu einer Flüssigkeits-Grenzschichtbildung (laminage de fluide), und somit von einem geringen Dämpfungsmoment zu einem hohen Dämpfungsmoment.

Der Funktionsteil 10 der Flüssigkeitsdämpfung ist somit auf das Innere des Hohlraumes 40 begrenzt.

Man wird schließlich bemerken, daß eine der Dichtungen 21 zwischen der Innenperipherie des Flanschs 8 und einem axialen Rand 35 der Scheibe 31 angeordnet ist und daß der genannte Rand 35 an einem axialen Rand 36 der Platte 17 zum Eingriff gelangt. Mit Hilfe dieses Randes wird das Lager 19 montiert.

Die Montage erfolgt auf nachstehend beschriebene Weise:

• - Annieten der Platte 17 an die Scheibe 31 und Einbau des Lagers 19;
• - Einbau der Nabe 3 am Lager 19;
• - Eingriff der so gebildeten Baugruppe in die zentrale Öffnung des Flanschs 8 oder umgekehrt;
• - Einbau der Scheibe 13 mit den Federn 16, welche sich leicht mit Spiel in die Führungsscheiben 11, 12 einbauen lassen;
• - Druckbeanspruchung der mit der Scheibe 31 verbundenen Dichtung 33;
• - Füllen des Hohlraumes 40, Verschließen desselben durch die Scheibe 32 und die Schrauben 34;
• - schließlich Füllen des Hohlraumes 20 mit einer Schmierflüssigkeit für die Federn 16.

Man wird bemerken, daß die aus Flansch 2, Nabe 3 und Unterlegscheibe 50 bestehende Einheit während des Füllvorganges zusammengedrückt wird. Erst nach erfolgter Füllung wird das Ganze durch Nieten 51 oder alternativ durch Schrauben befestigt.

Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsart unterscheidet sich von der vorangegangenen Ausführungsweise, insbesondere durch Montage der Baugruppe mit dem Hohlraum 40.

Man wird bemerken, daß der Flansch 8 flach ist und daß der Hohlkörper 7 nicht mehr massiv ist und den Flansch 2 trägt. Somit bildet der Flansch 8 den Deckel des Hohlraumes 20. Der Hohlkörper 7 kann in Blech ausgeführt sein.

Man wird auch bemerken, daß die Nabe 3' des Hohlraumes sich von der Nabe 3 unterscheidet und daß sie auf dieser mit Hilfe von Verzahnungen 60 angebracht ist.

Damit wird die Bildung einer Baugruppe möglich, die aus der Flüssigkeitsdämpfung 30, dem Hohlraum 40 und der Scheibe 13 sowie einer Phaseneinstellscheibe 70 besteht, wobei in letzterer, wie weiter unten beschrieben wird, spielfrei die Federn 16 eingebaut sind. Diese Baugruppe wird dann in das Teil 7 an der Nabe 3 eingebaut.

Die Gegendruckplatte 17 wird also abschließend am Lager 19 angebracht und die Scheibe 31 wird nach Füllung des Hohlraumes 20 und nach dem Anschweißen des Deckels 8 durch Schrauben 61 eingebaut.

Man wird das Vorhandensein der Phaseneinstellscheibe 70 zur Vergrößerung der Winkelverschiebung bemerken.

Diese Scheibe enthält Klammern 71. Betrachtet man zwei aufeinanderfolgende Federn 116, 117, so liegt das Ende 72 der Feder 116 über die Sockel 16' auf der Scheibe 13 und das andere Ende 73 auf der Scheibe der Klammer 71 auf. Die Feder 117 ruht mit dem Ende 74 auf der Klammer 71 und mit dem Ende 75 auf der Scheibe 13.

Man wird bemerken, daß sich die Klammer 71 mit den Führungsscheiben 11, 12 abwechseln und daß die Phaseneinstellscheibe in der Ebene der Scheibe 13 liegt.

In der Praxis ist die Feder 116 weniger steif als die Feder 117 und Zähne 118 der Nabe 13 eignen sich zum Zusammenwirken mit den Klammern 71 zum Antrieb der Phaseneinstellscheibe 70 und zum Zusammendrücken der Federn 117 mit größerer Steifigkeit nach Erreichen des Spieles zwischen der Scheibe 13 und den Führungsscheiben. Diese Anordnung vergrößert die Winkelverschiebung weiter.

Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern schließt alle Ausführungsvarianten ein.

Insbesondere können die Federn 116 und 117 identisch sein.

Claims (9)

1. Drehschwingungsdämpfer mit Flüssigkeitsdämpfung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit zwei zueinander gegen elastische Elemente (16, 116, 117) und eine Flüssigkeitsdämpfung (30) verdrehbar angeordneten koaxialen Massen (1, 14) wobei

• a) ein erster abgedichteter Hohlraum (20) von den beiden Massen (1, 14) begrenzt wird,
• b) im Inneren des ersten Hohlraums (20) die elastischen Elemente (16, 116, 117) angeordnet sind,
• c) der erste Hohlraum (20) mit einer ersten Flüssigkeit gefüllt ist,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• d) ein zweiter abgedichteter Hohlraum (40) von den beiden Massen (1, 14) begrenzt wird,
• e) der zweite Hohlraum im Inneren des ersten Hohlraums (20) liegt,
• f) die Flüssigkeitsdämpfung (30) innerhalb des zweiten Hohlraumes (40) angeordnet ist, und
• g) der zweite Hohlraum (40) mit einer zweiten Flüssigkeit gefüllt ist, die sich von der ersten Flüssigkeit unterscheidet.

2. Drehschwingungsdämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hohlraum (40) in Nähe der Achse (X, X') des Drehschwingungsdämpfers radial innerhalb der elastischen Elemente (16, 116, 117) angeordnet ist.

3. Drehschwingungsdämpfer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdämpfung (30) fest mit einer Scheibe verbunden ist, die zur zweiten Masse (14) gehört und axial zwischen zwei Flanschen (2, 8) angeordnet ist, die zur ersten Masse (1) gehören und den ersten Hohlraum (20) verschließen.

4. Drehschwingungsdämpfer gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hohlraum (40) von zwei Scheiben (31, 32) begrenzt wird, die beiderseits der Scheibe (13) angeordnet und an dieser angefügt sind.

5. Drehschwingungsdämpfer gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hohlraum (20) von einem Hohlkörper (7) begrenzt wird, der einen der Flansche (8) trägt und durch einen Deckel (2) verschlossen ist, welcher den anderen Flansch bildet.

6. Drehschwingungsdämpfer gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die elastischen Elemente (16, 116, 117) in Aufnahmen (15) der Scheibe (13) und in Führungsscheiben angebracht sind, die fest mit der ersten Masse verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden elastischen Elementen eine Phaseneinstellscheibe (70) eingefügt ist.

7. Drehschwingungsdämpfer gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hohlraum (40) teilweise mit einer zweiten Flüssigkeit gefüllt ist, die eine höhere Viskosität hat als die erste Flüssigkeit.

8. Drehschwingungsdämpfer gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Scheiben (31, 32) fest mit der zweiten Masse (14) verbunden ist.

9. Drehschwingungsdämpfer gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager (19) zwischen einer Platte (17) der zweiten Masse (14) und einer Nabe (3) der ersten Masse (1) angeordnet ist, und daß die genannte Scheibe (31) unmittelbar neben dem Lager (19) angeordnet ist.