DE3920587B4 - Dämpfungsschwungrad für Getriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Dämpfungsschwungrad für Getriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit zwei koaxialen Teilen (10A, 10B), einem Primärteil und einen Sekundärteil, die drehbeweglich im Verhältnis zueinander angebracht sind, und mit elastischen Mitteln, die am Umfang zwischen zwei ringförmigen Bauteilen (11A, 11B) eingreifen, die jeweils zu diesen Teilen (10A, 10B) gehören, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Grenzen einer bestimmten Winkelverschiebung dasjenige (11A) der ringförmigen Bauteile (11A, 11B), welches zum Primärteil (10A) gehört, im Verhältnis dazu frei drehbar angebracht ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Dämpfungsschwungräder für Getriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Dämpfungsschwungräder sind beispielsweise in den Dokumenten
FR-A-2 571 461 US-A-4 663 983 beschrieben und werden insbesondere für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Sie enthalten zwei koaxiale Teile, einen Primär- und einen Sekundärteil, die drehbeweglich aneinander befestigt sind, sowie elastische Mittel, die am Umfang zwischen zwei ringförmigen Bauteilen eingreifen, die jeweils zu diesen koaxialen Teilen gehören. - Zumindest in gewissen Anwendungsfällen ist es von Interesse, dass die Eigenfrequenz dieser Schwungräder möglichst niedrig ist, damit sie möglichst weit von der Leerlaufleistung des oberhalb eingebauten Motors entfernt ist.
- Diese Eigenfrequenz richtet sich insbesondere nach der Steifigkeit der mit Spiel versehenen elastischen Mittel.
- Sie richtet sich auch nach dem Spiel, das üblicherweise als Totpunktspiel bezeichnet wird und welches üblicherweise in Nullpunktnähe vorgesehen wird.
- Da bei der diesem Spiel entsprechenden Winkelverschiebung kein elastisches Mittel zum Einsatz kommt, reduziert sich in der Tat die entsprechende Steifigkeit der Einheit um diesen Wert und somit auch die Eigenfrequenz.
- Gemäß den oben erwähnten Dokumenten
US-A-4 663 983 undFR-A-2 571 461 - Aus einer solchen Anordnung ergibt sich, dass dieses Totpunktspiel sich zu Lasten des Raums ausdehnt, der für den Einbau der elastischen Mittel zur Verfügung steht, und somit zu Lasten der Umfangslänge derselben.
- Es ist auch möglich, die Steifigkeit dieser elastischen Mittel zu verringern, indem man die Länge vergrößert.
- Gleichzeitig verringert man jedoch auch das Totpunktspiel.
- Es ist daher bis heute noch nicht möglich, auf einen dieser Faktoren in einer Richtung einzuwirken, ohne auf den anderen in entgegengesetzter Richtung einzuwirken.
- Aus der
DE 37 23 015 A1 ist ferner ein Dämpfungsschwungrad bekannt, das zwei Schwungradelemente aufweist, die mittels einer Federanordnung mit einem Zwischenträger gekoppelt sind. Dabei umfasst die Federanordnung einerseits langhubige Schraubenfedern welche zwischen dem ersten Schwungradelement und dem Zwischenträger wirken, und andererseits kurzhubige Federn, die zwischen dem zweiten Schwungradelement und dem Zwischenträger wirken. Somit ist der Zwischenträger zu keinem der beiden Schwungradelemente frei drehbar angeordnet, so dass hier kein Totpunktspiel auftreten kann, in dem die elastischen Mittel noch nicht wirksam sind. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein konstruktiv einfaches und preiswert herzustellendes Dämpfungsschwungrad der eingangs genannten Art zu schaffen, das sowohl eine große Länge der elastischen Mittel als auch gleichzeitig ein hinreichend großes Totpunktspiel ermöglicht und das eine niedrige Eigenfrequenz aufweist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Dämpfungsschwungrad nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
- Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass das zum Primärteil gehörende ringförmige Bauteil innerhalb der Grenzen einer beschränkten rotatorischen Auslenkung relativ zum Primärteil frei drehbar angeordnet ist. Erst nach einer erfolgten freien Verdrehung über diesen frei drehbaren Bereich setzt die Wirkung der elastischen Mittel ein.
- Der Hauptvorteil liegt dabei darin, dass das Totpunktspiel bzw. der frei drehbare Bereich eine erhebliche Länge aufweisen kann, ohne dass hierdurch die Länge der elastischen Mittel reduziert werden muss. Es kann somit gleichzeitig ein großes Totpunktspiel und eine große Länge der elastischen Mittel verwirklicht werden.
- Zwischen dem genannten ringförmigen Bauteil und einem anderen Bauteil des Primärteils tritt somit das Totpunktspiel in Funktion, und da dieses Totpunktspiel von den elastischen Mitteln getrennt ist, besteht die Möglichkeit, diese mit der vollen gewünschten Umfangslänge zu versehen, ohne dass dies zu Lasten der eigenen Entwicklung ginge.
- Auf diese erfindungsgemäße und konstruktiv einfache Weise wird ein Dämpfungsschwungrad geschaffen, das die gewünschte möglichst niedrige Eigenfrequenz aufweist, ohne dass hierfür die bisher erforderlichen Nachteile bzw. der bisher unumgängliche Widerspruch in Kauf genommen werden müssen.
- Die Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die unter Bezugnahme auf die als Beispiel beigefügten Schemazeichnungen gegeben wird, die folgendes darstellen:
-
1 ist, mit lokalen Ausbrüchen versehen, eine Teilansicht, ein Teil davon als Draufsicht und ein anderer Teil als Schnittansicht eines Dämpfungsschwungrades gemäß der Erfin dung, im wesentlichen entlang der Linie I-I aus2 ; -
2 ist eine axiale Schnittansicht dieses Dämpfungsschwungrades entlang der punktierten Linie II-II aus1 ; -
3 ,4 geben jeweils in vergrößertem Maßstab die Einzelheiten aus2 wieder, die in dieser2 durch die Einrahmungen III, IV bezeichnet sind; -
5 ist ein Diagramm, welches die Funktionsweise des Dämpfungsschwungrades gemäß der Erfindung veranschaulicht. - Wie in diesen Figuren dargestellt, besitzt das Dämpfungsschwungrad gemäß der Erfindung zwei koaxiale Teile
10A ,10B , einen Primär- und einen Sekundärteil, die jeweils drehbeweglich zueinander angebracht sind, wobei am Umfang zwischen zwei ringförmigen Bauteilen11A ,11B , die jeweils zu diesen gehören, elastische Mittel eingreifen, die hier aus Federn12 bestehen, welche, hier in einer auf drei begrenzten Anzahl, entlang des gleichen Umfangs der Einheit rundherum verlängert und gleichmäßig entlang dieses Kreisumfangs verteilt sind. - Der Primärteil
10A besitzt eine Nabe13A , an der durch Schrauben14 eine Platte15 angebracht ist. - Diese Platte
15 weist an der Peripherie einen axialen Rücksprung16 auf, an dessen Ende mittels der Schrauben17 eine Gegenplatte18 angebracht ist. - Diese Gegenplatte
18 , die sich in Richtung der Achse der Einheit erstreckt, verfügt nur über eine begrenzte radiale Ausdehnung. - Sie begrenzt ringförmig mit der Platte
15 einen Käfig20 . - In diesen Käfig
20 hinein erstrecken sich die Federn12 . Alle diese Bauteile gehören zum Teil10A . - Der Sekundärteil
10B besitzt ebenfalls eine Nabe13B . - Von der Nabe
13A durch ein Lager21 getrennt, greift diese Nabe13B axial unter der Gegenplatte18 ein und begrenzt somit den Käfig20 auf der Achsenseite der Einheit. - An der Nabe
13B ist mittels der Schrauben22 auf der dem Primärteil10A gegenüberliegenden Seite eine Platte23 angebracht, die geeignet ist, als Schwungrad (plateau de réaction) für die Kupplung, die hier nicht dargestellt ist, des betreffenden Getriebes zu dienen. - Hier ist außerdem zwischen dem Primärteil
10A und dem Sekundärteil10B eine Flüssigkeitsdämpfungsvorrichtung25 vorgesehen. - Diese besitzt Zähne
26 , die radial von der Nabe13A ausgehen und in eine Kammer27 hineinreichen, die zwischen der Nabe13A , der Nabe13B und einer Gegenplatte28 gebildet wird, welche mittels Schrauben29 daran auf der Seite der Platte15 angebracht ist, und womit sich in dieser Kammer27 fest mit der Nabe13B verbundene Vorsprünge abwechseln, die hier ganz einfach aus Stiften30 bestehen, die über ein Endstück in die Bohrungen dieser Nabe13B hineingedrückt werden. - Da die Kammer
27 eine Dämpfungsflüssigkeit enthält, sind zwischen der Nabe13B und der Nabe13A sowie zwischen der Gegenplatte28 und der einen und der anderen der Naben13A und13B Dichtungsringe vorgesehen. - Für den Käfig
20 , der Fett enthält, sind ebenfalls Dichtungsringe zwischen der Platte15 und der Nabe13A , zwischen der Gegenplatte18 und dem axialen Rücksprung16 sowie zwischen dieser Gegenplatte18 und der Nabe13B vorgesehen. - Gemäß der Erfindung ist dasjenige,
11A , der ringförmigen Bauteile11A ,11B , welches zum Primärteil10A gehört, frei drehbar im Verhältnis dazu angebracht. - Wie die Federn
12 , erstrecken sich die ringförmigen Bauteile11A ,11B in den Käfig20 . - Für den Sekundärteil
10B besteht das ringförmige Bauteil11B aus einer Scheibe, deren Innenperipherie hier aus einem Stück mit der Nabe13B besteht. - An der Außenperipherie besitzt diese Scheibe einerseits radiale Arme
33A , in diesem Falle drei Stück, die rundherum verteilt sind und sich, wie die Federn12 , radial zwischen diesen Federn12 und mit diesen abwechselnd erstrecken, und andererseits halbmondförmige Aussparungen34 , die sich mit diesen radialen Armen33A abwechseln. - Für den Primärteil
10A besteht das frei drehbare ringförmige Bauteil11A aus zwei Scheiben35 , die jeweils auf beiden Seiten der Scheibe11B angeordnet sind. - Wie diese Scheibe weisen diese Scheiben
35 in Übereinstimmung mit den Armen33A zwischen den Federn12 Arme33B auf. - Jede Feder
12 liegt somit zwischen radialen Armen33A ,33B , die für die Ruhestellung der Einheit, wie sie in1 dargestellt ist, axial fluchten, und zwischen jedem der Enden und diesen Armen33A ,33B ist eine Verteilungs- und Zentrierstufe37 eingefügt, die formschlüssig an diesen Armen33A ,33B verkeilt ist. - In Anbetracht der Umfangslänge der Federn
12 brauchen hier die so verwendeten Stufen37 nicht schwenkbar zu sein, da diese Federn12 in Ruhestellung die gleiche Konfiguration aufweisen wie beim Betrieb unter Einwirkung der Zentrifugalkräfte. - Die Scheiben
35 erstrecken sich radial zwischen der axialen Wand, die vom Rücksprung16 und von der Nabe13B gebildet wird. - Sie sind an verschiedenen Stellen drehfest miteinander über die Zwischenstücke
39 verbunden, die sich in axialer Richtung mittels Aussparungen erstrecken, welche die halbmondförmigen Aussparungen34 der Scheibe11B mit jeweils zwei Stück je halbmondförmiger Aussparung34 bilden. - Für das Zusammenwirken mit den Flanken der entsprechenden halbmondförmigen Aussparung
34 am Anschlag ist wenigstens eines dieser Zwischenstücke39 und sind in der Praxis alle diese Zwischenstücke von einem Belag aus elastischem Material40 umgeben, der hier, für diese Zwischenstücke39 gemeinsam, die Form eines am Umfang verlängerten Plättchens hat. - Die Scheiben
35 unterliegen einer Winkelverschiebung im Käfig20 und wenigstens eine dieser Scheiben, im vorliegenden Falle jede dieser Scheiben, weist in axialer Richtung einen Vorsprung41 auf, der geeignet ist, am Kreisumfang mit einem Anschlag42 in Eingriff zu treten, der fest mit der entsprechenden Querwandung dieses Käfigs20 verbunden ist, der von der Platte15 oder der Gegenplatte18 gebildet wird. - Hier besteht dieser Vorsprung
41 aus einem Plättchen, welches mittels einer Verlängerung am Umfang an der betreffenden Scheibe35 angebracht ist, und zwar über wenigstens eines und im vorliegenden Falle über zwei der Zwischenstücke39 , wodurch diese Scheibe35 drehfest mit der jeweils anderen verbunden wird, und somit gibt es an verschiedenen Stellen drei vorspringende Plättchen an jeder der Scheiben35 , die einander entsprechen, und jedes dieser Plättchen hat die gleiche Umfangslänge wie der entsprechende Belag aus elastischem Material40 . - Gleichzeitig weist die Platte
15 vorspringend zwei Anschläge42 auf, die jeweils beiderseits jedes der Vorsprünge41 der entsprechenden Scheibe35 angeordnet sind, und das gleiche für die Gegenplatte18 . - Hier bestehen diese Anschläge
42 aus den Enden von Umfangsrippen, die aus einem Stück mit der Platte15 und der Gegenplatte18 bestehen. - Sie könnten jedoch ebensogut aus Plättchen bestehen, die daran befestigt sind.
- Die Vorsprünge
41 und die Anschläge42 erstrecken sich längs eines Umfangs, der im Innern des Umfangs angeordnet ist, an dem entlang sich die Federn12 erstrecken. - Natürlich gilt das gleiche für die Zwischenstücke
39 und die Beläge aus elastischem Material40 . - Für die Ruhestellung der Einheit und zur Bildung des angestrebten Totpunktspiels weist das ringförmige Bauteil
11A am Kreisumfang einen Abstand zu dem einen und dem anderen Anschlag42 auf. - D1 sei hier, im Winkel gemessen, der Umfangsabstand, wodurch die Vorsprünge
41 von den Anschlägen42 getrennt sind. - Hier ist der Abstand in beiden Umfangsrichtungen der gleiche.
- Für die Ruhestellung der Einheit und bei Messung unter denselben Bedingungen trennt ebenso ein Umfangsabstand D2, der wesentlich größer ist als D1, in beiden Richtungen die Flanken der halbmondförmigen Aussparungen
34 von den Belägen aus elastischem Material40 , und ein gleicher Umfangsabstand D3, der ein wenig größer ist als der vorgenannte, trennt in beiden Richtungen die Zähne26 von den Stiften30 . - Im Betrieb und für eine Zugfunktion der Einheit liegt zunächst, abgesehen von der Flüssigkeitsdämpfung, eine freie Drehung des Primärteils
10A im Verhältnis zum Sekundärteil10B vor, wie sie schematisch durch die Gerade I im Diagramm aus5 dargestellt ist, worin auf der Abszisse die Winkelverschiebung D zwischen diesen Teilen10A ,10B und auf den Ordinaten das Moment C aufgetragen ist, welches von dem einen zum andern übergeht. - Diese erste Funktionsphase, bei der sich die Scheiben
35 im Verhältnis zur Platte15 und zur Gegenplatte18 frei drehen und wobei die repräsentative Gerade I zur Abszissenlinie gehört, setzt sich fort, bis der Umfangsabstand D1 absorbiert ist und diese Scheiben35 mit den Vorsprüngen41 an den entsprechenden Anschlägen42 dieser Platte15 und dieser Gegenplatte18 anschlagen. - Die Federn
12 , die bis zu diesem Zeitpunkt ohne Wirkung waren, weil sie zwischen den Armen33B eingekeilt waren, treten damit in Funktion und werden alle parallel zueinander wirksam, und zwar zwischen den Armen33A des Primärteils10A und den Armen33B des Sekundärteils10B , und die entsprechende repräsentative Funktionskurve ist eine Gerade II mit einer Steigung, die proportional zur Steifigkeit verläuft. - Diese zweite Funktionsphase setzt sich fort, bis die Umfangsabstände D2, D3 ihrerseits absorbiert sind und es in der Reihenfolge D2, D3 zu einer positiven Mitnahme des Sekundärteils
10B durch den Primärteil10A kommt. - Bei Rücklauf verläuft der Prozeß umgekehrt.
- Wenn gewünscht, können, wie in
1 durch unterbrochene Striche schematisch dargestellt, für den Eingriff zwischen den Vorsprüngen41 und den Anschlägen42 Puffer aus einem elastischen Material50 vorgesehen sein, die beispielsweise auf diesen Vorsprüngen41 und/oder diesen Anschlägen42 aufliegen. - Natürlich spielt es keine Rolle, ob das frei drehbare ringförmige Bauteil aus einer einzigen Scheibe oder aus zwei Scheiben besteht, und es spielt auch keine Rolle, ob das andere ringförmige Bauteil an der Innenperipherie oder der Außenperipherie fest mit dem Teil verbunden, ist, zu dem es gehört; im übrigen kann es auch mit Spiel darin eingreifen, wobei das Totpunktspiel dann gleichzeitig am Primärteil und am Sekundärteil vorgesehen ist.
- Anstelle der Flüssigkeitsdämpfungsvorrichtung oder in Verbindung mit dieser kann im übrigen ein Drehmomentbegrenzer vorgesehen sein.
Claims (12)
- Dämpfungsschwungrad für Getriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit zwei koaxialen Teilen (
10A ,10B ), einem Primärteil und einen Sekundärteil, die drehbeweglich im Verhältnis zueinander angebracht sind, und mit elastischen Mitteln, die am Umfang zwischen zwei ringförmigen Bauteilen (11A ,11B ) eingreifen, die jeweils zu diesen Teilen (10A ,10B ) gehören, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Grenzen einer bestimmten Winkelverschiebung dasjenige (11A ) der ringförmigen Bauteile (11A ,11B ), welches zum Primärteil (10A ) gehört, im Verhältnis dazu frei drehbar angebracht ist. - Dämpfungsschwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das frei drehbare ringförmige Bauteil (
11A ) aus zwei Scheiben (35 ) besteht, die jeweils beiderseits des anderen ringförmigen Bauteils (11B ) angeordnet sind. - Dämpfungsschwungrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Scheiben (
35 ) an verschiedenen Stellen drehfest miteinander durch Zwischenstücke (39 ) verbunden sind, die sich durch Aussparungen (34 ) im anderen ringförmigen Bauteil (11B ) axial erstrecken, und daß wenigstens eines der genannten Zwischenstücke (39 ) von einem Belag aus elastischem Material (40 ) umgeben ist. - Dämpfungsschwungrad nach einem der Ansprüche 2,
3 , dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Scheiben (35 ) sich winklig in einem Käfig (20 ) verschieben, der zu dem betreffenden Teil (10A ) gehört, und daß wenigstens eine dieser Scheiben einen axialen Vorsprung (41 ) aufweist, der geeignet ist, am Umfang mit einem Anschlag (42 ) in Eingriff zu treten, der fest mit der entsprechenden Querwand im genannten Käfig (20 ) verbunden ist. - Dämpfungsschwungrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel aus rundherum verteilten Federn (
12 ) bestehen und sich der genannte Vorsprung (41 ) und der genannte Anschlag (42 ) entlang einem Umfang erstrecken, der im Innern liegt und an dem entlang die genannten Federn (12 ) verlaufen. - Dämpfungsschwungrad nach einem der Ansprüche 4, 5, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Vorsprung (
41 ) aus einem Plättchen besteht, welches an der betreffenden Scheibe (35 ) befestigt ist. - Dämpfungsschwungrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Scheiben (
35 ) an verschiedenen Stellen drehfest miteinander durch Zwischenstücke (39 ) verbunden sind, wobei das genannte Plättchen an der betreffenden Scheibe (35 ) über wenigstens eines der genannten Zwischenstücke (39 ) befestigt ist. - Dämpfungsschwungrad nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das frei drehbare ringförmige Bauteil (
11A ) für die Ruhekonfiguration der Einheit am Umfang einen Abstand von dem einen und dem anderen Anschlag (42 ) aufweist. - Dämpfungsschwungrad nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Scheiben (
35 ) sich radial zwischen einer axialen Wand (16 ), die zu einem der Teile (10A ,10B ) gehört, und einer Nabe (13B ), die zu dem jeweils anderen Teil gehört, erstrecken. - Dämpfungsschwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel aus Federn (
12 ) bestehen, die rundherum abwechselnd mit radialen Armen (33A ,33B ), die zu den betreffenden ringförmigen Bauteilen (11A ,11B ) gehören, verteilt sind und die parallel eingreifen, wobei die Anzahl der genannten Federn (12 ) auf drei begrenzt ist. - Dämpfungsschwungrad nach Anspruch 4, insbesondere in Kombination mit einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für den Eingriff zwischen den Vorsprüngen (
41 ) und den Anschlägen (42 ) Puffer (50 ) aus einem elastischen Material vorgesehen sind, die an den Vorsprüngen (41 ) und/oder an den Anschlägen (42 ) angebracht sind. - Dämpfungsschwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich auch dasjenige (
11B ) der ringförmigen Bauteile (11A ,11B ), welches zum Sekundärteil (10B ) gehört, im Verhältnis dazu frei drehbar angebracht ist, wobei gleichzeitig am Primärteil (10A ) und am Sekundärteil (10B ) ein Totpunktspiel vorgesehen ist.
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