DE3624610A1

DE3624610A1 - Vorrichtung zur aufnahme von drehmomentschwankungen

Info

Publication number: DE3624610A1
Application number: DE19863624610
Authority: DE
Inventors: Kiyonori Kobayashi; Masakazu Kamiya; Junji Kagiyama
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1985-08-20
Filing date: 1986-07-21
Publication date: 1987-03-05
Anticipated expiration: 2006-07-22
Also published as: US4748868A; DE3624610C2; JPH0612262Y2; JPS6235136U

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von Drehmomentschwankungen, die besonders nützlich ist für ein Motorfahrzeug oder ein Schiff, das mit einem Motor versehen ist, der starke Drehmomentschwankungen verursacht, wie beispielsweise einem Dieselmotor.

Eine typische Vorrichtung, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 1497/1985 beschrieben. Diese Vorrichtung besitzt ein erstes Schwungrad, das an der Ausgangswelle eines Motors befestigt ist, und ein zweites Schwungrad, das konzentrisch zum ersten Schwungrad angeordnet ist. Ein Lager, ein Federmechanismus und ein Schlupfmechanismus sind zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad vorgesehen. Das erste und zweite Schwungrad besitzen im Trägheitsmoment eine spezielle Beziehung zueinander und wirken mit dem Federmechanismus zusammen, um Vibrationen aufzunehmen, wenn der Motor mit hohen Drehzahlen läuft. Wenn der Motor mit niedrigen Drehzahlen läuft, nimmt der Schlupfmechanismus das überschüssige Drehmoment auf, das auf sympathetische Vibrationen zurückzuführen ist.

Der Rutschmechanismus ist jedoch so ausgebildet, daß er bei einem sehr hohen Drehmomentniveau betätigt wird, das einem praktisch nutzbaren Bereich von hohen Drehzahlen entspricht, die zumindest der Leerlaufdrehzahl des Motors entsprechen. Um jedoch in wirksamer Weise Vibrationen absorbieren zu können, wenn der Motor mit niedrigen Drehzahlen läuft, ist es von Bedeutung, das übertragene Drehmoment soweit wie möglich abzusenken. Es ist daher erforderlich, das Drehmoment herunterzusetzen, für dessen Aufnahme der Schlupfmechanismus ausgebildet ist, oder den Bereich der Drehzahlen, die ein hohes Drehmomentniveau bewirken, zu verengen, um in wirksamer Weise Vibrationen zu reduzieren oder zu absorbieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, mit der die Nachteile des vorstehend beschriebenen Standes der Technik vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die eine Fliehkraftkupplung aufweist, welche zwischen einem ersten Schwungrad und einem zweiten Schwungrad vorgesehen ist, um diese miteinander zu verbinden, wenn die Drehzahl des Motors ein bestimmtes Niveau erreicht hat.

Wenn der Motor mit einer niedrigen Drehzahl läuft, bleibt die Kupplung ausgerückt, und die Vibrationen und Geräusche, die durch den Betrieb des Motors verursacht werden, werden vom ersten Schwungrad nicht auf das zweite Schwungrad übertragen. Wenn die Kupplung eingerückt wird, wenn der Motor noch mit der niedrigen Drehzahl läuft, nimmt ein Schlupfmechanismus den Anteil des Drehmomentes auf, der das Drehmomentniveau übersteigt, für den die Vorrichtung ausgelegt ist. Wenn der Motor dann mit einer hohen Drehzahl läuft, die mindestens seiner Leerlaufdrehzahl entspricht, nehmen das erste und zweite Schwungrad und ein Federmechanismus die entsprechenden Vibrationen und Geräusche auf.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung;

Fig. 2 eine Teilvorderansicht, teilweise im Schnitt, der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Funktionsweise der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung mit der von anderen Vorrichtungen verglichen wird;

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, die eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt; und

Fig. 5 eine Teilvorderansicht, teilweise im Schnitt, der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besitzt ein erstes Schwungrad 1, das drehbar mit der Ausgangswelle 7 eines Motors gekoppelt ist, und ein zweites Schwungrad 2, das konzentrisch zum ersten Schwungrad 1 angeordnet und mit Hilfe eines Lagers 3 mit diesem drehbar gekoppelt ist. Ein Federmechanismus 4, ein Schlupfmechanismus 5 und eine Fliehkraftkupplung 6 sind zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad 1, 2 vorgesehen.

Das erste Schwungrad 1 besitzt eine Ringnut 1 a. Der Schlupfmechanismus 5 umfaßt zwei Antriebsscheiben 8, zwei Reibplatten 9 und eine Kegelfeder 10, die in die Ringnut 1 a eingepaßt sind. Die Reibplatten 9 sind so ausgebildet, daß sie bei Erhalt eines vorgegebenen Drehmomentes rutschen. Ein Zwischenring 11, der konzentrisch zum zweiten Schwungrad 2 angeordnet ist, ist drehbar entlang dem Innenumfang der Antriebsscheiben 8 vorgesehen.

Jede Antriebsscheibe 8 besitzt in ihrem Innenumfang eine Ausnehmung, und der Zwischenring 11 besitzt eine Ausnehmung in seinem Außenumfang. Der Federmechanismus 4 umfaßt eine Schraubenfeder 12, die ein Ende aufweist, das in die Ausnehmungen der Antriebsscheibe 8 eingepaßt ist. Das andere Ende der Feder 12 ist in die Ausnehmung des Zwischenringes 11 eingepaßt, um Drehmoment von den Antriebsscheiben 8 auf den Zwischenring 11 zu übertragen.

Der Zwischenring 11 ist ferner mit einer Vielzahl von anderen Ausnehmungen versehen, die im Abstand entlang seinem Außenumfang angeordnet sind. Die Fliehkraftkupplung 6 besitzt eine Vielzahl von Fliehgewichten 14, die jeweils von einem Paar von Blattfedern 13 in einer der Ausnehmungen des Zwischenringes 11 gehalten werden. Jedes Fliehgewicht 14 weist eine äußere Umfangsfläche auf, die der inneren Umfangsfläche 2 a des zweiten Schwungrades 2 im Abstand gegenüberliegt.

Ein Hysterese-Mechanismus 15 ist in den Innenumfängen des ersten und zweiten Schwungrades 1, 2 vorgesehen. Er umfaßt eine Axialdruckfeder 16 und eine Axialdruckbuchse 17 und erzeugt einen Hysterese-Effekt zwischen den Schwungrädern 1 und 2.

Wenn der Motor vor dem Leerlauf mit einer sehr niedrigen Drehzahl läuft, bleibt die Fliehkraftkupplung 6 ausgerückt, da die Fliehgewichte 14 in einer Lage radial einwärts beabstandet vom zweiten Schwungrad 2 verbleiben. Daher wird nur ein geringes Drehmoment vom ersten Schwungrad 1 über den Hysteresemechanismus 15 auf das zweite Schwungrad 2 übertragen. Wenn die Drehzahl des Motors ansteigt, wird die Fliehkraftkupplung 6 eingerückt, da die Fliehgewichte 14 radial auswärts im Kontakt mit dem zweiten Schwungrad 2 bewegt werden. Daher wird Drehmoment vom ersten Schwungrad 1 über den Schlupfmechanismus 5, den Federmechanismus 4 und die Fliehkraftkupplung 6 auf das zweite Schwungrad 2 übertragen. Der überschüssige Drehmomentanteil, der durch sympathetische Vibrationen zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad 1, 2 verursacht wird, wird vom Schlupfmechanismus 5 gedämpft. Wenn die Drehzahl des Motors auf ein seine Leerlaufdrehzahl übersteigendes Niveau weiter ansteigt, unterdrückt der Federmechanismus 4 im wesentlichen die Vibrationen.

In Fig. 3 sind die Drehmomentaufnahmeeigenschaften der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung mit denen von anderen Vorrichtungen verglichen. In Fig. 3 zeigt Kurve A die Drehmomentaufnahmeeigenschaften eines einzigen herkömmlichen ausgebildeten Schwungrades. Kurve B zeigt die Eigenschaften einer Vorrichtung, die ein erstes Schwungrad, ein zweites Schwungrad und einen Federmechanismus umfaßt. Die Kurven A und B machen deutlich, daß bei Absenkung des Drehmomentaufnahmevermögens (toryue compliance) auf eine Drehzahl über einer Leerlaufdrehzahl R _i sympathetische Vibrationen bei einer Drehzahl unter der Leerlaufdrehzahl R _i auftreten. Kurve C zeigt die Eigenschaften der in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 1497/1985 beschriebenen Vorrichtung, die vorstehend erwähnt wurde und ein erstes Schwungrad, ein zweites Schwungrad, einen Federmechanismus und einen Schlupfmechanismus besitzt. Diese Vorrichtung kann das überschüssige Drehmoment aufnehmen, das durch sympathetische Vibrationen der Vorrichtung, die keinen Schlupfmechanismus aufweist, erzeugt wird, wie aus einem Vergleich der Kurven B und C hervorgeht. Kurve D zeigt die Eigenschaften der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung, die desweiteren eine Fliehkraftkupplung aufweist. Die Kupplung bleibt ausgerückt und das Drehmomentaufnahmevermögen bleibt niedrig, bis die Drehzahl des Motors ein bestimmtes Niveau R _c erreicht, das niedriger ist als die Leerlaufdrehzahl R _i. Wenn die Drehzahl des Motors R _c übersteigt, rückt die Kupplung ein und die Vorrichtung zeigt die gleichen Eigenschaften wie durch die Kurve C verdeutlicht. Daher kann die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung Vibrationen in einem niedrigen Drehzahlbereich dämpfen, wie durch die Schraffur in Fig. 3 angedeutet ist, die von der herkömmlich ausgebildeten Vorrichtung der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 1497/1985 nicht absorbiert werden können.

In den Fig. 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform umfaßt ein erstes Schwungrad 51 und ein zweites Schwungrad 52, das konzentrisch zum ersten Schwungrad 51 ausgebildet und damit über ein Lager 53 drehbar verbunden ist. Ein Federmechanismus 54, ein Schlupfmechanismus 55 und eine Fliehkraftkupplung 56 sind zwischen den Schwungrädern 51 und 52 vorgesehen.

Das zweite Schwungrad 52 weist eine Ringnut 52 a auf. Der Schlupfmechanismus 55 besitzt zwei angetriebene Scheiben 58, zwei Reibelemente 59 und eine versenkte Feder 60, die in die Ringnut 52 a eingepaßt sind. Die Reibelemente 59 rutschen, wenn sie ein vorgegebenes Drehmoment aufgenommen haben.

Das erste Schwungrad 51 ist ebenfalls mit einer Ringnut 51 a versehen. Ein Zwischenring 61 ist in dieser Ringnut angeordnet. Der Zwischenring 61 weist in seinem Innenumfang ein Ausnehmung auf. Jeder der angetriebenen Scheiben 58 besitzt in ihrem Außenumfang eine Ausnehmung. Der Federmechanismus 54 umfaßt eine Schraubenfeder 62, die mit einem Ende in die Ausnehmung des Zwischenringes 61 eingepaßt ist, während das andere Ende der Feder 62 in die Ausnehmungen der angetriebenen Scheiben 58 eingepaßt ist, so daß Drehmoment vom ersten Schwungrad 51 auf das zweite Schwungrad 52 übertragen werden kann.

Der Zwischenring 61 weist ebenfalls eine Vielzahl von mit Umfangsabstand angeordneten Ausnehmungen an seinem Außenumfang auf. Die Fliehkraftkupplung 56 besitzt eine Vielzahl von Fliehgewichten 64, die jeweils von einem Paar von Blattfedern 63 in einer der Ausnehmungen des Zwischenringes 61 gehalten werden. Jedes Fliehgewicht 64 weist eine äußere Umfangsfläche auf, die der inneren Umfangsfläche 51 b des ersten Schwungrades 51 mit radialem Abstand gegenüberliegt. Ein Hysteresemechanismus 65 ist zwischen den Schwungrädern 51 und 52 vorgesehen. Die Fliehkraftkupplung 56 funktioniert in der gleichen Weise wie die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Kupplung 6.

Erfindungsgemäß wird somit eine Vorrichtung zur Aufnahme von Drehmomentschwankungen vorgeschlagen, bei der ein erstes Schwungrad mit der Ausgangswelle eines Motors in Verbindung steht. Ein zweites Schwungrad ist konzentrisch zum ersten Schwungrad angeordnet und über ein Lager am ersten Schwungrad gelagert. Ein Federmechanismus, ein Hysteresemechanismus und ein Schlupfmechanismus sind zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad vorgesehen. Zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad befindet sich ferner eine Fliehkraftkupplung, die eine Antriebsverbindung zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad herstellt, wenn die Drehzahl des Motors ein bestimmtes Niveau erreicht hat.

Claims

1. Vorrichtung zur Aufnahme von Drehmomentschwankungen eines Motors mit einem ersten Schwungrad, das mit der Ausgangswelle des Motors in Verbindung steht, einem zweiten Schwungrad, das konzentrisch zum ersten Schwungrad angeordnet und mit diesem über ein Lager verbunden ist, und einem Federmechanismus, der zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad vorgesehen ist, gekennzeichnet durch:
Einen Hysteresemechanismus (15; 65), der zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad (1, 2; 51, 52) vorgesehen ist;
einen Schlupfmechanismus (5; 55), der zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad (1, 2; 51, 52) vorgesehen ist und die Übertragung von Drehmoment zwischen dem ersten Schwungrad (1; 51) und dem zweiten Schwungrad (2; 52) verhindert, wenn das Drehmoment ein bestimmtes Niveau übersteigt, über dem sympathetische Vibrationen auftreten, wenn der Motor mit einer Drehzahl läuft, die niedriger ist als seine Leerlaufdrehzahl; und
eine Fliehkraftkupplung (6; 56), die zwischen dem ersten und zweiten Schwungrad (1, 2; 51, 52) vorgesehen ist und eine Antriebsverbindung zwischen dem ersten Schwungrad (1; 51) und dem zweiten Schwungrad (2; 52) herstellt, wenn die Drehzahl des Motors auf ein bestimmtes Niveau angestiegen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupfmechanismus (5) das erste Schwungrad (1), zwei Antriebsscheiben (8), die jeweils ein Reibelement (9) aufweisen, das in Gleitkontakt mit dem ersten Schwungrad (1) steht, und eine Kegelfeder (10), die zwischen den Antriebsscheiben (8) angeordnet ist, aufweist, daß der Federmechanismus (4) die beiden Antriebsscheiben (8), eine Schraubenfeder (12), deren eines Ende mit den Antriebsscheiben (8) in Eingriff steht, und einen Zwischenring (11), der sich mit dem anderen Ende der Schraubenfeder (12) in Eingriff befindet, umfaßt, daß die Fliehkraftkupplung (6) den Zwischenring (11) und eine Vielzahl von Gewichten (14) aufweist, die am Zwischenring (11) gelagert sind, und daß das zweite Schwungrad (2) eine den Gewichten (14) gegenüberliegende Fläche besitzt, mit der die Gewichte durch Fliehkraftwirkung in Eingriff bringbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gewicht (14) über mindestens eine Blattfeder (13) am Zwischenring (11) befestigt ist.