DE4035320C2 - Geteiltes Schwungrad mit einer Dämpfungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein geteiltes Schwungrad gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Schwungrad ist aus der DE 38 07 937 A1 in der Weise bekannt, daß die etwa rinnenförmig gebogenen Einlagen im torusförmigen Hohlraum festgelegt sind, sie also ledig­ lich als Verschleißschutz gegenüber den sich ja verschiebenden Windungen der Federn dienen. Die Federn dienen dabei zum Dämpfen von Schwingungen, die andernfalls beispielsweise von einer Brenn­ kraftmaschine zu einem nachgeschalteten Antriebsstrang übertragen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln ein gattungsgemäßes geteiltes Schwungrad zu schaffen, das ohne Beeinträchtigung seiner vorteilhaften Eigenschaften, insbesondere Möglichkeit der Integration einer Schaltkupplung, mit einer Reibungs­ dämpfung versehen ist, so daß eine wirksame Schwingungsdämpfung einschließlich der Vermeidung von Überbeanspruchungen durch Drehmo­ mentenbegrenzung sichergestellt ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in einem gattungs­ gemäßen geteilten Schwungrad mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie Letztlich die ohnehin vorhandenen gebogenen Einlagen im torusförmigen Hohlraum zur Erzeugung einer Reibungsdämpfung heranzieht, sei es dadurch, daß zwischen diesen Einlagen selbst einerseits und der ihnen zugekehrten Fläche des torusförmigen Hohlraums andererseits Reibkontakt besteht, so daß sich beim Auftreten eines zu hohen Drehmoments eine von der radialen Auflagekraft der Federn auf den Einlagen und damit von der jeweiligen Drehzahl abhängige Reibungs­ dämpfung ergibt, oder in der Weise, daß die Einlagen in Umfangsrich­ tung im torusförmigen Hohlraum bewegbar sind und zwischen ihren Enden eine zusätzliche Blattfeder solcher Gestaltung eingespannt ist, daß diese Bewegungen in Umfangsrichtungen einen Reibwiderstand entgegensetzt.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Axialschnitt und

Fig. 2 in der Ansicht gemäß II in Fig. 1 eine erste Ausführungsform und

Fig. 3 in einem Axialschnitt sowie

Fig. 4 in der Ansicht gemäß IV in Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei beiden Konstruktionen ist angenommen, daß in das Zweimassen­ schwungrad Bestandteile einer Schaltkupplung integriert sind. Eben­ falls liegt beiden Ausführungsbeispielen der bevorzugte Einsatzfall der Erfindung zugrunde, nämlich zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.

Betrachtet man zunächst die Ausführungsform der Erfindung gemäß den Fig. 1 und 2, so ist bei 1 die Abtriebswelle der Brennkraftma­ schine und bei 2 die Eingangswelle des Getriebes angedeutet; Brenn­ kraftmaschine und Getriebe besitzen einen bekannten und daher hier nicht wiederzugebenden Aufbau. Drehfest mit der Abtriebswelle 1, die also die Eingangswelle des Zweimassenschwungrads bildet, verbun­ den ist das Gehäuseteil 3, das mit dem den Anlasserzahnkranz 4 tragenden Ring 5 die motorseitige Masse des Zweimassenschwungrads bildet. Das Gehäuseteil 3 bildet bei 6 einen etwa torusförmigen Hohlraum, der sich, wie Fig. 2 zeigt, über den gesamten Umfang erstreckt und zur Aufnahme von in diesem Ausführungsbeispiel zwei Federn 7 und 8 sowie zwei durch Federmaterial gebildeten Einlagen 9 und 10 dient, die sich einerseits auf der radial nach innen weisenden Fläche des Gehäuseteils 3 unter der Wirkung ihrer Vorspannung sowie der Radialkräfte der Federn 7 und 8 und andererseits gegeneinander mit ihren Anschläge 11 und 12 sowie 13 und 14 für die Federn 7 und 8 bildenden radialen Abbiegungen aneinander abstützen. Wie in Fig. 1 bei 15 angedeutet, sind die Anschläge 11 bis 14 geschlitzt zum Durchtritt von weiteren Anschlägen 16 und 17 für die Federn 7 und 8 diese weiteren Anschläge 16 und 17 sind radiale Fortsätze der Schei­ be 18, die über das Kugellager 19 auf dem mit der Ausgangswelle 1 der Maschine verbundenen Stutzen 20 drehbar gelagert ist. Wie bei 21 und 22 angedeutet, umgreift die Scheibe 18 mit fahnenähnlichen Ausbiegungen im Randbereich einer zentralen Ausnehmung für den Durchtritt des Stutzens 20 das Kugellager 19 beidseitig, wodurch nicht nur auf einfache Weise eine Befestigung der Scheibe 18 geschaf­ fen ist, sondern auch eine gute Wärmeabfuhr sichergestellt wird.

Diese Wärmeabfuhr wird dadurch besonders dringlich, daß das Zweimas­ senschwungrad wesentliche Bestandteile einer Schaltkupplung enthält. Die Scheibe 18 bildet den Träger für das ebenso wie die Scheibe 18 einen Bestandteil der getriebeseitigen Masse darstellende Teil 23, das mit der Scheibe 18 vernietet ist und den Kupplungsdeckel 24 trägt. Innerhalb des durch die Teile 23 und 64 gebildeten Kupplungs­ gehäuses erkennt man die Druckplatte 25, die unter der Wirkung der sich am Kupplungsdeckel 24 abstützenden Tellerfeder 26 steht und demgemäß dafür sorgt, daß die von der Kupplungsscheibe 27 getra­ genen Kupplungsbeläge 28 und 29 eine reibschlüssige Verbindung zwischen den Wellen 1 und 2 herstellen bzw. die Verbindung unterbre­ chen. Zu diesem Zweck ist die Kupplungsscheibe 27 in bekannter Weise axial verschiebbar auf der Welle 2 gelagert.

Wie besonders deutlich aus Fig. 2, die eine Stirnansicht bei abgenom­ menem Gehäuseteil 3 zeigt, erkennbar, sind die beiden Dämpferfedern 7 und 8 jeweils zwischen einem Anschlag der motorseitigen und der getriebeseitigen Schwungmasse eingespannt. Solange ein bestimmtes Drehmoment zwischen diesen beiden Massen nicht überschritten wird, erfolgt keine Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungmassen, da der Reibschluß zwischen den Einlagen 9 und 10 einerseits und der radial nach innen weisenden Fläche des torusförmigen Hohlraums 6 andererseits zur Drehmomentenübertragung ausreicht. Verständlicher­ weise ist dieses Reibmoment umso größer, je höher die Drehzahl ist, so daß mit zunehmender Drehzahl auch das übertragene Drehmoment wächst. Sobald aber ein Moment überschritten ist, das eine bestimmte Kompression der Federn 7 und 8 zur Folge hat, tritt ein Schlupf zwischen den Einlagen 9 und 10 einerseits und dem Gehäuseteil 3 andererseits auf, so daß das Schwungrad nunmehr als Schlupfkupplung wirkt.

Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sich die Arbeits­ weise dieser Rutschkupplung an die jeweils vorliegenden Verhältnisse leicht durch entsprechende Wahl der Vorspannung der federnden Ein­ lagen 9 und 10 anpassen läßt. Beispielsweise kann die Vorspannung so gewählt sein, daß bei einer Resonanzdrehzahl von 300 U/min oder mehr der beschriebene Schlupf, also die Relativbewegung der Ein­ lagen 9 und 10 gegenüber dem Gehäuseteil 3, auftritt, und zwar kurz bevor die Federn 7 und 8 auf Block gegangen sind. Weiterhin kann die Vorspannung so gewählt sein, daß die Übertragung des maxima­ len Drehmoments der Brennkraftmaschine bei Drehzahlen oberhalb der Leerlaufdrehzahl gewährleistet ist, wobei das Auftreten von Fliehkräften die Anpreßkraft zwischen diesen Teilen vergrößert.

Es kann zweckmäßig sein, in an sich bekannter Weise zur Schmierung der Federn 7 und 8 sowie zur Erzielung eines konstanten Reibwerts eine Fettfüllung vorzusehen. Dabei dient das Gehäuseteil 3 zugleich als Dichtung. In Fig. 1 erkennt man zwischen den Teilen 5 und 23 eine durch das Blechformteil 30 gebildete weitere Dichtung, die gleichzeitig eine Führung für die Federn 7 und 8 darstellt.

Auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 4 ist die motorseitige Schwungmasse des Zweimassenschwungrads zur Bildung eines torusförmigen Hohlraums 40 ausgebildet. Zu diesem Zweck ist sie aus dem Gehäuseteil 41, das drehfest mit dem Stutzen 42 verbunden ist, und dem Gehäuseteil 43 durch Schweißen zusammengesetzt, das zugleich den Anlasserzahnkranz 44 trägt. Der torusförmige Hohlraum 45 dient wiederum zur Aufnahme von Druckfedern 46, von denen zumindest zwei vorhanden sind, von Einlagen 47, die sich aber nicht über den gesamten Umfang erstrecken, und von speziell geformten Blattfe­ dern 48 zwischen den Einlagen 47. Diesen Blattfedern sind zugleich Anschläge 49 für die Federn 46 zugeordnet. Betrachtet man die Blatt­ federn 48 im einzelnen, so besitzen sie einen hufeisenförmigen Querschnitt und stützen sich mit Federzungen 50 an der Innenfläche des torusförmigen Hohlraums 45 mit erheblicher Reibung ab. Erst beim überschreiten eines bestimmten Drehmoments, das zu einer Kom­ pression der Federn 46 zwischen den bereits erwähnten Anschlägen 49 einerseits und weiteren Anschlägen 51 an der Scheibe 52 andererseits führt, wird der so gewonnene Reibschluß überwunden, und die beschrie­ bene Anordnung wirkt wiederum als Rutschkupplung.

Die erwähnte Scheibe 52, die wiederum drehbar mittels des Kugella­ gers 53 auf dem Stutzen 42 gelagert ist, bildet einen Bestandteil der getriebeseitigen Schwungmasse. Sie stellt auch hier den Träger für wesentliche Bestandteile der bei 54 angedeuteten Schaltkupplung dar, d. h. das Teil 55 ist an ihr wiederum durch Vernietung gehalten.

In diesem Ausführungsbeispiel dienen die Einlagen 47 also nicht nur als zweckmäßigerweise gehärtete Laufflächen für die Windungen der Federn 46, sondern auch als Abstandshalter zwischen den Blattfe­ dern 48.

Bei 56 ist eine Dichtung vorgesehen, die wiederum eine zur Schmie­ rung des Systems dienende Fettfüllung des torusförmigen Hohlraums 45 ermöglicht.

Verständlicherweise ist es in vorteilhafter Weise möglich, durch Variation von Anzahl und Geometrie der beiden Federarten 47 und 48 eine einfache, kostengünstige Anpassung der Rutsch- oder Überlast­ kupplung und der Drehfedersteifigkeit an verschiedene Einsatzfälle (Motortypen) vorzunehmen. Auch läßt die Konstruktion eine große Gestaltungsfreiheit der die Wärme der Kupplung aufnehmenden Masse 55 zu, beispielsweise durch Vergrößerung dieser Masse ohne Vergrößerung des Systems in seiner Gesamtheit oder durch Einrichtungen zur Durch­ lüftung.

Mit der Erfindung ist demgemäß ein gattungsgemäßes geteiltes Schwung­ rad geschaffen, das mit einer auf Reibung basierenden Überlastsiche­ rung ausgerüstet ist.

Claims (5)

1. Geteiltes Schwungrad mit einer ersten und einer zweiten Schwung­ masse, von denen die erste für den drehfesten Anschluß einer antreibenden Welle, insbesondere der Ausgangswelle einer Brenn­ kraftmaschine, die zweite für den drehfesten Anschluß einer angetriebenen Welle, insbesondere der Eingangswelle eines Getrie­ bes, eingerichtet ist und die in Drehverbindung über eine Dämp­ fungseinrichtung stehen, die zumindest zwei in einem torusförmi­ gen Hohlraum einer der Schwungmassen längs Kreisbögen verlaufende Federn enthält, die sich mit ihren Enden an jeweils einer der Schwungmassen zugeordneten Anschlägen in Umfangsrichtung abstüt­ zen sowie in radialen Richtungen auf gebogenen Einlagen im torusförmigen Hohlraum aufliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (9, 10) im torusförmigen Hohlraum (6) in Umfangs­ richtung verschiebbar und ihnen Anschläge (11, 12, 13, 14) für die Federn (7, 8) zugeordnet sind.

2. Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Feder (7, 8) eine reibend verschiebbare Einlage (9, 10) vorhanden ist, die Einlagen (9, 10) sich mit nach innen weisen­ den Anschlägen (11, 12, 13, 14) aneinander abstützen und diese zum Durchtritt von Anschlägen (16, 17) an der anderen Schwung­ masse geschlitzt (15) sind.

3. Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Feder (46) eine verschiebbare Einlage (47) vorhanden ist und zwischen einander zugekehrten stirnseitigen Enden verschie­ dener Einlagen (47) eine sich mit Federzungen (50) im torusför­ migen Hohlraum (45) abstützende Blattfeder (48) eingespannt ist.

4. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die der anderen Schwungmasse zugeordneten Anschläge (16, 17) durch radiale Fortsätze an einer Scheibe (18) gebildet sind, die als Träger weiterer Bauteile (23) der anderen Schwung­ masse mit teilweise ausgebogenen Bereichen (21, 22) des Randes einer von einem Stutzen (20) der einen Schwungmasse durchsetzten zentralen Ausnehmung ein reibungsarmes Lager (19) aufnimmt, das auf den Stutzen (20) aufgezogen ist.

5. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die andere Schwungmasse Bestandteile (23, 24) einer Kupplung zur wahlweisen Herstellung einer die Dämpfungseinrich­ tung einschließenden drehmomentübertragenden Verbindung zwischen antreibender und angetriebener Welle (1, 2) enthält.