DE3448586B4

DE3448586B4 - Einrichtung zum Kompensieren von Drehstößen

Info

Publication number: DE3448586B4
Application number: DE3448586A
Authority: DE
Inventors: Oswald Friedmann; Wolfgang Dr. Reik; Paul Maucher
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1983-11-10
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2004-11-10
Also published as: JPS60136640A; DE3448621B4; DE3448588B4; DE3448589B4

Abstract

Bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung mit mindestens 2 koaxial zueinander angeordneten, entgegen der Wirkung von Dämpfungsmitteln verdrehbar gelagerten Schwungmassen ist zwischen den beiden Schwungmassen eine Lagerung radial innerhalb der Befestigungsmittel zur Montage an einem Motor vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kompensieren von Drehstößen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei den bisher vorgeschlagenen Einrichtungen dieser Art, zum Beispiel gemäß der DE 29 31 423 A1 , welche als Einheit an einem Motor montierbar sind, ist die zwischen den Schwungmassen angeordnete Wälzlagerung um die Befestigungsmittel zur Montage am Motor angeordnet, wobei einer der beiden Lagerringe mit der einen Schwungmasse und der andere der Lagerringe mit der anderen Schwungmasse drehfest verbunden ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Einrichtung zum Kompensieren von Drehstößen zu schaffen, die gegenüber den bisher bekannt gewordenen Einrichtungen der eingangs genannten Art den Einsatz eines kostengünstigeren Lagers bei gleichzeitiger, einfacher Montage an den Motor ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art, bei der die erste Schwungmasse Öffnungen aufweist zum Durchtritt von zumindest Abschnitten (Teilen) von Befestigungsmitteln, mittels derer die Einrichtung an der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine befestigbar ist, dadurch erreicht, dass die zweite Schwungmasse Ausnehmungen aufweist, die mit den Öffnungen der ersten Schwungmasse in Flucht bringbar sind, wobei die Ausnehmungen in der zweiten Schwungmasse zumindest eine Betätigung der Befestigungsmittel zulassen, wobei die Lagerung radial innerhalb der Befestigungsmittel zwischen den Schwungmassen angeordnet ist.

Als Befestigungsmittel können Schrauben in vorteilhafter Weise verwendet werden. Die Lagerung kann als Wälzlager ausgeführt sein. Eine solche Wälzlagerung kann durch ein einreihiges Wälzlager gebildet sein.

Es kann vorteilhaft sein, wenn die Ausnehmungen in der zweiten Schwungmasse so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie den Durchtritt der Köpfe der Befestigungsschrauben zulassen.

In vorteilhafter Weise kann die Dämpfungseinrichtung wenigstens eine Reibeinrichtung aufweisen. Dabei kann die zwischen den Schwungmassen wirksame Reibeinrichtung über den gesamten Verdrehwinkel zwischen den Schwungmassen wirksam sein. Zwischen den Schwungmassen kann auch eine Lastreibeinrichtung vorgesehen werden, die über einen Verdrehwinkelbereich zwischen den Schwungmassen unwirksam ist.

Anhand der 1 bis 3 sei die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine im Schnitt dargestellte Variante einer Drehmomentübertragungseinrichtung.
2 Einzelheiten der Variante gemäß 1.
3 eine mögliche Dämpfungslinie.
Die in den 1 und 2 dargestellte Einrichtung 1' besitzt ein Schwungrad 2', welches in zwei Schwungmassen 3' und 4' aufgeteilt ist. Die Schwungmasse 3' ist auf einer Kurbelwelle 5' einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine über Befestigungsschrauben 6' befestigt. Auf der Schwungmasse 4' ist eine Reibungskupplung 7' über nicht näher dargestellte Mittel befestigt. Zwischen der Druckplatte 8' der Reibungskupplung 7' und der Schwungmasse 4' ist eine Kupplungsscheibe 9' vorgesehen, welche auf der Eingangswelle 10' eines nicht näher dargestellten Getriebes aufgenommen ist. Die Druckplatte 8' der Reibungskupplung 7' wird in Richtung der Schwungmasse 4' durch eine am Kupplungsdeckel 11' schwenkbar gelagerten Tellerfeder 12' beaufschlagt. Durch Betätigung der Reibungskupplung 7' kann die Schwungmasse 4' und somit auch das Schwungrad 2' über die Kupplungsscheibe 9' der Getriebewelle 10' zu- und abgekuppelt werden.
Die beiden Schwungmassen 3' und 4' sind relativ zueinander über eine Lagerung 13' verdrehbar gelagert. Die Lagerung 13' beinhaltet ein Kugellager 14' sowie ein im axialen Abstand davon vorgesehenes radial wirksames Nadellager 15'. Die Schwungmasse 4' weist einen zylindrischen Zapfen 16' auf, auf dem der innere Ring 14a' des Kugellagers 14 drehfest aufgenommen ist. Der Zapfen 16' erstreckt sich in eine in der Kurbelwelle 5' zentrisch vorgesehene Bohrung 17'. Das Nadellager 15' ist im axialen Überlappungsbereich zwischen der Bohrung 17' und dem Zapfen 16' vorgesehen.
Die aus verschiedenen Bauteilen zusammengesetzte Schwungmasse 3' besitzt ein flanschartiges Bauteil 18', welches radial außen einen ringförmigen Massenkörper 19' trägt, auf welchem der Anlaßring 20' aufgebracht ist. Radial innen ist das flanschartige Bauteil 18' auf einem Zwischenstück 21' zentriert, welches einen radialen Bereich 22' aufweist, der sich zwischen dem flanschartigen Bauteil 18' und der Stirnfläche der Kurbelwelle 5' erstreckt. Durch die Schrauben 6' wird der radiale Bereich 22' sowie das flanschartige Bauteil 18' in Richtung auf die Stirnfläche der Kurbelwelle 5' zu verspannt. Das Zwischenstück 21' weist einen von der Kurbelwelle 5' weg gerichteten Fortsatz 23' auf, dessen Innenkonturen eine Bohrung 24' bilden, in der der äußere Lagerring 14b' des Kugellagers 14' drehfest aufgenommen ist. Das Zwischenteil 21' besitzt weiterhin einen sich axial in die Bohrung 17' der Kurbelwelle 5' erstreckenden rohrförmigen Ansatz 25', dessen äußere Mantelfläche zur Zentrierung der Schwungmasse 3' gegenüber der Kurbelwelle 5' dient. Zwischen der inneren Mantelfläche des rohrförmigen Ansatzes 25' und den Endbereichen des Zapfens 16' ist das radial wirksame Nadellager 15' angeordnet. Die Schwungmasse 4' weist Ausnehmungen 4a' auf, durch welche die Schrauben 6' hindurchfürbar sind, so daß die Schwungmassen 3' und 4' mitsamt der Lagerung 13' als Einheit an der Kurbelwelle 5' montiert werden können.
Die beiden Schwungmassen 3' und 4' sind entgegen der Wirkung der Dämpfungseinrichtung 26' begrenzt zueinander verdrehbar. Die Dämpfungseinrichtung 2' besteht aus in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichern in Form von Schraubenfedern 27' und Reibeinrichtungen 28', 29'. Der flanschartige Bauteil 18' dient als Eingangsteil für die Dämpfungseinrichtung 26'. Beidseits des flanschartigen Bauteiles 18' sind Scheiben 30', 31' angeordnet, die über Abstandsbolzen 32' im axialen Abstand miteinander drehfest verbunden sind. Die Abstandsbolzen 32' dienen außerdem zur Befestigung dieser beiden Scheiben 30', 31' an der Schwungmasse 4'. In den Scheiben 30', 31' sowie im flanschartigen Bauteil 18' sind Ausnehmungen 30a', 31a' sowie 18a' eingebracht, in denen die Kraftspeicher 27' aufgenommen sind. Im flanschartigen Bauteil 18' sind außerdem bogenförmige Ausnehmungen 33' eingebracht, durch welche die Abstandsbolzen 32' hindurchgreifen, wobei die Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungmassen 3' und 4' durch Anschlag der Bolzen 32' an den Endkonturen 33a', 33b' dieser bogenförmigen Ausnehmungen 33' erfolgt.
Die Reibeinrichtung 28', welche über den gesamten Relativverdrehwinkel zwischen dem flanschartigen Bauteil 18' und den beiden Scheiben 30', 31' wirksam ist, besitzt ein tellerfederartiges Bauteil 28a', das die axial federnde Einrichtung darstellt, eine Druckscheibe 28b' sowie ein zwischen Druckscheibe 28b' und flanschartigem Bauteil 18' vorgesehener Reibring 28c'. Das vorgespannte tellerfederartige Bauteil 28a stützt sich einerseits an der Scheibe 31' ab und beaufschlagt andererseits die Druckscheibe 28b' in Richtung des flanschartigen Bauteiles 18', wodurch der Reibring 28c' zwischen der Druckscheibe 28b' und dem flanschartigen Bauteil 18' eingespannt wird.
Die Reibeinrichtung 29' bildet eine Lastreibeinrichtung mit einer Lastreibscheibe 34'. Die Lastreibscheibe 34' weist an ihrem äußeren Umfang in Achsrichtung verlaufende Arme 35' auf, die sich durch Ausnehmungen 36' des flanschartigen Bauteiles 18' hindurcherstrecken. Die Ausnehmungen 36' sind derart ausgebildet, daß eine relative Verdrehung zwischen der Lastreibscheibe 34' und dem flanschartigen Bauteil 18' sowohl über einen Teilbereich 37' des möglichen Verdrehwinkels 39' in Schub- als auch über einen Teilbereich 38' des möglichen Verdrehwinkels 40' in Zugrichtung stattfinden kann. Die zwischen dem flanschartigen Bauteil 18' und der Scheibe 30' vorgesehene Lastreibscheibe 34' weist eine in die radial äußeren Bereiche in Richtung der Scheibe 30' eingebrachte Sicke 41' auf, welche mit der Scheibe 30' in Reibungseingriff steht. Die Lastreibscheibe 34' besitzt weiterhin radial nach innen verlaufende Bereiche, in denen eine Ausnehmung 42' zur Aufnahme des gezeigten Kraftspeichers 27' vorgesehen ist. Diese Ausnehmung 42' besitzt – in Umfangsrichtung betrachtet – die gleiche Ausdehnung 43' wie die beiden Ausnehmungen 30a', 31a' der beiden Scheiben 30', 31'. Die Ausdehnung 44' der in das flanschartige Bauteil 18' eingebrachte Ausnehmung 18a' ist größer als die Ausdehnung 43'. Die Anordnung der Ausnehmungen 30a', 31a', 42' gegenüber der Ausnehmung 18a' sowie der Unterschied zwischen den Ausdehnungen 43' und 44' ist derart gewählt, daß zwischen dem flanschartigen Bauteil 18' und den beiden Scheiben 30', 31' eine relative Verdrehung über einen Teilbereich 37', 38' möglich ist, bevor der Kraftspeicher 27' zwischen dem flanschartigen Bauteil 18' und den beiden Scheiben 30', 31' zusammengedrückt wird.
An den Armen 35' der Lastreibscheibe 34' stützt sich mit seinen radial äußeren Bereichen ein zwischen dem flanschartigen Bauteil 18' und der Scheibe 31' vorgesehenes tellerfederartiges Bauteil 45' ab, welches sich mit seinen radial inneren Bereichen an der Scheibe 31' abstützt. Die Lastreibscheibe 34' wird dadurch in Richtung der Scheibe 30' beaufschlagt. Die Ausnehmungen 30a', 31a' der beiden Seitenscheiben 30', 31' und die Ausnehmung 18a' des flanschartigen Bauteiles 18' sowie die darin vorgesehenen Schraubenfedern 27' sind über den Umfang der Dämpfungseinrichtung 26' derart angeordnet und bemessen, daß eine mehrstufige Dämpfungskennlinie vorhanden ist, wie dies im folgenden im Zusammenhang mit der in 3 dargestellten Torsionskennlinie näher erläutert wird. Bei der in 5 dargestellten Torsionskennlinie ist auf der Abszissenachse der relative Verdrehwinkel zwischen den beiden Schwungmassen 3' und 4' dargestellt und auf der Ordinatenachse das zwischen den beiden Schwungmassen 3' und 4' übertragene Moment. In den 1 und 2 zeigt der Pfeil 46' die Zugrichtung an, das heißt also die Drehrichtung, in der die durch die Kurbelwelle 5' einer Brennkraftmaschine angetriebene Schwungmasse 3' die Getriebeeingangswelle 10' und damit auch das Kraftfahrzeug über die Kupplungsscheibe 9' antreibt. Durch den Pfeil 47' ist die Schubrichtung gekennzeichnet, weiterhin zeigt in 3 die ausgezogene Linie, die durch die Federn erzeugte Dämpfungswirkung und die schraffierten Flächen 48', 48a', die der Federkennlinie überlagerte Reibungsdämpfung der Lastreibeinrichtung 29'.
Ausgehend von der in 2 dargestellten Ruhestellung der Dämpfungseinrichtung 26' wirkt, bei einer Relativverdrehung der beiden Schwungmassen 3' und 4' in Zugrichtung 46', im Bereich 38' zunächst die durch Federn 27' geringerer Steifigkeit, welche nicht dargestellt sind, gebildete erste Stufe. Am Ende des Bereiches 38' kommt zusätzlich die durch Federn 27' höherer Steifigkeit, zu denen auch die dargestellte Feder 27' gehört, gebildete zweite Federstufe zusätzlich zur ersten Federstufe zur Wirkung. Dies geschieht dadurch, daß die Kanten 49' der Ausnehmungen 18a' des flanschartigen Bauteiles 18' nach einer Verdrehung um den Winkel 38' in Zugrichtung 46' an den in den Fenstern 30a', 31a' der Scheiben 30', 31' angeordneten Federn 27' höherer Steifigkeit angreifen. In gleicher Weise kommen die Kanten 50' der Ausnehmungen 18a' bei einer Verdrehung um den Winkel 37' in Schubrichtung 47' an den Federn 27' der zweiten Stufe zur Wirkung.
Durch die Bolzen 32' und die Aussparungen 33' im flanschartigen Bauteil 18' wird der maximale Verdrehwinkel bestimmt. Bei einer Verdrehung der Schwungmasse 3' um den Winkel 40' in Zugrichtung 46' bzw. 39' in Schubrichtung 47' gelangen die Bolzen 32' an den Endbereichen 33a', 33b' der Aussparungen 33' zur Anlage.
Bei einer Verdrehung der Schwungmasse 3' in Zug- oder Schubrichtung aus der in 4 dargestellten Ruhestellung wird zunächst Reibung durch die Reibeinrichtung 28' erzeugt. Diese Reibeinrichtung 28' ist solange alleine wirksam, bis die axial verlaufenden Arme 35' der Lastreibscheibe 34' zur Anlage an den Anschlagkanten 51' für die Zugrichtung oder 52' für die Schubrichtung der Ausnehmungen 36' im flanschartigen Bauteil 18' kommen, so daß die Lastreibscheibe 34' und somit auch das tellerfederartige Bauteil 45' gegenüber dem flanschartigen Bauteil 18' bzw. der Schwungmasse 3 festgelegt sind. Diese Festlegung bewirkt daß bei Fortsetzung der Verdrehung zwischen den beiden Schwungmassen 3' und 4' die Lastreibscheibe 34' und das tellerfederartige Bauteil 45' gegenüber den beiden Scheiben 30', 31', zwischen denen sie verspannt sind, solange verdreht werden, bis die Bolzen 32' an den Endbereichen 33a' oder 33b' der Ausnehmungen 33' im flanschartigen Bauteil 18' zur Anlage kommen. Während dieser Verdrehphase wird ein relativ hohes Reibmoment erzeugt. In der Torsionskennlinie ist die durch dieses Reibmoment erzeugte Dämpfungswirkung der Lastreibeinrichtung 29' für den Zugbereich der Dämpfungseinrichtung 26' durch die Fläche 48' und für den Schubbereich durch die Fläche 48a' dargestellt.
Wie aus der in 3 dargestellten Torsionskennlinie zu entnehmen ist, ist die Vorspannung der mit der Lastreibeinrichtung 29' zusammenwirkenden Kraftspeicher 27 derart gewählt, daß das von diesen Kraftspeichern 27' erzeugte Rückstellmoment ausreicht, um eine Rückstellung der Lastreibeinrichtung in die in 2 dargestellte Ruhestellung sicherzustellen. Die Vorspannung der mit der Lastreib einrichtung 29' zusammenwirkenden Kraftspeicher 21' kann jedoch auch kleiner gewählt werden, so daß keine vollständige Rückstellung der Lastreibeinrichtung erzielt wird und eine sogenannte Verschleppung des Einsatzes der Lastreibeinrichtung stattfindet. Weiterhin könnten die Ausnehmungen 42' der Lastreibscheibe 35' größer sein als die Ausnehmungen 30a', 31a' in den Scheiben 30', 31', wodurch ebenfalls eine Verschleppung des Einsatzes der Lastreibeinrichtung stattfindet.
Bei der in 3 dargestellten Torsionskennlinie ist die durch die Reibeinrichtung 28' erzeugte Reibungsdämpfung bzw. Reibungshysterese nicht ersichtlich, da diese beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wesentlich kleiner ist als die der Lastreibeinrichtung 29'. Bei den zuvor im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen können die Wälzlager auch so ausgebildet sein, daß ihre Lagerringe bzw. Abwälzbahnen fest mit den jeweiligen Schwungmassen verbunden bzw. in diese eingearbeitet sind, Dies bedeutet, daß die Abwälzbahnen durch Vertiefungen gebildet werden, die in entsprechenden Umfangsbereichen der Schwungmassen ausgebildet sind.
Die Funktion der Erfindung besteht insbesondere darin, daß das zwischen der ersten und der zweiten Schwungmasse 3', 4' vorhandene Wälzlager 14' durch die Tellerfeder 28a' bei eingerückter Reibungskupplung 7' einerseits axial verspannt werden kann. Das bedeutet, daß in bezug auf die Wälzkörper der innere und äußere Lagerring 14a', 14b' in entgegengesetzter Richtung durch eine Axialkraft beaufschlagt sind. Deshalb stützen sich der innere und der äußere Lager ring 14a', 14b' an den Wälzkörpern axial in entgegengesetzter Richtung ab. Andererseits können beim Betätigen der Reibungskupplung 7' die Lagerringe 14a', 14b' entgegen der Verspannkraft der federnden Einrichtung 28a' zumindest entsprechend dem Lagerspiel axial begrenzt zueinander verlagert werden, wodurch die Wälzkörper ihre Berührungspunkte mit den Abwälzbahnen bzw. den Lagerringen 14a', 14b' wechseln. Ein solcher Wechsel der Berührungspunkte der Wälzkörper an den Lagerringen 14a', 14b' bzw. den Laufbahnen kann sich insofern positiv auswirken, daß dadurch ein Weitertransport der Wälzkörper in Umfangsrichtung gegenüber den Abwälzbahnen der Lagerringe 14a', 14b' bzw. den Laufbahnen bewirkt wird. Dadurch wird der Verschleiß des Lagers wesentlich herabgesetzt und die Lebensdauer der Drehmomentübertragungseinrichtung erhöht.

Claims

Einrichtung zum Kompensieren von Drehstößen mittels mindestens zweier koaxial über eine Lagerung zueinander angeordneter, entgegen der Wirkung einer Dämpfungseinrichtung zueinander verdrehbarer Schwungmassen, von denen die eine mit der Brennkraftmaschine und die andere über eine Kupplung mit dem Eingangsteil eines Getriebes verbindbar ist, wobei die Einrichtung eine Montageeinheit bildet, die in der ersten Schwungmasse Öffnungen aufweist zum Durchtritt von zumindest Abschnitten (Teilen) von Befestigungsmitteln, mittels derer die Einrichtung an der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schwungmasse (4') Ausnehmungen (4a') aufweist, die mit den Öffnungen der ersten Schwungmasse (3') in Flucht bringbar sind, wobei die Ausnehmungen (4a') in der zweiten Schwungmasse (4') zumindest eine Betätigung der Befestigungsmittel (6') zulassen, wobei die Lagerung (14') radial innerhalb der Befestigungsmittel (6') zwischen den Schwungmassen (3', 4') angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel Schrauben (6') vorgesehen sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (4a') in der zweiten Schwungmasse so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie den Durchtritt der Köpfe der Befestigungsschrauben zulassen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (13') als Wälzlagerung (14') ausgeführt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung wenigstens eine Reibeinrichtung (28', 29') aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schwungmassen eine Reibeinrichtung (28') vorgesehen ist, die über den gesamten Verdrehwinkel zwischen den Schwungmassen wirksam ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schwungmassen eine Lastreibeinrichtung (29') vorgesehen ist, die über einen Verdrehwinkelbereich zwischen den Schwungmassen unwirksam ist.