DE4018342C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad zum Einbau zwi­ schen einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Zweimassenschwungrad dieser Gattung ist aus der nicht vor­ veröffentlichten DE 39 30 715 A1 bekannt. Es umfaßt eine elastische Kupplung, die zwischen einer ersten und einer zwei­ ten Masse angeordnet und mit einer schlupffähigen Reibkupplung in Reihe geschaltet ist. Dabei steht ein Reibelement der Reib­ kupplung unter Fliehkraftwirkung und ist dadurch imstande, un­ terhalb einer definierten Drehzahl das durchgeleitete Drehmo­ ment zu begrenzen. Dadurch werden Spitzendrehmomente im Reso­ nanzbereich abgebaut.

Ein Nachteil dieses vorbekannten Zweimassenschwungrades besteht darin, daß die Federn zum Übertragen von Drehmoment von einer Schwungmasse auf die andere radial verhältnismäßig weit innen liegen, und daß sie aufgrund des kleinen Wirkungsradius ent­ sprechend stark dimensioniert sein müssen, was in axialer Rich­ tung entsprechenden Raum beansprucht. Dem Konstrukteur steht aber gerade in axialer Richtung wenig Raum zur Verfügung.

DE 38 15 505 A1 beschreibt ein Zweimassenschwungrad, bei dem die genannten Federn zwar im Bereich des Außenumfanges angeord­ net sind, so daß sie geringer dimensioniert werden könnten. Je­ doch erstrecken sich die Federn hierbei auf dem Umfang jeweils über längere Umfangsabschnitte hinweg. Es verbleibt somit kein Raum für eine Gliedverbindung der beiden Seitenscheiben bzw. für die Anordnung einer Drehmomentbegrenzung, was Vorteile in Bezug auf Festigkeit und Standzeit des Zweimassenschwungrades hätte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zweimassen­ schwungrad gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 derart zu gestalten, daß einerseits der Großteil des Umfanges für Federn zur Verfügung steht, die in Schub- und in Zugrichtung wirken, und daß andererseits die Möglichkeit besteht, diesen Umfang zu unterbrechen, ohne daß der Verdrehwinkel in Schub und Zug er­ heblich reduziert wird. Außerdem sollen die Herstellungskosten möglichst gering und der Aufbau des Zweimassenschwungrades mög­ lichst einfach sein. Schließlich soll der gesamte Bauraum des Zweimassenschwungrades möglichst klein sein.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Pa­ tentanspruch 1 gelöst. Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, die Mittelscheibe in eine innere Teilscheibe sowie zwei äußere Teilscheiben zu unterteilen.

Die innere Teilscheibe ist im allgemeinen drehfest mit dem ge­ triebeseitigen Schenkel der zweiten Schwungmasse über den Steg des genannten U verbunden. Es wäre aber auch eine drehschlüssi­ ge Verbindung möglich, beispielsweise über Federn.

Die beiden äußeren Teilscheiben sind je nach Verdrehrichtung (Zug- bzw. Schubbetrieb) der ersten bzw. der zweiten Schwung­ masse zugeordnet.

Diese Anordnung arbeitet beispielsweise wie folgt:

Im Zugbetrieb verdreht sich die innere Teilscheibe zusammen mit der ersten äußeren Teilscheibe gegen die Seitenscheiben, die die erste Schwungmasse bilden, sowie gegen die zweite äußere Teilscheibe. Analog verdrehen sich im Schubbetrieb die innere Teilscheibe und die zweite äußere Teilscheibe gegen die erste außere Teilscheibe sowie gegen die Seitenscheiben.

Die Teilscheiben können derart ausgebildet sein, daß sie ge­ meinsam einen mechanischen Anschlag bilden. Sie können außerdem die Verdrängungskammern einschließen, falls das Zweimassen­ schwungrad mit solchen ausgestattet ist.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Die Fig. 2 bis 4 zeigen jeweils Draufsichten auf das Zwei­ massenschwungrad gemäß Fig. 1, und zwar von der Motorseite her (in Fig. 1 von links her), wobei die motorseitige Seitenscheibe der ersten Schwungmasse abgenommen ist. Dabei zeigen diese Fig. 2 bis 4 verschiedene Verdrehungszustände, wobei Fig. 2 den "neutralen" Zustand, d. h. ohne Verdrehung darstellt, wäh­ rend die Fig. 3 und 4 jeweils die maximalen Verdrehungszu­ stände in der einen und in der anderen Richtung zeigen.

Fig. 5 zeigt das Zweimassenschwungrad in einem Zylinder­ schnitt, gelegt durch den Außenbereich von Fig. 1.

Wie man am besten aus Fig. 1 erkennt, weist das Zweimassen­ schwungrad eine erste Schwungmasse 1 auf, die dem hier nicht dargestellten Motor zugeordnet ist. Diese Schwungmasse 1 weist in diesem Längsschnitt gesehen die Gestalt eines radial innen offenen U auf. Die beiden Schenkel des U bilden zwei Seiten­ scheiben 2 und 3.

Das Zweimassenschwungrad weist eine zweite Schwungmasse 4 auf. Diese ist dem nicht dargestellten Getriebe zugeordnet. Sie hat ebenfalls die Gestalt eines U, das jedoch gegen den Umfang hin offen ist. Der eine Schenkel 5 dieser zweiten Schwungmasse 4 greift in den zwischen den beiden Seitenscheiben 2 und 3 gebil­ deten Innenraum 6.

Die beiden Schwungmassen 1 und 4 sind zueinander begrenzt ver­ drehbar. Zu diesem Zweck sind Federn zwischengeschaltet, die nur schematisch angedeutet sind. Diese Federn übertragen Dreh­ moment von der ersten Schwungmasse 1 auf die zweite Schwungmas­ se 4, und zwar über die Mittelscheibe 5.

Außerdem ist zwischen den beiden Schwungmassen 1 und 4 eine Dämpfungseinrichtung geschaltet. Im vorliegenden Falle sind dies im Volumen veränderliche Verdrängungskammern, auf die spä­ ter noch eingegangen werden soll.

Gemäß der Erfindung ist die Mittelscheibe 5 aus drei zueinander konzentrischen Teilscheiben aufgebaut. Diese umfassen eine in­ nere Teilscheibe 10 sowie zwei äußere Teilscheiben 11, 12. Be­ züglich der Gestalt dieser Teilscheiben wird auch auf die Fig. 2 bis 4 verwiesen. Wie man daraus erkennt, weisen die Teilscheiben 10, 11, 12 jeweils Nocken auf. So ist die innere Teilscheibe 10 mit radial nach außen weisenden Nocken 20 ausge­ stattet, die im vorliegenden Falle der übrigen inneren Teil­ scheibe 10 unmittelbar angeformt sind. Die beiden äußeren Teil­ scheiben weisen jeweils Nocken auf, die sowohl nach innen als auch nach außen ragen. Dabei ist die erste äußere Teilscheibe 11 mit radial innenliegenden Nocken 21a sowie mit radial außen­ liegenden Nocken 21b versehen. Die zweite äußere Teilscheibe 12 ist ebenfalls mit radial innenliegenden Nocken 22a und radial außenliegenden Nocken 22b versehen.

Wie man aus den Fig. 2 bis 4 erkennt, weisen die Nocken An­ lageflächen auf, die im vorliegenden Falle radial verlaufen. Dabei arbeiten jeweils zwei Anlageflächen miteinander zusammen, nämlich die Anlageflächen der Nocken 20 der inneren Teilscheibe 10 mit den Anlageflächen der Nocken 21a und 22a beider äußerer Teilscheiben 11, 12.

Die bereits erwähnten Verdrängungskammern 30 sind begrenzt durch einen Teil der äußeren Mantelfläche der inneren Teil­ scheibe 10, ferner durch einen Teil der inneren Mantelfläche der ersten äußeren Teilscheibe 11 sowie durch Anlage- oder Stirnflächen der Nocken 21a und 22a.

Federn 40 sind auf dem alleräußersten Umfang angeordnet. Sie entfalten somit eine besonders hohe Wirksamkeit und können da­ her schwach bemessen sein, so daß sie wenig Raum beanspruchen. Außerdem kann der Verdrehwinkel so groß sein, wie dies über­ haupt möglich ist. Im vorliegenden Falle stützen sich die Fe­ dern 40 auf Stirnflächen der Nocken 21b und 22b der beiden äußeren Teilscheiben 11 und 12 ab.

Der Kraftfluß gestaltet sich wie folgt: Zunächst wird die Kraft vom nicht dargestellten Motor (in Fig. 1 auf der linken Seite des Zweimassenschwungrades) in die erste Schwungmasse 1 einge­ leitet. Von den beiden Seitenscheiben 2, 3 dieser ersten Schwungmasse 1 wird nunmehr das Drehmoment über ein spezielles Übertragungsglied 50 weitergeleitet, und zwar auf die Nocken 21b und 22b, die einander benachbart sind und die das Übertra­ gungsglied 50 zwischen sich einschließen (siehe Fig. 5). Das Übertragungsglied ist mit in axialer Richtung wirkenden Federn 51 versehen, die über Reibelemente 52 gegen die beiden Seiten­ scheiben 2 und 3 drücken, und die einen Drehschlupf zulassen.

Wie man aus Fig. 1 erkennt, sind die für die Funktion entschei­ denden Teile der Mittelscheibe bzw. deren einzelne Teilscheiben in radialer Richtung in Reihe hintereinander angeordnet, d.h. ohne einen axialen Versatz. Dabei übernehmen die Seitenscheiben die axiale Führung dieser Einzelkomponenten der Mittelscheibe. Wie man aus Fig. 1 weiterhin erkennt, befindet sich die äußere Teilscheibe 12 radial zwischen Bauteilen von äußerer Teilschei­ be 11, nämlich zwischen deren Nocken 21a und 21b. Die äußere Teilscheibe 11 weist zwischen diesen beiden Nocken einen Ver­ bindungssteg der sich axial neben den beiden Nocken befindet. Dieser Verbindungssteg hat an sich für die Funktion nur die Bedeutung, das Drehmoment von den Nocken aufzunehmen und weiterzuleiten, und zwar in Umfangsrichtung sowie von ra­ dial innen nach radial außen. Seine axiale Erstreckung, d. h. seine Dicke, kann so gering bemessen werden, wie dies zur Aus­ führung der Funktion gerade notwenig ist.

Claims (7)

1. Zweimassenschwungrad zum Einbau zwischen einen Verbren­ nungsmotor und ein Getriebe, mit den folgenden Merkmalen:

• a) eine erste, der Kurbelwelle des Motors zugeordnete Mas­ se, die in einem Längsschnitt gesehen die Gestalt eines radial innen offenen U aufweist, dessen Schenkel je eine Seitenscheibe bilden;
• b) eine zweite, dem Getriebe zugeordnete Masse, die in einem Längsschnitt gesehen die Gestalt eines zum Umfang hin offenen U aufweist, wovon ein Schenkel als Mittel­ scheibe zwischen die beiden Seitenscheiben greift,
• c) beide Massen sind zueinander begrenzt verdrehbar unter Zwischenschaltung von elastischen Gliedern, die sich zumindest mittelbar einerseits an der ersten Masse und andererseits an der Mittelscheibe abstützen;
• d) zwischen den beiden Massen und parallel zu den elasti­ schen Gliedern ist eine Dämpfungseinrichtung geschaltet;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• e) die Mittelscheibe (5) ist aus drei zueinander konzentri­ schen Teilscheiben (10, 11, 12) aufgebaut, nämlich aus einer inneren Teilscheibe (10) und zwei äußeren Teilscheiben (11, 12);
• f) die drei Teilscheiben (10, 11, 12) weisen Nocken (20; 21a, 21b; 22a, 22b) auf, die Anlage­ flächen bilden, wobei Nocken (20) der inneren Teilscheibe (10) mit Nocken (21a, 21b, 22a, 22b) beider äußerer Teilscheiben (11, 12) zusammenwirken;
• g) die elastischen Glieder (40) stützen sich an beiden Enden jeweils an einem der äußeren Teilscheiben (11, 12) ab.

2. Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfungseinrichtung Verdrängungskammern (30) auf­ weist, die im Volumen veränderlich sind, und daß die ein­ zelne Verdrängungskammer (30) durch einen Teil der äußeren Man­ telfläche der inneren Teilscheibe (10) begrenzt ist, ferner durch einen Teil der inneren Mantelfläche eines der beiden äußeren Teilscheiben (11, 12) sowie durch Stirnflächen von Nocken, die diesen beiden Teilscheiben zugeordnet sind.

3. Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die innere Teilscheibe (10) der zweiten Schwungmasse (4) zugeordnet ist und - je nach Verdrehrichtung - die beiden äußeren Teilscheiben (11, 12) der ersten (1) bzw. zweiten (4) Schwungmasse und umgekehrt zugeordnet sind.

4. Zweimassenschwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Teilscheiben (11, 12) nach außen weisende Nocken (21b, 22b) besitzen, und daß sich die elastischen Glieder (40) mit einem ihrer Enden jeweils am Nocken (21b) der äußeren Teilscheibe und mit dem anderen Ende am Nocken (22b) der anderen äußeren Teilscheibe abstützen.

5. Zweimassenschwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Drehmomentübertragung zwi­ schen der ersten Schwungmasse (1) und der Mittelscheibe (5) ein Übertragungsglied (50) geschaltet ist, das einerseits zwischen den beiden Seitenscheien (2, 3) der ersten Schwungmasse (1) und ande­ rerseits zwischen zwei einander benachbarten Nocken der beiden äußeren Teilscheiben (11, 12) angeordnet ist, und zwar auf den den Federn (40) abgewandten Stirnseiten der Nocken.

6. Zweimassenschwungrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Übertragungsglied (50) zwischen den beiden Seiten­ scheiben der ersten Schwungmasse federnd eingespannt und in Umfangsrichtung schlupffähig ist.