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DE19517605A1 - Einrichtung zum Ausgleich von Wechselmomenten und von Schwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Einrichtung zum Ausgleich von Wechselmomenten und von Schwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges

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DE19517605A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausgleich von Wech­ selmomenten und von Schwingungen im Antriebsstrang eines Kraft­ fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE-OS 37 20 559 ist eine Einrichtung zum Ausgleich von Wechselmomenten einer Hubkolben-Kurbelwellenmaschine bekannt, für die zum Ausgleich von durch Gas- oder Massekräfte erzeugte Wechselmomente um die Längsachse der Kurbelwelle der Brenn­ kraftmaschine unter anderem vorgeschlagen wird, die Kurbelwelle abtriebsseitig mit Planetenträgern zu verbinden, auf denen Pla­ netenräder angeordnet sind, die mir ihren Zähnen in die Innen­ verzahnung eines Gehäuses eingreifen. Die die Ausgleichsmasse für die in der Brennkraftmaschine entstehenden Wechselmomente bildenden Planetenräder führen wegen des Antriebs durch die Kurbelwelle eine Umdrehung in eine zur Kurbelwellenumdrehung entgegengesetzten Richtung aus, die in einem konstanten Dreh­ winkelverhältnis zur Kurbelwellenbewegung steht. Dadurch läßt sich in vorteilhafter Weise ohne zusätzliche Ausgleichswelle der notwendige Wechselmomentenausgleich für die Brennkraftma­ schine schaffen.
Außerdem ist aus der DE-OS 38 16 902 ein sogenanntes Zweimas­ senschwungrad bekannt geworden, daß zum Dämpfen von Schwingun­ gen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges Verwendung findet.
Dieses Zweimassenschwungrad wird in bekannter Weise zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einem nachfolgenden Getriebe angeordnet. Dabei ist eine erste Schwungmasse des Zweimassenschwungrades fest mit der Kurbelwelle der Brennkraft­ maschine verbunden, während eine zweite Schwungmasse über eine Kupplung, die vorzugsweise als Reibungskupplung ausgebildet ist, mit der Eingangswelle des Getriebes verbindbar. Zwischen beiden Schwungmassen ist eine Feder-Dämpfungs-Einrichtung vor­ gesehen, die die beiden Schwungmassen derart miteinander ver­ bindet, daß eine Relativverdrehung zwischen diesen beiden Tei­ len des Zweimassenschwungrades möglich ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Einrichtung zum Ausgleich von Wechselmo­ menten und von Schwingungen im Antriebsstrang in besonders kurzbauender Bauweise vorzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen ent­ nehmbar.
Demnach wird eine Einrichtung zum Ausgleich von Wechselmomenten und von Schwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, bei der innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses insgesamt drei Schwungmassen untergebracht sind. Die erste Schwungmasse steht in an sich bekannter Weise mit der Kurbel­ welle drehfest in Verbindung und ist mit der zweiten Schwung­ masse über ein Feder-Dämpfungs-System gekoppelt. Der zweiten Schwungmasse nachgeordnet ist eine Reibungskupplung, mit der die zweite Schwungmasse wie bekannt mit der Getriebe-Eingangs­ welle verbindbar ist. Somit übernehmen die erste und die zweite Schwungmasse, verbunden durch das Feder-Dämpfungs-System, die Aufgabe zur Dämpfung von Schwingungen im Antriebsstrang, wie dies an sich von Zweimassenschwungrädern bekannt ist.
Die dritte im Gehäuse untergebrachte Schwungmasse dient als Ausgleichsdrehträgheit für die durch Gas- oder Massekräfte er­ zeugten Wechselmomente um die Längsachse der Kurbelwelle. An­ getrieben wird diese gegenläufig zur Drehrichtung der Kurbel­ welle rotierende dritte Schwungmasse von der ersten, auf der Kurbelwelle fest sitzenden ersten Schwungmasse.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dazu an der ersten Schwungmasse ein Hohlrad mit einer Innenverzahnung ausgebildet, in die die Verzahnung von gehäusefest gelagerten Planetenrädern greift. Diese Planetenräder kämmen mit ihrer Au­ ßenverzahnung mit einem Zahnkranz der dritten Schwungmasse, die als Sonnenrad ausgebildet ist und über Lagerkörper auf der Kur­ belwelle der Brennkraftmaschine gelagert sitzt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist am radial äußeren Ende der ersten Schwungmasse ein Anlasserkranz angeord­ net. Zudem kann vorgesehen sein, daß die erste Schwungmasse über einen Ringfeder-Spannelement mit der Kurbelwelle verdreh­ sicher verbunden ist.
Zudem weist die erste Schwungmasse eine Vorrichtung zur Aufnah­ me von wenigstens einer Feder auf, die mit der ersten Schwung­ masse und mit der zweiten Schwungmasse verbunden ist. Außerdem ist diese Feder in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Steg­ blech verbunden, daß seinerseits mit der zweiten Schwungmasse in Verbindung steht, die hier als Kupplungsdruckplatte der Reibkupplung ausgebildet ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die als Kupplungsdruckplatte ausgebildete zweite Schwungmasse über ein Lager auf der ersten Schwungmasse angeordnet.
Die in dieser Vorrichtung vorgesehene Kupplung weist zudem eine Kupplungsscheibe auf, die zwischen der als Kupplungsdruckplatte ausgebildeten zweiten Schwungmasse und einem Kupplungsdruckkör­ per angeordnet ist. Diese Kupplungsscheibe ist über einen Flansch mit der Getriebeeingangswelle verbindbar.
Unabhängig von der im Patentanspruch 1 beanspruchten Einrich­ tung zum Ausgleich von Wechselmomenten und von Schwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges wird im Anspruch 12 ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Hubkolben-Brenn­ kraftmaschine, mit einem Getriebe und mit einer Einrichtung zum Wechselmomenten- und Drehschwingungsausgleich der Brennkraft­ maschine mit einem oder mehreren Merkmalen der Ansprüche 1 bis 10 beansprucht.
Die vorgestellte Erfindung läßt sich anhand eines Ausführungs­ beispiels verdeutlichen. In der der Beschreibung beigefügten Zeichnung ist die erfindungsgemäße Einrichtung dargestellt, die insgesamt drei Schwungmassen 2, 5, 8 in einem gemeinsamen Gehäuse 23 umfaßt, sowie über eine Kupplungsvorrichtung 15 verfügt.
In das Einrichtungsgehäuse 23 ragt die Kurbelwelle 1 der Brenn­ kraftmaschine, auf der vorzugsweise mittels an sich bekannter Ringfeder-Spannelemente 10 eine erste Schwungmasse 2 verdreh­ fest angeordnet ist. Am radial äußeren Ende dieser Schwungmasse 2 ist der Anlasserzahnkranz 18 angeordnet. Zudem ist diese er­ ste Schwungmasse 2 im Bereich ihres radial äußeren Endes mit einer Federaufnahmevorrichtung 19 versehen, in die in an sich bekannter Weise wenigstens eine Feder 6 eines Feder-Dämpfungs-Systems aufgenommen ist. Diese Feder 6 ist mit der ersten Schwungmasse 2 sowie mit einem Stegblech 7 verbunden, daß sei­ nerseits mit der zweiten Schwungmasse 8 fest verbunden ist.
Diese zweite Schwungmasse 8 ist als Druckplatte der Kupplung 15 ausgebildet und über ein Lager 20 auf der ersten Schwungmasse 2 gelagert.
Zwischen dieser mit Reibbelägen versehenen Kupplungsdruckplatte 8 und einem durch eine Tellerfeder 24 belastbaren und ebenfalls mit Reibbelägen ausgestatteten Kupplungsdruckkörper 21 ist eine Kupplungsscheibe 22 angeordnet, die über einen Flansch 11 mit einer nicht dargestellten Getriebeeingangswelle verbindbar ist.
Kurbelwellenseitig ist an der ersten Schwungmasse 2 ein mit ei­ ner Innenverzahnung 9 versehenes Hohlrad 25 ausgebildet, das mit den Zähnen 12 der Planetenräder 3 kämmt, die mit ihrer Pla­ netenradachse 26 über Planetenlager 28 in einem gehäusefest an­ gelenkten Steg 14 und einem mit letzteren verbundenen Lager­ bauteil 27 gelagert sind.
Die Verzahnung 12 dieser Planetenräder 3 greift ihrerseits in den Zahnkranz 13 der dritten Schwungmasse 5 ein, die als Sonnen­ rad ausgebildet ist und sich radial nach außen von der Kurbel­ welle 1 weg erstreckt.
Durch den Antrieb der dritten Schwungmasse 5 durch die erste Schwungmasse 2 über die Planetenräder 3 erfährt diese dritte Schwungmasse 5 einen Drehsinn, der entgegengesetzt zu dem der Kurbelwelle 1 ist. Auf diese Weise lassen sich Drehungleichför­ migkeiten der Kurbelwelle hervorragend und besonders platz­ sparend kompensieren.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Planetenräder 3 mit einer an sich aus der DE-OS 43 26 155 bekannten Spielaus­ gleichseinrichtung versehen.
Durch den äußerst kompakten Aufbau der erfindungsgemäßen Ein­ richtung läßt sich diese vorteilhaft insbesondere bei kleinen und kraftstoffsparenden Brennkraftmaschinen, etwa dreizylindri­ gen Hubkolben-Brennkraftmaschinen mit Vorteil einsetzen.

Claims (11)

1. Einrichtung zum Ausgleich von Wechselmomenten und von Schwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges,
mit einer ersten Schwungmasse (2), die mit einer Kurbelwelle (1) einer Brennkraftmaschine verbindbar ist,
mit einer zweiten Schwungmasse (8), die über eine Kupplung (15) mit der Eingangswelle eines Getriebes verbindbar ist,
und mit einer Feder-Dämpfungs-Einrichtung (6, 7), die die beiden Schwungmassen (2, 8) derart mit einander verbindet, daß eine Relativverdrehung zwischen ihnen möglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Schwungmasse (5) zum Wechselmomentenaus­ gleich vorgesehen ist, die von der ersten Schwungmasse (2) antreibbar ist und auf der Kurbelwelle (1) innerhalb eines gemeinsamen Einrichtungsgehäuses (23) gelagert ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten Schwungmasse (2) ein Hohlrad (25) ausgebildet ist, das eine Innenverzahnung (9) aufweist, die in die Au­ ßenverzahnung (12) von gehäusefest gelagerten Planetenrädern (3) greift.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Außenverzahnung (12) der Planetenräder (3) in einen Zahnkranz (13) der dritten Schwungmasse (5) greift, die als Sonnenrad (5) ausgebildet ist.
4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenräder (3) jeweils in einem gehäusefest angeordneten Steg (14) gelagert sind.
5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem radial äußeren Ende der ersten Schwungmasse (2) ein Anlasserzahnkranz (18) ausgebil­ det ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schwungmasse (2) über ein Ringfeder-Spannelement (10) mit der Kurbelwelle (1) verbunden ist.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der ersten Schwungmasse (2) eine Vorrich­ tung (19) zur Aufnahme von wenigstens einer Feder (6) ausge­ bildet ist, die mit der ersten Schwungmasse (2) und mit der zweiten Schwungmasse (8) verbunden ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (6) mit einem Stegblech (7) verbunden ist, das an der zweiten Schwungmasse (8) befestigt ist.
9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, daß die zweite Schwungmasse (8) als Kupplungsdruckplatte ausgebildet ist und sich über ein Lager (20) auf der ersten Schwungmasse (2) abstützt.
10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kupplungsdruckplat­ te (8) und einem Kupplungsdruckkörper (21) eine Kupplungs­ scheibe (22) angeordnet ist, die über einen Flansch (11) mit einer Getriebeeingangswelle verbindbar ist.
11. Antriebsstrang mit einer Hubkolben-Brennkraftmaschine, einem Getriebe und einer Einrichtung zum Wechselmomenten- und Drehschwingungsausgleich, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Merkmalen der Ansprüche 1 bis 10.
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