DE19609042C2 - Schwungmassenanordnung mit einem Planetengetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwungmassenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die DE-GM-Schrift 94 14 314 ist eine Schwungmassenanordnung be­ kannt, die mit einer antriebsseitigen Schwungmasse und einer relativ zu dieser drehauslenkbaren abtriebsseitigen Schwungmasse ausgebildet ist. Eine dieser Schwungmassen ist mit Ansteuermitteln für in Umfangsrichtung wirksame elasti­ sche Elemente einer Dämpfungseinrichtung versehen, wobei sich die elastischen Elemente mit ihrer Gegenseite an einem Element eines Planetengetriebes, wie beispielsweise an einem Planetenträger oder einem Hohlrad abstützen. Bewegun­ gen der antriebsseitigen Schwungmasse werden auf diesem Weg über das Plane­ tengetriebe, das weiterhin Planetenräder sowie ein Sonnenrad aufweist, auf die abtriebsseitige Schwungmasse übertragen, wobei antriebsseitig eingeleitete Tor­ sionsschwingungen gedämpft auf die abtriebsseitige Schwungmasse gelangen.

Bei Einleitung einer Torsionsschwingung ist das derselben zugeordnete Moment durch das Planetengetriebe teilbar, und zwar vorzugsweise in einen ersten Teil, der versucht, die abtriebsseitige Schwungmasse in Richtung der durch den An­ trieb vorgegebenen Bewegungsrichtung der antriebsseitigen Schwungmasse zu beschleunigen und einen zweiten Teil, der aufgrund der Planetenräder derart wirksam ist, daß er dem der eingeleiteten Torsionsschwingung zugeordneten Moment entgegengerichtet ist. Die beiden Teilmomente liegen an einander entge­ gengesetzten Seiten der elastischen Einrichtung an, die eine Verformungskon­ stante aufweist, die an einem Verformungsmoment, das sich durch das maximal vom Antrieb einleitbare Moment, vergrößert um den getriebebedingten Überset­ zungsfaktor, ergibt, ausgerichtet ist. Da die beiden auf die elastische Einrichtung einwirkenden Teilmomente in Summe dem antriebsseitigen Moment entsprechen, wird aufgrund der auf das größere Verformungsmoment abgestimmten Federkon­ stante das Differenzmoment über die Federeinrichtung auf die abtriebsseitige Schwungmasse geleitet, ohne daß es zu einer stärkeren Verformung der elasti­ schen Einrichtung kommt. Dadurch bedingt, führen die beiden Schwungmassen eine nur geringe Relativdrehung gegeneinander aus. Hierdurch entsteht annä­ hernd die Wirkung einer aus antriebsseitiger Schwungmasse, Planetengetriebe und abtriebsseitiger Schwungmasse zusammengesetzten Gesamtmasse, wo­ durch das Massenträgheitsmoment, das Gleichlaufschwankungen des Antriebs entgegenwirkt, scheinbar erhöht ist gegenüber einer Schwungmassenanordnung, bei der größere Relativbewegungen zwischen den einzelnen Schwungmassen möglich sind. Dadurch ergeben sich geringere Drehmomentschwankungen an der Motorfront.

Von wesentlicher Bedeutung für die vorteilhafte Wirkungsweise der Schwung­ massenanordnung ist der durch das Planetengetriebe erzeugte dynamische Wi­ derstand, wobei ein Erhöhen desselben eine Verbesserung der Wirkungsweise zur Folge hat. Dieser Widerstand ist beispielsweise durch Erhöhen der Anzahl vor­ handener Zahnräder des Planetengetriebes, wie der Planetenradzahl verbesserbar, wobei allerdings dieser Optimierung eine Erhöhung des Gewichtes der Schwung­ massenanordnung sowie der Herstellungskosten gegenüber steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schwungmas­ senanordnung so auszubilden, daß bei minimaler Anzahl von Getriebeelementen eines zwischen den Schwungmassen wirksamen Planetengetriebes ein maximaler dynamischer Widerstand aufgebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch Ausbildung des Planetenrades mit der radial über dessen Verzahnungs­ durchmesser hinausragenden Masse besteht einerseits die Möglichkeit, den Ver­ zahnungsdurchmesser so klein zu halten, daß eine Drehauslenkung des Hohlrades eine hohe Drehzahl am Planetenrad erzeugt, was wegen des hohen dynamischen Widerstandes das Aufbringen eines erheblichen Beschleunigungsmomentes vor­ aussetzt. Der dynamische Widerstand wird darüber hinausgehend nochmals ver­ größert, wenn die Masse anspruchsgemäß radial über den Verzahnungseingriff hinausragt, und zwar maximal so weit, wie es der hierfür verfügbare Bauraum zuläßt. Darüber hinaus bestehen noch Möglichkeiten hinsichtlich der konstrukti­ ven Ausbildung der Masse, indem insbesondere in deren Umfangsbereich eine Masseanhäufung vorgesehen ist. Eine nochmalige Steigerung des Massenträg­ heitsmomentes des Planetenrades könnte darin liegen, eine zweite Masse vorzu­ sehen, die beispielsweise an der der ersten Masse gegenüberliegenden Seite des die Verzahnung tragenden Bereichs des Planetenrades angeordnet sein könnte.

Es ist selbstverständlich, daß sich der einer Drehauslenkung des Hohlrades ent­ gegenwirkende dynamische Widerstand durch Ausbildung der Schwungmassen­ anordnung mit einer Mehrzahl der erfindungsgemäßen Planetenräder um ein Viel­ faches steigern läßt. Eine nochmalige Steigerung könnte anspruchsgemäß darin liegen, über die Planetenräder ein Sonnenrad anzutreiben, das auf der dasselbe aufnehmenden Schwungmasse schwimmend, das heißt relativ zu dieser beweg­ bar, angeordnet ist. Bei Verwendung eines derart gelagerten Sonnenrades ragt die Masse selbstverständlich auch über dessen Verzahnungseingriff mit dem Pla­ netenrad hinaus, so daß auch hier der Axialversatz der Masse gegenüber dem Verzahnungseingriff von wesentlicher Bedeutung ist.

Der einer eingeleiteten Torsionsschwingung entgegenwirkende dynamische Wi­ derstand läßt sich nochmals vergrößern, wenn die Zahnräder zumindest mit ihrem Verzahnungseingriff von einem viskosen Medium umgeben sind. Dies erklärt sich dadurch, daß dieses Medium in den axialen Bereich zwischen der Masse und den Zahnrädern, zumindest aber deren Verzahnungseingriff eindringt. Relativbewe­ gungen zwischen dem Planetenrad und damit der Masse gegenüber dem Hohlrad einerseits oder einem Sonnenrad andererseits werden durch das in den vorge­ nannten axialen Bereich eingedrungene viskose Medium behindert, indem sich eine dämpfende Scherwirkung bemerkbar macht, die um so stärker ist, je gerin­ ger der axiale Abstand zwischen Masse und Verzahnungseingriff ist, und bei Be­ grenzung auf einen Axialspalt einen spürbaren Anteil am gesamten dynamischen Widerstand ausmacht.

Ein weiterer Vorteil des Eindringens viskosen Mediums axial zwischen Masse und Zahnräder liegt darin, daß aufgrund der die vorgenannte Scherwirkung erzeugen­ den Haftverbindung des Mediums mit der Masse einerseits und den gegenüber dem Planetenrad relativ bewegbaren Zahnrädern, wie Hohlrad oder Sonnenrad andererseits, eine Mitnahme des jeweils getriebenen Zahnrades durch das an­ treibende bereits dann erfolgt, wenn aufgrund eines Spiels im Verzahnungsein­ griff noch keine formschlüssige Verbindung zwischen den Verzahnungen der bei­ den Zahnräder hergestellt ist. Dadurch wird verhindert, daß beim Auftreten klein­ ster Torsionsschwingungen eine Drehauslenkung des jeweils angetriebenen Zahn­ rades, wie beispielsweise des Planetenrades durch das antreibende Zahnrad, wie das Hohlrad, noch nicht erfolgen kann, so daß es zu einem wechselweisen An­ schlagen an die der jeweiligen Bewegungsrichtung zugeordnete Zahnflanke des Verzahnungseingriffs am anderen Zahnrad kommt. Durch die anspruchsgemäße Maßnahme sind somit nicht nur hierdurch bedingte Geräusche vermeidbar, son­ dern auch eine durch das stete Anschlagen an den jeweiligen Zahnflanken verur­ sachte Zahnabnutzung. Der erzielte vorteilhafte Effekt läßt sich nochmals verbes­ sern, wenn eines der in Eingriff stehenden Zahnräder, vorzugsweise das Plane­ tenrad, zumindest im Bereich seiner Verzahnung mit Kunststoff ausgebildet ist, so daß aufgrund des elastischeren Verhaltens von Kunststoffzähnen gegenüber solchen aus Metall eine Abfederung der auftreffenden Zähne des anderen Zahn­ rades sowie eine nochmalige Geräuschreduzierung erzielbar ist. In den Ansprü­ chen sind unterschiedliche Ausführungsformen angegeben, durch welche ein zumindest teilweise aus Kunststoff bestehender ringförmiger Bereich des Plane­ tenrades mit der zugeordneten Masse verbindbar ist.

Das Planetenrad ist anspruchsgemäß an nur einem an dem Planetenträger vorge­ sehenen und sich von diesem wegerstreckenden Vorsprung gelagert. Diese Maß­ nahme ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn nicht der gesamte Momentenfluß über das Planetengetriebe geleitet wird, sondern lediglich ein Teil hiervon. Die durch Einleitung von Momenten auf das Planetenrad eingeleiteten, in Radialrich­ tung wirksamen Kräfte bleiben dann in einer Größenordnung, die trotz einseitiger Einspannung des das Planetenrad tragenden Vorsprungs nahezu keine Biegung an dem letztgenannten erzeugt. Andererseits ist durch Wegfall einer zweiten Ein­ spannstelle des Vorsprungs der axiale Platzbedarf in der Schwungmassenanord­ nung sehr gering. Anspruchsgemäß sind unterschiedliche Ausführungsformen dieses Vorsprungs denkbar, beispielsweise durch zapfenartige Ausdrückung des­ selben mit einer Mittelachse, die mit der Drehachse des Planetenrades fluchtet oder durch eine Mehrzahl von im Umfangsbereich des Planetenrades angreifen­ den Ausdrückungen. Die jeweilige Ausdrückung kann als geschlossenes Gebilde ausgeführt sein, es besteht aber ebenso die Möglichkeit, sie anspruchsgemäß mit einer Ausnehmung auszubilden, welche dem Befüllen der Schwungmassenanord­ nung mit dem viskosen Medium dienen können. Diese Ausnehmungen sind durch jeweils ein Verschlußelement dichtend verschließbar.

Eine Änderung der Verlaufsrichtung der Mittelachse des Vorsprungs unter Einwir­ kung der zuvor genannten Radialkräfte wird insbesondere dann gering gehalten, wenn anspruchsgemäß zwischen Planetenträger und Planetenrad ein Axialanlauf vorgesehen ist, der durch eine Querschnittsvergrößerung entsteht. Durch diese Maßnahme sind die über das Planetenrad eingeleiteten Radialkräfte besonders großflächig auf den Planetenträger übertragbar.

Eine weitere Maßnahme, den axialen Platzbedarf der Schwungmassenanordnung zu minimieren, liegt anspruchsgemäß darin, das Planetenrad zumindest in der vom Planetenträger abgewandten Richtung gegenüber dem Vorsprung in Achs­ richtung relativ bewegbar zu halten, da auf eine Axialsicherung und damit den für diese aufzubringenden Platz verzichtet werden kann. Eine Begrenzung der axialen Relativbewegung des Planetenrades gegenüber dem Vorsprung ist statt dessen dadurch erreichbar, daß benachbarte, ohnehin vorhandene Bauteile, wie bei­ spielsweise die abtriebsseitige Schwungmasse oder ein derselben zugeordneter Nabenteil, die gegenüber der antriebsseitigen Schwungmasse durch eine Lage­ rung axial gesichert sind, bis auf Spaltbreite an das Planetenrad angenähert wer­ den. Diese Annäherung erfolgt insbesondere außerhalb des radialen Bereichs der Verzahnung und hierbei insbesondere im Lagerungsbereich des Planetenrades, um zu ermöglichen, daß einerseits eine ausreichende Menge viskosen Mediums in den Verzahnungseingriff gelangt und andererseits Reibung, die zwischen dem Planetenrad und dem benachbarten Bauteil vorhanden ist, sich nicht im Bereich der Verzahnung auswirkt.

Durch Einwirkung einer Axialfeder auf das Planetenrad sind Relativbewegungen des letztgenannten gegenüber dem lagernden Vorsprung bei enorm kleinem Platzbedarf noch besser dämpfbar.

Im Betrieb der Schwungmassenanordnung ist das viskose Medium aufgrund der Fliehkraft bestrebt, nach radial außen in einen Bereich zu entweichen, in dem üb­ licherweise zwar die in Umfangsrichtung wirksamen elastischen Elemente der Dämpfungsvorrichtung angeordnet sind, jedoch verläßt das Medium hierbei den radialen Bereich des Verzahnungseingriffs zwischen den Zahnrädern, so daß le­ diglich eine eingeschränkte Schmierung verbleibt. Zur Lösung könnte mehr visko­ ses Mediums in den entsprechenden Raum eingefüllt werden, so daß sich der radial innere Stand des Mediums nach innen verlagert. Diese für die Schmierung des Zahneingriffs vorteilhafte Maßnahme würde allerdings durch den Nachteil eines erhöhten Bedarfs an viskosem Medium und, dadurch bedingt, eines höhe­ ren Gewichts der Schwungmassenanordnung erkauft. Anspruchsgemäß ist daher vorgesehen, das Hohlrad als das am weitesten außen liegende Zahnrad des Pla­ netengetriebes so auszubilden, daß es eine mit viskosem Medium befüllbare Kammer nach radial außen begrenzt. Dadurch ist ein Abwandern des darin einge­ füllten viskosen Mediums in weiter außen liegende Bereiche der Schwungmas­ senanordnung, wie beispielsweise in den Bereich der elastischen Elemente der Dämpfervorrichtung, wirksam verhinderbar. Diese Kammer kann anspruchsgemäß radial innerhalb des zugeordneten Verzahnungseingriffs derart abgedichtet wer­ den, daß bei einem Überschuß an viskosem Medium in der Kammer der über­ schüssige Teil des Mediums durch die Dichtung entweichen kann. Sobald ein be­ stimmter Befüllungsgrad der Kammer erreicht ist, stellt sich ein Gleichgewicht ein, so daß kein weiteres Medium die Kammer mehr verlassen kann.

Die Verzahnung an den Zahnrädern kann auf vorteilhafte Weise durch Eindrüc­ kungen ausgebildet werden, indem an einer Stirnseite des jeweiligen Zahnrades ein Druckstempel aufgesetzt wird, der, in Umfangsrichtung gesehen, in vorbe­ stimmbaren Abständen zueinander stehende Vorsprünge aufweist, von denen jeder der späteren Zahnform entspricht. Durch Eindrücken des Stempels in das zu bearbeitende Zahnrad werden an der entgegengesetzten Stirnseite des letztge­ nannten die Eindrückungen als Vorsprünge plastisch ausgeformt. Auf diese Weise ist die Verzahnung spanlos und mit geringstmöglichen Kosten herstellbar. Im Fol­ genden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung nä­ her erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine hälftige Abbildung einer Schwungmas­ senanordnung mit einem Planetengetriebe;

Fig. 2 eine Lagerung eines Planetenrades des Planetengetriebes durch einen vernieteten Zapfen;

Fig. 3 wie Fig. 2, aber mit einem eingeschweißten Zapfen;

Fig. 4 wie Fig. 2, aber mit einer Ausdrückung zur Aufnahme des Planetenra­ des;

Fig. 5 wie Fig. 4, aber mit einer Ausnehmung und einem Verschlußelement in der Ausdrückung;

Fig. 6 mit mehreren Ausdrückungen, am Außenumfang des Planetenrades angreifend;

Fig. 7 einen Verzahnungseingriff des Planetenrades mit dem Hohlrad, wobei das letztgenannte mit einem Nabenteil einer Schwungmasse verbunden ist;

Fig. 8 wie Fig. 7, aber mit einem durch Eindrückungen am Nabenteil gebilde­ ten Hohlrad;

Fig. 9 wie Fig. 7, aber mit einer durch Eindrückungen am Planetenrad gebilde­ ten Verzahnung;

Fig. 10 Planetenrad mit einer ringförmigen Masseanhäufung am Außendurch­ messer;

Fig. 11 wie Fig. 10, aber mit anderer Ausbildung der Masseanhäufung;

Fig. 12 Ausbildung des Planetenrades mit zwei Massen;

Fig. 13 Verbindung einer Masse mit dem Planetenrad durch Verstemmung;

Fig. 14 Aufstecken einer Masse auf einen ringförmigen Bereich des Planeten­ rades;

Fig. 15 wie Fig. 14, aber mit elastischer Halterung der Masse am ringförmigen Bereich;

Fig. 16 wie Fig. 15, aber mit anderer Erstreckungsrichtung der Halterung;

Fig. 17 Verbinden des ringförmigen Bereichs des Planetenrades mit der Masse mittels einer Durchdrückung an der letztgenannten;

Fig. 18 Ausbildung einer Dichtung im Bereich des Verzahnungseingriffs Hohl­ rad/Planetenrad;

Fig. 19 wie Fig. 1, aber mit einem zweiten Verzahnungseingriff zu einem schwimmend gelagerten Sonnenrad.

Fig. 1 zeigt eine Schwungmassenanordnung mit einer ersten Schwungmasse 1, die einen von einer nicht gezeigten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine nach radial außen laufenden Primärflansch 3, eine denselben zentrierende Nabe 2 und eine an dieser an deren vom Primärflansch abgewandten Seite zur Anlage ge­ brachte Haltescheibe 4 aufweist, die ihrerseits als Anlage für Befestigungsmit­ tel 5 zur Anbindung der Schwungmassenanordnung an die zuvor genannte Kur­ belwelle dienen. Die Nabe 2 trägt an ihrer Außenseite eine Lagerung 7, die zur Aufnahme eines Nabenteils 8 einer abtriebsseitigen Schwungmasse 12 dient, wobei der Nabenteil 8 über Niete 10 an der Schwungmasse 12 befestigt ist. Zur axialen Sicherung des Nabenteils 8 und damit der abtriebsseitigen Schwung­ masse 12 ist am radial inneren Ende des Nabenteils 8 eine Schulter 9 angeformt, die zur Anlage an einer Seite der Lagerung 7 gebracht wird, und zwar an der Sei­ te eines Radiallagers 13. Mit seiner von der Schulter 9 abgewandten Seite stützt sich der Nabenteil 8 über ein Axiallager 14 der Lagerung 7 an einem Radialansatz 15 der Nabe 2 ab. Ein axiales Lösen des Nabenteils 8 vom Axiallager 14 wird durch eine in Richtung zum Axiallager 14 wirkende Vorspannkraft während des Betriebszustandes verhindert, wobei diese Kraft von der Anpreßfeder einer nicht gezeigten, an der abtriebsseitigen Schwungmasse 12 zu befestigenden und in üblicher Weise ausgebildeten Reibungskupplung bereitgestellt wird.

Der bereits erwähnte Primärflansch 3 trägt in seinem Umfangsbereich einen Zahnkranz 17, mit dem ein nicht gezeigtes Starterritzel in Eingriff bringbar ist. In Axialrichtung gesehen, ist am Primärflansch 3 eine Deckplatte 18 befestigt, die nach radial innen zwischen den Nabenteil 8 und die abtriebsseitige Schwung­ masse 12 greift und als Dichtung 19 einen Austritt viskosen Mediums aus einem vom Primärflansch 3 einerseits und von der Deckplatte 18 andererseits um­ schlossenen Raum 20 verhindert.

Am Primärflansch 3 sind an dessen dem Raum 20 zugewandter Seite Ansteuere­ lemente 22 vorgesehen, die auf sich in Umfangsrichtung erstreckende elastische Elemente 23 einer Dämpfungseinrichtung 24 einwirken, wobei sich die elasti­ schen Elemente anderenends an radial nach außen ragenden Fingern 26 eines Hohlrades 25 eines Planetengetriebes 27 abstützen. Das Hohlrad 25 weist einen Verzahnungseingriff 34 mit zumindest einem Planetenrad 28 auf, das über ein Nadellager 29 auf einem im Primärflansch 3 befestigten Zapfen 30 drehbar ange­ ordnet ist. Der Zapfen 30 ist als Vorsprung 31 zur Aufnahme des Planetenra­ des 28 wirksam, der Primärflansch 3, wie beschrieben, als Planetenträger 72.

Das Planetenrad 28 trägt auf einem Ansatz 32 eines ringförmigen Bereichs 21 eine Masse 33, die durch Verschweißen im Verbindungsbereich mit dem An­ satz 32 an demselben befestigt ist. Die Masse 33 ragt radial erheblich über den Durchmesser des Verzahnungseingriffs 34 hinaus und ist bis nahezu an die ela­ stischen Elemente 23 im radial äußeren Bereich der antriebsseitigen Schwung­ masse 1 und bis an die Nabe 2 im radial inneren Bereich der Schwungmasse 1 herangeführt.

Wie in Fig. 7 besser erkennbar, verbleibt axial zwischen dem Verzahnungsein­ griff 34 des Hohlrades 25 mit dem Planetenrad 28 und der Masse 33 ein Axialspalt 44, in den viskoses Medium, das im Raum 20 (Fig. 1) eingefüllt ist, eindringen kann.

Die Funktionsweise der Schwungmassenanordnung ist wie folgt: Bei Einleitung von Torsionsschwingungen auf die antriebsseitige Schwungmasse 1 bewirkt die­ se über die Ansteuerelemente 22 eine Verformung der elastischen Elemente 23, die ihrerseits für eine Drehauslenkung des Hohlrades 25 sorgen, das durch Ver­ schweißung mit dem abtriebsseitigen Nabenteil 8 im Umfangsbereich des letzt­ genannten mit diesem verbunden ist. Durch die Drehauslenkung des Hohlra­ des 25 wird das Planetenrad 28 und damit die mit diesem drehfeste Masse 33 in Drehung um die Achse des Zapfens 30 versetzt. Um Torsionsschwingungen, die von der Kurbelwelle eingeleitet werden, bestmöglich zu dämpfen, wird ange­ strebt, dieser Torsionsschwingung einen möglichst hohen dynamischen Wider­ stand entgegenzusetzen. Hierzu wird einerseits der Verzahnungsdurchmesser des Planetenrades möglichst dicht an die Drehachse des letztgenannten herangeführt, so daß eine Bewegung des Hohlrades 25 eine relativ hohe Drehzahl des Planeten­ rades und damit eine starke Beschleunigung desselben bedingt, andererseits aber durch die weit nach radial außen geführte Masse 33 dem Planetenrad 28 eine sehr hohe Trägheit gegeben wird, so daß ein erhebliches Drehmoment für dessen Beschleunigung erforderlich ist. Ergänzend zu diesem durch mechanische Maß­ nahmen erzielten hohen dynamischen Widerstand kommt eine durch Scherwir­ kung des viskosen Mediums erzielte hydraulische Dämpfungswirkung, die sich wie folgt ergibt: In den Axialspalt 44 zwischen Masse 33 und Verzahnungsein­ griff 34 eingedrungenes viskoses Medium haftet einerseits an der der Masse 33 zugewandten Stirnseite des Hohlrades 25 und andererseits an der dem letztge­ nannten zugewandten Stirnseite der Masse 33. Wegen des vergleichsweise gro­ ßen Durchmessers des Hohlrades 25 und der hohen Drehzahl des Planetenra­ des 28 liegen zwischen den beiden vorgenannten Stirnseiten von Masse 33 und Hohlrad 25 erhebliche Relativgeschwindigkeiten an, die aufgrund der Haftwirkung des viskosen Mediums zu einer geschwindigkeitsabhängigen Dämpfwirkung des letztgenannten führen. Als weiterer vorteilhafter Effekt dieses Axialspaltes 44 ist anzumerken, daß eine sehr kleine Drehbewegung des Hohlrades 25, größenord­ nungsmäßig noch im Bereich des Spiels zwischen den Zähnen von Hohlrad 25 und Planetenrad 28, in deren Verzahnungseingriff 34 aufgrund der Haftwirkung des viskosen Mediums gegenüber der jeweiligen Stirnseite von Hohlrad 25 und Masse 33 zu einer Mitnahme der letztgenannten und damit des Planetenrades 28 bereits dann führt, wenn zwischen den Zähnen von Hohlrad 25 und Planeten­ rad 28 wegen des vorgenannten Spiels noch keine mechanische Verbindung be­ steht. Dadurch bedingt, sind bei der Einleitung kleinster Torsionsschwingungen, beispielsweise anliegend bei hoher Drehzahl bei Autobahnfahrt, vermeidbar, daß jeweils ein Zahn eines der Zahnräder 25, 28 wechselweise an jeweils einem der benachbarten Zähne des jeweils anderen Zahnrades anschlägt und somit länger­ fristig einen Zahnverschleiß hervorruft. Diese Maßnahme wird noch dadurch un­ terstützt, daß das Planetenrad 28 zumindest in seinem Verzahnungsbereich aus Kunststoff ausgebildet ist, so daß aufgrund der nachgiebigen Eigenschaft dieses Materials ein Anschlagen zweier Zähne gegeneinander, sofern es trotz der Dämp­ fungswirkung des viskosen Mediums im Axialspalt 44 noch dazu kommen sollte, stark gedämpft erfolgt. Ausführungen zu einem Planetenrad 28, dessen Verzah­ nung aus Kunststoff besteht, sind in den Fig. 14 bis 17 abgebildet, auf die später ausführlicher eingegangen wird. Abschließend sei zum Thema hydraulische Dämpfung durch das viskose Medium angemerkt, daß durch Bemessung der Brei­ te des Axialspaltes 44 das Dämpfungsverhalten ebenso beeinflußbar ist wie durch die Auswahl des viskosen Mediums selbst. Selbstverständlich wird durch Einengung des Axialspaltes 44 eine Erhöhung der Dämpfungswirkung erzielt.

Bei Einleitung einer Drehung in das Planetenrad 28 wirken Radialkräfte auf den Vorsprung 31. Um eine kompakte und kostengünstige Bauweise der Schwung­ massenanordnung zu realisieren, ist dieser Vorsprung 31 gemäß Fig. 1 nur ein­ seitig gelagert, wobei einerseits der Primärflansch 3 und andererseits der Naben­ teil 8 eine Bewegung des Planetenrades 28 in Axialrichtung begrenzen. Um eine Lockerung des Vorsprunges 31 unter der Wirkung der Radialkräfte und damit eine mangelnde Führung des Planetenrades 28 zu verhindern, sind vorteilhafte Aus­ führungen des Vorsprungs 31 in den Fig. 2 bis 5 gezeigt. Gemäß Fig. 2 ist am Zapfen 30 ein gegenüber diesem mit erheblich größerem radialen Durchmesser ausgebildeter Axialanlauf 35 vorgesehen, der bei Einleitung von Radialkräften ins Planetenrad 28 für eine großflächige Verteilung der dann vom Vorsprung 31 auf­ zunehmenden Biegekraft auf den Primärflansch 3 sorgt. Dadurch wird die Flä­ chenpressung im Kontaktbereich zwischen Zapfen 30 und Primärflansch 3 redu­ ziert. Dem gleichen Ziel dient die Ausführung nach Fig. 3, bei welcher über eine Durchmesservergrößerung des Zapfens 30 im Kontaktbereich mit dem Primär­ flansch 3 der Durchmesser vergrößert und damit die anliegende Flächenpressung reduziert wird. Eine die beiden Elemente Primärflansch 3 und Zapfen 30 mitein­ ander verbindende Schweißnaht erhöht die Stabilität nochmals.

Gemäß der Ausführung nach Fig. 4 wird der Vorsprung 31 durch eine Ausdrüc­ kung 37 gebildet, wofür an der vom Nabenteil 8 abgewandten Seite des Primär­ flansches 3 ein Druckdorn angesetzt und das Material des Primärflansches 3 an dieser Stelle in Richtung zum Planetenrad 28 herausgedrückt wird. Dadurch ent­ steht ein zapfenartiges Gebilde, das zur Aufnahme des Planetenrades 28 dient. Wegen der Einstückigkeit des Vorsprunges 31 mit dem Primärflansch 3 ist die Stabilität gegen ein Verbiegen unter der Wirkung der auf das Planetenrad 28 einwirkenden Radialkräfte relativ hoch. Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführung einer solchen Ausdrückung 37, die allerdings eine Ausnehmung 38 an der dem Naben­ teil 8 zugewandten Seite aufweist. Die Ausnehmung 38 kann fertigungsbedingt sein, kann aber ebenso konstruktiv bewußt vorgesehen sein, um an dieser Stelle viskoses Medium in den Raum 20 einzufüllen. Um einen Austritt viskosen Medi­ ums aus den Raum 20 zu verhindern, wird die Ausnehmung 38 durch ein Ver­ schlußelement 39, beispielsweise in Form einer in den Hohlraum der Ausdrüc­ kung 37 eingebrachten Kugel abgedichtet. Ebenso ist denkbar, die Abdichtung durch eine nicht gezeigte Verschlußkappe vorzunehmen.

Fig. 6 zeigt eine Ausführung, bei der eine Mehrzahl von Vorsprüngen 31 in Form von Ausdrückungen 40 vorgesehen sind, und zwar im Umfangsbereich der Mas­ se 33 des Planetenrades 28. Die Ausdrückungen 40 sind, wie auch bei der Aus­ führung nach Fig. 4 und 5, von der dem Nabenteil 8 abgewandten Seite des Primärflansches 3 aus vorgenommen.

Fig. 7 zeigt eine besonders materialarme und kostengünstige Ausführung der ab­ triebsseitigen Schwungmasse, indem das Hohlrad 25 durch Axialanlage und Be­ festigung am Nabenteil 8 durch den letztgenannten stabilisiert wird, während der Nabenteil 8 seinerseits durch Anlage und Befestigung an der Schwungmasse 12 eine Stabilisierung findet. Die Befestigung des Hohlrades 25 am Nabenteil 8 kann, wie in Fig. 7 gezeigt, durch Niete 45 erfolgen, kann aber ebenso in Form einer Schweißnaht stattfinden.

Eine nochmals vereinfachte Ausführung des Hohlrades zeigt Fig. 8, nach welcher im Nabenteil 8 jeweils an der Stelle des Umfangs, an welcher an der dem Plane­ tenrad 28 zugewandten Seite des Nabenteils 8 ein Zahn des Hohlrades 25 vorge­ sehen sein soll, an der vom Primärflansch 3 abgewandten Seite des Nabenteils 8, eine Eindrückung 47 mittels eines nicht näher gezeigten Druckwerkzeuges vorge­ nommen wird. Auf diese Weise ist spanfrei die Verzahnung des Hohlrades 25 herstellbar, das seinerseits wiederum einstückig mit dem Nabenteil 8 ausgebildet ist.

Fig. 9 zeigt ein Planetenrad 28, bei dem die Verzahnung durch Eindrückungen 48 gebildet wird. Diese Eindrückungen 48 werden an der von Hohlrad 25 abgewand­ ten Seite des Planetenrades 28 aus vorgenommen und bewirken ein Ausdrücken von Zähnen an der Gegenseite des Planetenrades 28.

Die Fig. 10 bis 17 zeigen Ausführungsformen des Planetenrades 28, entwe­ der die Ausbildung der Masse 33 oder deren Befestigung am ringförmigen Be­ reich 21 des Planetenrades 28 betreffend. Gemäß Fig. 10 wird die Masse 33 mit dem ringförmigen Bereich 21 des Planetenrades 28 verschweißt und weist zur Vergrößerung des Trägheitsmomentes im radial äußeren Bereich eine Massean­ häufung 50 in Form eines sich axial in einer Richtung erstreckenden Ringes 51 auf. Nach Fig. 11 ragt dieser Ring 51 axial in beiden Richtungen über den restli­ chen Teil der Masse 33 hinaus, die mit dem ringförmigen Bereich 21 des Plane­ tenrades einstückig ausgebildet ist. Fig. 12 zeigt ein Planetenrad 28, bei dem zu beiden Seiten des Verzahnungseingriffs 34 mit dem Hohlrad 25 je eine Masse 33 durch Verschweißen mit dem ringförmigen Bereich 21 verbunden ist. Nach Fig. 13 weist der ringförmige Bereich 21 des Planetenrades 28 im Angriffsbereich der Masse 33 eine Zahnung 52 auf, in welche eine entsprechende Zahnung 53 der Masse 33 eingreift. Nach Herstellung dieses Zahnungseingriffs erfolgt eine Fest­ verbindung der beiden Elemente 21 und 33 miteinander durch Verstemmung.

Im Gegensatz zu den Planetenrädern 28 entsprechend den Fig. 10 bis 13, bei denen der ringförmige Bereich 21 aus Metall besteht, zeigen die Fig. 14 bis 17 jeweils einen solchen Bereich 21 aus Kunststoff, so daß auch die Verzahnung aus diesem Material besteht. Dagegen ist die Masse 33 weiterhin aus Metall her­ gestellt.

Gemäß Fig. 14 wird die Masse 33 kraftschlüssig auf den ringförmigen Bereich 21 des Planetenrades 28 aufgesteckt. Entsprechend Fig. 15 wird die Flächenpres­ sung zur Herstellung des Kraftschlusses dadurch erzeugt, daß eine in Radialrich­ tung nach außen vorgespannte Nase 75 am ringförmigen Bereich 21 des Plane­ tenrades 28 die aufgeschobene Masse 33 sichert. Im Fall der Ausführung nach Fig. 16 wird die Masse 33 durch ein eine Bohrung 70 der letztgenannten axial durchgreifendes Spreizelement 64 gebildet, das sich nach Durchgang durch die Bohrung 70 aufweitende und dann eine Anlagefläche 66 an der Scheibe 33 an deren vom ringförmigen Bereich 21 abgewandten Seite hintergreifende Arme 71 aufweist. Bei der Ausführung nach Fig. 17 wird eine Durchdrückung 62 an der Masse 33 von deren dem ringförmigen Bereich 21 abgewandten Seite in Rich­ tung zu einer Bohrung 67 im ringförmigen Bereich 21 vorgenommen, wobei durch Einleitung einer Gegenkraft über die Bohrung 67 das freie Ende der Durch­ drückung 62 nietkopfförmig eine Anlagefläche 65 in einer gegenüber dem übri­ gen Bereich der Bohrung 67 radialen Verengung 68 hintergreift.

Fig. 19 zeigt eine Schwungmassenanordnung, bei der abweichend von derjenigen nach Fig. 1 im wesentlichen ein Sonnenrad 66 vorgesehen ist, das über einen Verzahnungseingriff 67 mit dem Planetenrad 28 in Eingriff steht. Das Sonnen­ rad 66 ist schwimmend auf einem Dichtblech 68 gelagert, das durch die Befesti­ gungsmittel 5 in Anlage an der Haltescheibe 4 gehalten wird. Das Sonnenrad 66 hat den Zweck, den eingangs bereits erwähnten dynamischen Widerstand beim Auftreten von Torsionsschwingungen nochmals zu erhöhen, da nicht nur das Planetenrad 28, sondern nun auch zusätzlich das Sonnenrad 66 angetrieben wer­ den muß.

Um bei dieser Ausführung der Schwungmassenanordnung Zugang zu den Befe­ stigungsmitteln 5 zu haben, ist der Nabenteil 8 jeweils im Erstreckungsbereich eines dieser Befestigungsmittel 5 mit einer Montageöffnung 70 versehen. Der Primärflansch 3 wirkt aufgrund seiner Ausbildung mit dem Vorsprung 31 für das Planetenrad als Planetenträger 72.

Bei Befüllung des Raumes 20 der antriebsseitigen Schwungmasse 1 mit visko­ sem Medium wird dieses unter der Wirkung der Fliehkraft während des Betriebs nach radial außen gefördert, so daß die Gefahr bestehen kann, daß der Verzah­ nungseingriff 34 zwischen dem Hohlrad 25 und dem Planetenrad 28 mit einem Mangel an dem als Schmiermittel wirksamen viskosen Medium arbeiten muß. Um nicht den Raum 20 derart stark mit viskosem Medium füllen zu müssen, daß die­ ses auf jeden Fall den radialen Bereich des Verzahnungseingriffs 34 bedeckt, hat sich die Maßnahme nach Fig. 18 als Vorteil erwiesen, nach welcher am Hohl­ rad 25 eine sich in Richtung zum Nabenteil 8 erstreckende Anformung 55 vorge­ sehen ist, die eine axial zwischen dem Nabenteil 8 einerseits und dem Hohlrad 25 sowie dem Planetenrad 28 verbleibende Kammer 57 nach radial außen begrenzt. In dieser Kammer 57 enthaltenes viskoses Medium kann demnach nicht nach au­ ßen in den Raum 20 abwandern, jedoch besteht die Möglichkeit, sofern die Kammer 57 mit viskosem Medium überfüllt sein sollte, daß das letztgenannte nach axialer Verdrängung am Verzahnungseingriff 34 durch einen Ringspalt 60 einer berührungsfreien Dichtung 58 die Kammer 57 verlassen kann, wobei sich der Ringspalt 60 radial innerhalb des Verzahnungseingriffs 34 befindet. Sobald sich in der Kammer 57 die ideale Befüllmenge an viskosem Medium eingestellt hat, endet der Austritt des letztgenannten über den Ringspalt 60. Die berüh­ rungsfreie Dichtung 58 wird durch ein am Hohlrad 25 befestigtes Blech 61 gebil­ det, das mit axialem Abstand einerseits zur Masse 33 und andererseits zum Ver­ zahnungseingriff 34 verläuft, bis es mit seinem radial inneren Ende bis auf Spalt­ breite an den ringförmigen Bereich 21 des Planetenrades 28 angenähert ist.

Claims (26)

1. Schwungmassenanordnung, insbesondere für Kupplungen von Kraftfahrzeu­ gen, mit einer antriebsseitigen Schwungmasse, einem Planetengetriebe mit zumindest einem Planetenträger, der mit wenigstens einem Planetenrad ver­ sehen ist, das mit zumindest einem weiteren Zahnrad des Planetengetriebes in Eingriff steht, und mit einer relativ zur antriebsseitigen Schwungmasse drehauslenkbaren und über das Planetengetriebe mit dieser verbundenen ab­ triebsseitigen Schwungmasse, wobei wenigstens eine der Schwungmassen Ansteuermittel für elastische Elemente einer Dämpfungseinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß am Planetenrad (28) zumindest eine radial über dessen Verzahnungs­ durchmesser hinausragende Masse (33) vorgesehen ist, die gegenüber zu­ mindest einem weiteren Zahnrad (Hohlrad 25, Sonnenrad 66) des Planeten­ getriebes (27) und hierbei insbesondere gegenüber dessen Verzahnungsein­ griff (34, 67) mit dem Planetenrad (28) mit Axialversatz angeordnet ist.

2. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialversatz zwischen der Masse (33) und dem Zahnrad (25, 66) maximal eine Größe aufweist, mit der bei Anordnung des Verzahnungsein­ griffs (34, 67) innerhalb eines Befüllbereichs mit viskosem Medium in einem abgedichteten Raum (20) durch das viskose Medium eine Haftverbindung zwischen der Masse (33) und dem Zahnrad (25, 66) herstellbar ist, wobei die Stärke der Haftverbindung durch Reduzierung der Größe des Axialversatzes zunimmt.

3. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (66) gegenüber der dasselbe zentrierenden Schwung­ masse (1) drehbar angeordnet ist.

4. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenrad (28) an zumindest einem an dem Planetenträger (72) vorgesehenen und sich von diesem wegerstreckenden Vorsprung (31) gela­ gert ist.

5. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (31) durch eine am Planetenträger (72) in Richtung zum Planetenrad (28) verlaufende, zapfenartige Ausdrückung (37) gebildet wird, deren Achse mit der Drehachse des Planetenrades (28) fluchtet.

6. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdrückung (31) eine Ausnehmung (38) aufweist, die durch ein Verschlußelement (39) dichtend verschließbar ist.

7. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (31) durch am Planetenträger (72) in Richtung zum Pla­ netenrad (28) verlaufende Ausdrückungen (40) gebildet sind, die am Plane­ tenrad (28) jeweils in dessen Umfangsbereich angreifen.

8. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenrad (28) zumindest in der vom Planetenträger (72) abge­ wandten Richtung gegenüber dem Vorsprung (31) in Achsrichtung relativ bewegbar ist.

9. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (31) axial zwischen Planetenträger (72) und Planeten­ rad (28) einen Axialanlauf (35) für das Planetenrad (28) aufweist, der durch eine Querschnittsvergrößerung gebildet wird.

10. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Axialbewegung des Planetenrades (28) gegenüber dem Vorsprung (31) die abtriebsseitige Schwungmasse (12) oder ein dersel­ ben zugeordneter Nabenteil (8) vorgesehen und mit vorbestimmbarem Ab­ stand zum Planetenrad (28) angeordnet ist.

11. Schwungmassenanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenrad (28) im radialen Bereich seiner Verzahnung sowohl ge­ genüber seiner Masse (33) als auch gegenüber der abtriebsseitigen Schwungmasse (12) oder einem Nabenteil (8) derselben einen Axialspalt (44) aufweist, der den Axialabstand zumindest im Lagerungsbereich des Plane­ tenrades (28) überschreitet.

12. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der der abtriebsseitigen Schwungmasse (12) zugeordnete Nabenteil (8) an einer diese Schwungmasse (12) mit der antriebsseitigen Schwung­ masse (1) verbindenden Lagerung (7) angreift.

13. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenrad (28) in Achsrichtung durch eine Axialfeder (73) reibend an einer Abstützstelle in Anlage haltbar ist.

14. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 1 mit einem Hohlrad als dem in Verzahnungseingriff mit dem Planetenrad stehenden Zahnrad, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (25) radial außerhalb des Verzahnungseingriffs (34) eine sich in Richtung zur abtriebsseitigen Schwungmasse (12) erstreckende ringförmi­ ge Anformung (55) aufweist, die mit der abtriebsseitigen Schwung­ masse (12) oder mit dem Nabenteil (8) derselben eine mit viskosem Medium befüllte Kammer (57) nach radial außen begrenzt.

15. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammer (57) eine Dichtung (58) zugeordnet ist, die radial innerhalb des Verzahnungseingriffs (34) von Hohlrad (25) und Planetenrad (28) einen Ringspalt (60) aufweist.

16. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abtriebsseitige Schwungmasse (12) oder der Nabenteil (8) derselben eine mittels Eindrückungen (47) von der dem Planetenrad (28) abgewandten Seite aus hergestellte Verzahnung für den Verzahnungseingriff (34) mit dem Planetenrad (28) aufweist.

17. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 1 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenrad (28) von der Seite seiner Masse (33) ausgehend Ein­ drückungen (48) zur Bildung seiner Verzahnung aufweist.

18. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (33) am Planetenrad (28) im radial äußeren Bereich eine Mas­ seanhäufung (50) aufweist.

19. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseanhäufung (50) durch einen den restlichen Teil der Mas­ se (33) umschließenden Ring (51) gebildet wird.

20. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (33) zum Eingriff in eine Zahnung (52) des an einem mit Ver­ zahnung ausgebildeten ringförmigen Bereich (21) des Planetenrades (28) mit einer eigenen Zahnung (53) ausgebildet ist, die durch Verstemmung mit dem zugeordneten Bereich der Zahnung (52) des ringförmigen Bereichs (21) als Befestigung für die Masse (33) an diesem wirksam ist.

21. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse (33) an einem Planetenrad (28) vorgesehen ist, bei dem zu­ mindest die Verzahnung aus Kunststoff besteht.

22. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß am Planetenrad (28) der mit Verzahnung ausgebildete ringförmige Be­ reich (21) aus Kunststoff besteht und die Masse (33) durch in Radialrichtung wirksame Vorspannung auf diesem Bereich (21) gehalten ist.

23. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung durch eine in Radialrichtung vorgespannte Nase (75) am ringförmigen Bereich (21) erzeugt wird.

24. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem der miteinander zu verbindenden Elemente (ringförmiger Bereich 21/Masse 33) des Planetentades (28) im wesentlichen axial verlaufende Vorsprünge (62, 64) vorgesehen sind, die eine Anlageflä­ che (65, 66) am jeweils anderen Element (21, 33) hintergreifen.

25. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß an der Masse (33) in Richtung zu je einer Bohrung (67) des ringförmigen Bereichs (21) vorgenommene, jeweils als Vorsprung (62) wirksame Durch­ drückungen vorgesehen sind, von denen jede mit einem nietkopfartigen freien Ende die Anlagefläche (65) des ringförmigen Bereichs (21) hintergreift.

26. Schwungmassenanordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß am ringförmigen Bereich (21) in Richtung zu je einer Bohrung (70) der Masse (33) vorragende, jeweils als Vorsprung (64) wirksame Spreizelemente vorgesehen sind, von denen jedes mit senkrecht zur Achse der Bohrung (70) gerichteter Vorspannung vorgesehenen Armen (71) die Anlagefläche (66) der Masse (33) hintergreift.