DE102010034812A1

DE102010034812A1 - Schwungrad und Reibungskupplung

Info

Publication number: DE102010034812A1
Application number: DE102010034812A
Authority: DE
Inventors: Marco Wild; Florian Vogel; Christoph Raber; Ad Dr. Kooy; Frank Ferderer; Markus Züfle; Tomas Dr. Smetana; Markus Klinger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2030-08-20
Also published as: DE102010034812B4

Abstract

Bei einem Schwungrad mit mindestens einem Fliehkraftpendel, das zwei Pendelhälften umfasst, die beiderseits einer Trägerplatte angeordnet sind und mit mindestens einem Führungsmittel, das in einer Führungsbahn der Trägerplatte beweglich gelagert ist, drehbar gegenüber der Trägerplatte gelagert ist, wird die Tragfähigkeit des Fliehkraftpendels erhöht, indem das Führungsmittel mindestens einen Wälzkörper umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwungrad, eine Reibungskupplung und ein Zweimassenschwungrad nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Ein Schwungrad mit Fliehkraftpendeln, die jeweils zwei Pendelhälften umfassen, ist beispielsweise aus der DE 10 2006 028 556 bekannt. Die Pendelhälften werden an drei Stellen miteinander vernietet. Die daraus resultierende Schiefstellung der Führungsbolzen kann sich negativ auf die Tragfähigkeit der Fliehkraftpendel auswirken. Die Führungsbolzen haben zwar Freiheitsgrade, sie sollten sowohl auf der Trägerplatte als auch auf den Pendeln abwälzen. Dies muss jedoch nicht zwangsläufig in allen Betriebszuständen sichergestellt sein. Das Gleiten der Führungsbolzen auf der Trägerplatte oder auf den Pendelhälften kann zum Avasivverschleiß führen. Die Führungsbolzen wälzen bzw. gleiten dabei gegen gestanzte Flächen unter einer sehr großen Hertzschen Pressung von > 3.000 MPa. Die relativ schlechte Oberflächenqualität der gestanzten Kontaktflächen begünstigt eine Pittingbildung und reduziert die Tragfähigkeit des Fliehkraftpendels.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Tragfähigkeit des Fliehkraftpendels zu erhöhen.
Dieses Problem wird gelöst durch ein Schwungrad mit mindestens einem Fliehkraftpendel, das zwei Pendelhälften umfasst, die beiderseits einer Trägerplatte angeordnet sind und mit mindestens einem Führungsmittel, das in einer Führungsbahn der Trägerplatte beweglich gelagert ist, drehbar gegenüber der Trägerplatte gelagert ist, wobei das Führungsmittel mindestens einen Wälzkörper umfasst.
Mit dieser Maßnahme wird neben der Lösung des oben genannten Problems eine Reduzierung der Anzahl der zu montierenden Teile erreicht. Dies vereinfacht dabei auch die Montage. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird zudem eine Erhöhung der Fertigungsgenauigkeit erreicht. Bei einer Pendelbewegung der Fliehkraftpendel wird die Reibung reduziert, sodass auch eine geringere Geräuschentwicklung eintritt. Der geringere Fertigungsaufwand reduziert zudem die Fertigungskosten.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die beiden Pendelhälften Teil eines einstückig gefertigten Sattelpendels sind, welches vorzugsweise aus einem Blech durch Stanzbiegen hergestellt ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Wälzkörper ein Lageraußenring eines Wälzlagers ist. Der Wälzkörper ist vorzugsweise an einem Bolzen, der zwischen den Pendelhälften angeordnet ist, angeordnet. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Bolzen mit den Pendelhälften verpresst ist.
Wälzkörper des Wälzlagers rollen vorzugsweise auf dem Bolzen zur Verbindung der Pendelhälften.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Führungsbahn der Trägerplatte durch einen Einsatz, der in einer Öffnung der Trägerplatte angeordnet ist, gebildet wird. Härte, Oberflächenqualität und dergleichen des Einsatzes können unabhängig von den Werten der Trägerplatte definiert werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Einsatz ein gezogenes Bauteil aus Stahlblech ist. Die Rauigkeit eines gezogenen Bauteils ist geringer als die einer gestanzten Oberfläche, sodass dies die Reibung und damit den Verschleiß verringert.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Einsatz zumindest an der Oberfläche, die mit dem Wälzkörper in Kontakt ist, gehärtet ist. Dadurch wird der Verschleiß weiter verringert.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Lageraußenring ballig geformt ist. Dadurch können Winkelfehler ausgeglichen werden.
Die beiden Pendelhälften wurden erfindungsgemäß durch ein Sattelpendel ersetzt. Dadurch kann auf die Nietverbindungen zwischen den Pendelhälften verzichtet werden. Die zylindrischen Führungsbolzen wurden in das Sattelpendel eingepresst. Auf den Bolzen befinden sich vollnadelige Stützrollen, die das Pendel in der Trägerplatte führen. Der gehärtete Außenring der Stützrollen ist leicht ballig und somit unempfindlich gegenüber Verkippung bzw. Bolzenschiefstellung. In die gestanzten nierenförmigen Bohrungen der Trägerplatte wurden gezogene und gehärtete Einsätze eingepresst. Die Ziehteile weisen eine sehr hohe Oberflächenqualität und insbesondere einen hohen Traganteil auf im Vergleich zu gestanzten Oberflächen, was sich positiv auf die Tragfähigkeit des Pendels auswirkt. Darüber hinaus kann auf die Wärmebehandlung des Pendels und der Trägerplatte verzichtet werden, weil kein direkter Hertzscher Kontakt zu Stützrollen vorliegt.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Sattelpendel zur Verwendung an einem Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Pendelhälften Teil eines einstückig gefertigten Sattelpendels sind, wobei das Sattelpendel aus einem Blech durch Stanzbiegen hergestellt ist.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Fertigung eines Sattelpendels, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte

– Stanzen eines Rohlings
– Biegen zu einer Sattelform
– Lochen von Bohrungen
– Montage von Führungsmitteln.

Bekannte Fliehkraftpendel werden bei einem Zweimassenschwungrad auf dem Flansch am Sekundärschwungrad platziert. Dabei muss in der Regel ein Innendämpfer weichen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lösung anzugeben, bei der ein Fliehkraftpendel bei einer selbstnachstellenden Kupplung zusätzlich zu einem Innendämpfer verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Reibungskupplung mit einem Kupplungsgehäuse, wobei in dem Kupplungsgehäuse mindestens ein Fliehkraftpendel angeordnet ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Fliehkraftpendel eine Pendelmasse umfasst, die auf Pendelrollen, die sich an dem Kupplungsgehäuse abstützen, abrollt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass am dem Kupplungsgehäuse ein Führungskäfig angeordnet ist, an dem die Pendelrollen abrollen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Führungskäfig eine Kulisse zur Aufnahme von mindestens einem Führungsbolzen der Pendelmasse aufweist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Führungsbolzen eine Lagerbuchse aufweisen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Pendelrollen mindestens eine Ringnut aufweisen, in der eine Führungsleiste der Pendelmasse eingreift.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mindestens ein Anschlag die Pendelbewegung der Pendelmasse begrenzt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Anschlag ein Ring ist, der an einem Befestigungsbolzen zur Befestigung des Führungskäfigs an dem Kupplungsdeckel angeordnet ist.
Mit der zuvor vorgeschlagenen Lösung wird eine Verbesserung der Isolation der Schwingungen im Antriebsstrang erreicht. Durch die erfindungsgemäße Lösung kann bei einem Zweimassenschwungrad weiterhin ein Innendämpfer am Flansch verwendet werden. Die Anbindung der Fliehkraftpendel liegt dabei außen und umschließt die Pendelmasse. Die Rollen werden nur noch auf Flächenpressung beansprucht. Zur Führung der Massen werden Gleitbuchsen verwendet. Die Pendelmassen bestehen aus fertigungstechnischen Gründen aus mehreren Teilen, beispielsweise aus 16 Teilen umfassend acht Gewichte, vier Passstifte und vier Gleitlagerhülsen. Die Fliehkraft wird von einer Befestigungshülse und der Reibkraft der Verschraubung abgestützt. Die Belastung durch die Fliehkraft verteilt sich auf Kupplungsdeckel und Sekundärschwungrad. Ein Innenblech dient als Auflage für die Sensorfeder.
Die einzelnen Pendelmassen eines Fliehkraftpendels nach Stand der Technik können z. B. beim Stopp aneinanderschlagen. Das Aneinanderschlagen der Pendelmassen gegeneinander führt zu unerwünschten Geräuschen. Aus diesem Grund sind im Stand der Technik die Pendelmassen so ausgeführt, dass es nicht zu gegenseitigem Anschlagen kommen kann. Dies geht auf Kosten von Bauraum. Eine weitere Geräuschquelle ist das Anschlagen einzelner Pendelmassen an den Flansch. Um dies zu vermeiden bzw. akustisch zu beherrschen, verfügen alle Pendelmassen über eine entsprechende Anschlagvorrichtung gegen den Flansch, z. B. in Form spezieller Gummiringe.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lösung anzugeben, die eine Geräuschentwicklung beim Aneinanderschlagen von Pendelmassen verhindert.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schwungrad mit mehreren Fliehkraftpendeln, wobei die in Umfangsrichtung der Fliehkraftpendel gelegenen Enden so geformt sind, dass diese bei einer Auslenkung der Fliehkraftpendel einen in etwa gleichen kleinen Spalt belassen.
Mithilfe der optimierten Randkontur der Pendelmassen lassen sich deutliche Verbesserungen bezüglich der Geräuschentwicklung erzielen. Die optimierte Kontur weist einen geringen, konstanten Spalt zwischen den Pendelmassen auf. Bei synchroner Bewegung der Pendelmassen ist der geringe Abstand der Massen zueinander immer gleich. Der vorhandene Bauraum kann komplett für Pendelmassen benutzt werden. Ein Aufeinanderschlagen der einzelnen Pendelmassen gegeneinander kann dabei keine Geräusche verursachen, da durch den geringen Spalt nicht genügend Energie bis zum Aufeinandertreffen aufgebaut werden kann. Durch den kleinen Spalt bewegen sich die einzelnen Pendelmassen im Wesentlichen wie eine einzelne Pendelmasse. Das Anschlagen einzelner Pendelmassen gegen den Flansch muss nicht mehr mit einer jeweiligen Anschlagvorrichtung verhindert werden sondern könnte mit einer zentralen Anschlagvorrichtung beherrscht werden. Gegebenenfalls kann sogar auf jegliche Maßnahmen im Stopp verzichtet werden. Im Fall des Stopps wollen die Pendelmassen durch die Schwerkraft nach unten fallen. Durch die Koppelung der Massen können das aber nicht alle Pendelmassen gleichzeitig tun. Es grundsätzlich vorstellbar, dass sich die Massen dadurch so in ihrer Bewegung aufheben und es zu keinem starken Anschlagen am Flansch kommt und damit keine Maßnahme für Stopp mehr notwendig wird. Die Außenkontur der Pendelmasse ist dabei so gestaltet, dass auch bei Bewegung der einzelnen Pendelmassen ein geringer konstanter Spalt zwischen den Massen vorhanden ist. Für eine Kreispendelbahngeometrie ergibt sich für die optimale Form bei einem Grenzfall ohne Spiel für die Pendelmassenenden ebenfalls eine Kreisform, die in einer Beziehung zur Pendelbahngeometrie steht. Für andere Pendelbahngeometrien ergeben sich andere Formen. Die einzelnen Pendelmassen können sich weiterhin ungehindert zueinander bewegen. Der Zwischenraum der einzelnen Pendelmassen ist dabei auf einen konstanten Wert beschränkt. Die Enden sehen im Wesentlichen kreisförmig aus. Die Erfindung erlaubt die Nutzung des vorhandenen Bauraums optimal. Im Falle von Stopp und Start ist die Gewichtskraft gegenüber der Fliehkraft nicht mehr zu vernachlässigen bzw. die dominante Kraft. Dabei reagieren die einzelnen Pendelmassen aufgrund ihrer momentanen geometrischen Position unterschiedlich auf die Erdbeschleunigung. Dies hat zur Folge, dass es zu ungewolltem Anschlagen der Pendelmassen aufeinander kommen kann, verbunden mit unerwünschten Geräuschen. Die erfindungsgemäße Art der Pendelausführung lässt dies nicht zu. Da die Pendelmassen praktisch keinen Weg zueinander durchführen können, bewegen sich die Massen vielmehr synchron. Lediglich ein geringer Spalt in der Größenordnung von ca. 0,5 mm lässt eine minimale Bewegung zu. Dieser geringe Wert führt im Falle des Aufeinandertreffens der Pendel zu keiner Geräuschentwicklung.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Enden der Fliehkraftpendel kreisförmig abgerundet sind.
Bei Zweimassenschwungrädern nach Stand der Technik ist die Primärmasse mit der Kurbelwelle verbunden, entsprechend ist der Flansch über weitere Mittel mit der Eingangsseite der Reibungskupplung verbunden. Nachteilig an dieser Lösung ist ein relativ hoher Bauraumbedarf. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Bauraumbedarf zu minimieren.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Zweimassenschwungrad mit einer Primärmasse und einem Flansch, die gegen die Kraft einer Feder gegeneinander verdrehbar sind, wobei die Primärmasse an zwei im Wesentlichen in axialer Richtung gegenüberliegenden Stellen der Feder mit dieser in Kontakt sind und der Flansch an zwei im Wesentlichen in radialer Richtung gegenüberliegenden Stellen der Feder mit dieser in Kontakt ist, wobei der Flansch mit einer Kurbelwelle verbindbar ist und die Primärmasse Teile einer Reibungskupplung trägt.
Bei Fliehkraftpendeln nach Stand der Technik können die Pendelhälften an der Trägerplatte reiben. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, dies zu verringern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schwungrad mit mindestens einem Fliehkraftpendel, das zwei Pendelhälften umfasst, die beiderseits einer Trägerplatte angeordnet sind und mit mindestens einem Verbindungsmittel, das in einer Führungsbahn der Trägerplatte beweglich gelagert ist, miteinander verbunden sind, wobei an dem Verbindungsmittel zwischen den beiden Pendelhälften Distanzscheiben angeordnet sind.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zwischen den beiden Pendelhälften zwei Distanzscheiben angeordnet sind und zwischen den Distanzscheiben ein Dämpfungsring angeordnet ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die beiden Distanzscheiben jeweils einen umlaufenden axialen Absatz aufweisen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die beiden Distanzscheiben jeweils einen umlaufenden Bund aufweisen, der in eine Stufe des Dämpfungsrings eingreift.
Die Erfindung wird anhand der 1 bis 13 näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schwungrades;
2 ein Fliehkraftpendel des Ausführungsbeispiels der 2;
3a eine vergrößerte Darstellung von Teilen der 2;
3b einen Einsatz;
4 verschiedene Fertigungsstadien eines Sattelpendels;
5 einen Schnitt durch einen Kupplungsdeckel;
6 eine räumliche Ansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 5;
7 das Ausführungsbeispiel der 5 und 6 in einem Schnitt;
8 eine Skizze einer Pendelmasse nach Stand der Technik;
9 eine Skizze einer erfindungsgemäßen Pendelmasse;
10 Skizzen mehrerer erfindungsgemäßer Pendelmassen in Einbaulage;
11 eine Skizze eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades im Schnitt;
12 eine Skizze eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades im Schnitt;
13 einen Teilschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwungrades;
14 einen Schnitt durch Dämpfungsring und Distanzscheiben in 13;
15 einen Schnitt durch alternative Distanzscheiben;
16 einen Teilschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwungrades.
Die 1 zeigt eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schwungrades 1. Das Schwungrad 1 umfasst eine Trägerplatte 2. Diese ist im Wesentlichen scheibenförmig und umfasst einen äußeren Bereich, in dem mehrere Fliehkraftpendel angeordnet sind sowie einen inneren Bereich, der einen Befestigungsflansch 5 aufweist. Mit Hilfe des Befestigungsflansches 5 wird die Schwungscheibe beispielsweise mit einem hier nicht dargestellten Flansch zur weiteren Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle verbunden. Aussparungen 6 dienen der Aufnahme ebenfalls nicht dargestellter Druckfedern, die zusammen mit dem Schwungrad 1 Teil eines Zweimassenschwungrades sind.
Im äußeren Bereich der Trägerplatte 2 sind über den Umfang verteilt mehrere Fliehkraftpendel 3 angeordnet. Zur Unterscheidung sind diese mit den Bezugszeichen 3a, 3b, 3c und 3d bezeichnet. Statt drei Fliehkraftpendeln wie im hier dargestellten Ausführungsbeispiel kann hier auch eine größere oder geringere Anzahl an Fliehkraftpendeln vorhanden sein. Der Aufbau der Fliehkraftpendel ist in 2 dargestellt. Das Fliehkraftpendel 3 umfasst zwei Pendelhälften 4, diese sind zur Unterscheidung mit den Bezugszeichen 4a und 4b versehen. Die beiden Pendelhälften 4 sind mittels Pendelbrücken 7 fest miteinander verbunden. Die Pendelhälften 4 und die Pendelbrücken 7 sind einstückig, wie später dargestellt, aus einem Blech gestanzten Bauteil gefertigt. Das Fliehkraftpendel 3 umfasst somit zwei Pendelhälften, die einstückig gefertigt und miteinander verbunden sind und hier als Sattelpendel 17 bezeichnet wird. Die beiden Pendelhälften sind beiderseits der Trägerplatte angeordnet, das Sattelpendel 17 umgreift die Trägerplatte 2 also. Außer den beiden Pendelbrücken 7 sind keine weiteren Verbindungsmittel zur Verbindung der beiden Pendelhälften 4a, 4b vorgesehen.
In die beiden Pendelhälften 4a, 4b sind jeweils zwei Bohrungen 8a, 8b eingebracht, die Bohrungen 8a und 8b sind also jeweils sowohl in der Pendelhälfte 4a als auch in der Pendelhälfte 4b angeordnet, so dass diese insgesamt jeweils eine Durchgangsbohrung bilden. In den Bohrungen 8a und 8b sind Bolzen 9 eingepresst, die jeweils ein Wälzlager 10 tragen. In 1 sind die beiden Pendelhälften 4a, 4b für das Fliehkraftpendel 3a nicht dargestellt, so dass die Anordnung der Bolzen 9 und Wälzlager 10 zu erkennen ist. Die Bolzen 9a, 9b durchdringen jeweils Öffnungen 11a bzw. 11b in der Trägerplatte 2, so dass die Wälzlager 10a und 10b jeweils mit der Oberfläche 12a bzw. 12b in Kontakt sind. Die 3a zeigt die Öffnung 11b in 2 in einer vergrößerten Darstellung. Die 3b zeigt den Einsatz 15 in 3a. In den 3 und 4 wurden die Indizes a und b, wie in 1 und 2 verwendet, unterdrückt. Die Wälzlager 10 sind Nadellager und umfassen einen Lageraußenring 13 sowie Nadeln 14, die unmittelbar auf dem Bolzen 9 abrollen. Der Lageraußenring 13 ist dadurch drehbar gegenüber dem Bolzen 9 gelagert. Die Oberfläche 14 des Lageraußenrings 13 kann auf der Oberfläche 12 der Öffnung 11 abrollen.
In die Öffnungen 11 sind jeweils Einsätze 15a, 15b eingepresst. Die innere Oberfläche der Einsätze 15 bildet die Oberfläche 12 der Öffnungen 11, auf denen die Oberfläche 14 des Lageraußenrings 13 abrollt. Die Einsätze 15 sind jeweils gezogene und gegebenenfalls oberflächengehärtete Blechteile, die in entsprechend geformte Öffnungen der Trägerplatte 2 eingepresst werden, so dass die innere Oberfläche der Öffnungen 11 durch die innere Oberfläche der Einsätze 15 gebildet wird. Durch die Fertigung der Einsätze 15 als Tiefziehteil ist deren Oberfläche vergleichsweise wenig rau, zumindest verglichen mit einem Stanzbauteil wie der Trägerplatte 2, so dass hier beim Abrollen der Lageraußenringe 13 entsprechend wenig Verschleiß auftritt. Durch den recht großen Durchmesser der Lageraußenringe 13 ist zudem die Flächenpressung auf die innere Oberfläche 12 der Öffnungen 11 gegenüber Lösungen nach Stand der Technik vergleichsweise gering.
In die Trägerplatte 2 isst jeweils zwischen den Öffnungen 11a, 11b eine Ausnehmung 16 eingebracht, die ein Anschlagen der Pendelbrücken 7 an die Trägerplatte 2 verhindern soll.
Die 4 zeigt verschiedene Fertigungsstadien des Sattelpendels 17. In einem ersten Fertigungsschritt gemäß 4a) wird die Kontur einer Abwicklung des Sattelpendels 17 gestanzt. Abwicklung insofern, als dass die Pendelbrücken 7 in einer Ebene abgewickelt sind, wodurch auch die beiden Pendelhälften 4a, 4b in einer parallelen Ebene liegen. In einem nächsten Schritt gemäß 4b) wird der Rohling gemäß 4a) in die Sattelform gebogen. In einem weiteren Schritt gemäß 4c) werden in eine Pendelhälfte die Bohrungen 8 eingestanzt oder eingebohrt, in einem weiteren Schritt gemäß 4d) werden in die andere Pendelhälfte die Bohrungen eingebohrt bzw. eingestanzt.
5 zeigt einen Schnitt durch einen Kupplungsdeckel eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung. Von der Reibungskupplung dargestellt ist nur ein Kupplungsdeckel 18. Mit axialer Richtung ist hier wie im nachfolgenden und vorausgehenden Text die axiale Richtung bezüglich der Drehachse des Kupplungsdeckels 18 gemeint, dieser Bezug trifft auch auf die Bezeichnung radiale Richtung und Umfangsrichtung zu. Beispielsweise ragt die axiale Richtung in 5 aus der Zeichenebene heraus. Erfindungsgemäß ist/sind in dem Kupplungsdeckel 18 ein oder mehrere Fliehkraftpendel integriert. 5 zeigt dazu eine Prinzipskizze. Der Kupplungsdeckel 18 weist eine Tasche 19 auf, in der ein Führungskäfig 20 angeordnet ist. Auf der bezüglich der Drehachse des Kupplungsdeckels 18 radial inneren Seite des Führungskäfigs 20 sind zwei Pendelrollen 21a und 21b angeordnet, auf denen eine Pendelmasse 22 abrollen kann und so eine Relativdrehung und Verschiebung gegenüber dem Kupplungsdeckel 18 ausführen kann. Die grundsätzliche Funktion zur Schwingungstilgung einer solchen Pendelmasse ist an sich beispielsweise aus der DE 10 2006 028 556 bekannt und wird hier nicht weiter beschrieben.
Die 6 zeigt die räumliche Ansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 5 aus einer Sicht von radial außen auf den Führungskäfig 20. Der Führungskäfig 20 hat einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt, und umfasst zwei Seitenflächen 23a und 23b, die durch einen Verbindungsrücken 24 miteinander verbunden sind. Der Verbindungsrücken 24 erstreckt sich nur über einen Teil des radialen Umfangs der Seitenflächen 23. An ihren radialen Außenbereichen weisen die Seitenflächen 23 jeweils Bohrungen 25a, 25b auf, durch die Befestigungsbolzen 26a und 26b geführt sind. Die Befestigungsbolzen 26a, 26b durchstoßen jeweils Aufnahmebohrungen in dem Kupplungsdeckel 18. Mit Hilfe der Befestigungsbolzen 26 wird der Führungskäfig 20 an dem Kupplungsdeckel 18 befestigt. Die Befestigungsbolzen 26a, 26b tragen Gummiringe 27a, 27b, die zum einen der axialen Positionierung des Führungskäfigs 20 gegenüber dem Kupplungsdeckel 18 dienen, zum Anderen, wie später erläutert, Anschlagelemente zur Begrenzung des Pendelweges der Pendelmasse 22 bilden. Die Seitenflächen 23 weisen jeweils Kulissen 79 auf, in die Führungsbolzen 28, die mit der Befestigung der Pendelmasse 22 verbunden sind, eingreifen. Die Führungsbolzen 28 zusammen mit den Kulissen 79 bilden eine Führung für die Pendelmasse 22 und zeigen der Pendelmasse einen Pendelweg auf.
Die 7 zeigt das Ausführungsbeispiel der 5 und 6 in einem Schnitt. Zu erkennen ist der Führungskäfig 20, auf dem die Pendelrollen 21 abrollen. Die Pendelmasse 22 stützt sich auf den Pendelrollen 21 ab. Die Pendelrollen 21 sind in nach radial außen konvex gebildeten Ausbuchtungen 29 angeordnet. Radial auf der Innenseite bezüglich des Kupplungsdeckels 18 ist ein Schutzblech 30 angeordnet.
Die Pendelmasse 22 ist aus einem Blechstapel bestehend aus Einzelblechen 22.1, 22.2, 22.3 gebildet. Zwischen den Einzelblechen 22.1 und 22.2 sowie zwischen den Einzelblechen 22.2 und 22.3 sind jeweils Zwischenbleche 31a und 31b angeordnet. Die Zwischenbleche haben zumindest im Kontaktbereich mit den Pendelrollen 21 eine Kontur, die über die der einzelnen Bleche 21.1, 21.2, 21.3 des Blechstapels herausragt, so dass diese umlaufende erhabene Leisten 32 bilden. Die Leisten 32 greifen jeweils in Ringnute 33 der Pendelrollen ein und bilden so eine Führung in axialer Richtung für die Pendelrollen 21. Die Führungsbolzen 28 bilden gleichzeitig eine Verbindung der einzelnen Bleche des Blechpaketes der Pendelmasse 22. Zusätzlich sind die einzelnen Bleche mit Nieten 34 miteinander vernietet.
Die 8 zeigt eine Skizze einer Pendelmasse nach Stand der Technik. Eine derartige Pendelmasse ist beispielsweise in der DE 10 2006 028 556 dargestellt, insofern wird auf die dortige Darstellung vollumfänglich Bezug genommen. Die Pendelmasse ist um einen Drehpunkt 34 drehbar an der nicht dargestellten Trägerplatte aufgehängt. An ihren beiden bezüglich des Drehpunktes 34 in Umfangsrichtung gelegenen Enden 36 ist sie zum Fliehkraftpendel 3 jeweils abgeflacht, weist also im Wesentlichen gerade abgeschnittene Enden auf. Entsprechend ist im Stand der Technik, siehe z. B. die zuvor zitierte DE 10 2006 028 556 , vorgesehen, dass die Pendel einen entsprechend großen Abstand haben und zudem Anschlagmittel dafür Sorge tragen, dass die Pendel möglichst nicht aneinander schlagen können.
Erfindungsgemäß ist nun zum einen eine Kontur der in Umfangsrichtung gelegenen Enden des Fliehkraftpendels 3 wie in 9 vorgesehen. Hier sind die Enden abgerundet, beispielsweise indem diese einen Radius bezüglich eines Mittelpunktes 37 aufweisen. Zum Anderen ist vorgesehen, dass der Abstand der einzelnen Fliehkraftpendel in Umfangsrichtung voneinander verringert wird, so dass nur ein geringer Spalt zwischen diesen verbleibt. Dies ist in 10a dargestellt. Bei Auslenkung der einzelnen Fliehkraftpendel 3a, 3b, 3c, 3d bleibt das Spaltmaß in etwa konstant, dies ist in 10b dargestellt. Dadurch wird ein Anschlagen der einzelnen Fliehkraftpendel 3 gegeneinander im Betrieb vermieden. Beim An- und Auslauf, wenn also der Schwerkrafteinfluss überwiegt, können die Pendel trotzdem aneinander schlagen. Das in jeder Stellung der Pendel zueinander geringere Spaltmaß zwischen den Fliehkraftpendeln sorgt dafür, dass durch dieses Aneinanderschlagen nur eine geringe Lärmentwicklung entsteht. Die optimale Kontur gemäß dem Ausführungsbeispiel der 9 und 10 weist einen geringen, konstanten Spalt zwischen den Pendelmassen auf. Bei synchroner Bewegung der Pendelmassen ist der geringe Abstand der Massen zueinander immer gleich. Erfahrene Bohrung kann komplett für Pendelmassen benutzt werden. Ein Aufeinanderschlagen der einzelnen Pendelmassen gegeneinander verursacht keine Geräusche, da durch den geringen Spalt nicht genügend Energie bis zum Aufeinandertreffen aufgebaut werden kann. Durch den kleinen Spalt bewegen sich die einzelnen Pendelmassen im Wesentlichen wie eine einzelne Pendelmasse. Das Anschlagen einzelner Pendelmasse gegen den Flansch muss nicht nur mit einer jeweiligen Anschlagvorrichtung verhindert werden, sondern könnte mit einer zentralen Anschlagvorrichtung beherrscht werden. Gegebenenfalls kann sogar auf jegliche Maßnahme im Stopp verzichtet werden. Im Falle des Stopps wollen die Pendelmassen nach unten fallen. Durch die Verkoppelung der Massen können das aber alle Pendelmassen nicht gleichzeitig tun. Es ist grundsätzlich vorstellbar, dass die Massen dadurch so in ihrer Bewegung aufheben und es zu keinem starken Anschlagen am Flansch kommt und damit keine Maßnahme für Stopp notwendig wird.
Für eine Kreisbahn der Pendelbahngeometrie ergibt sich für die optimale Form, also ein Grenzfall ohne Spiel, für die Pendelmassenenden ebenfalls eine Kreisform, die in einer festen Beziehung zur Pendelbahngeometrie steht. Für andere Pendelbahngeometrien ergeben sich entsprechend andere Formen. Die Enden der Pendelmassen sehen dabei im Wesentlichen kreisförmig aus.
Die 11 und 12 zeigen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Zweimassenschwungräder 40 im Schnitt. Das Zweimassenschwungrad 40 umfasst eine Primärmasse 41, die über Bogenfedern 42 mit einem Flansch 43 verbunden ist. Bei einer Relativverdrehung der Primärmasse 41 gegenüber dem Flansch 43 wird die Bogenfeder 42 oder werden die mehreren Bogenfedern 42 gespannt, so dass eine Relativverdrehung der Primärmasse 41 gegenüber dem Flansch 43 gegen die Kraft eines Federspeichers gegeben ist. Der Flansch 43 ist fest mit einer Kurbelwelle 44 verbunden. Die Primärmasse 41 ist fest mit der Eingangsseite der Reibungskupplung 45 verbunden. Die Eingangsseite der Reibungskupplung 45 wird hier repräsentiert durch einen Gegenbelag 46, der fest mit der Primärmasse 41 verbunden ist. Insofern bildet die Primärmasse 41 mit dem Gegenbelag 46 die Gegendruckplatte der Reibungskupplung 45. Eine Druckplatte 47 mit einem Reibbelag 48 wird durch eine gehäusefest an einem Kupplungsgehäuse 49 gelagerte Tellerfeder 50 gegen die Gegendruckplatte bestehend aus Primärmasse 41 und Gegenbelag 46 gedrückt. Die Tellerfeder ist dazu an einem Tellerfederlager 51 gehäusefest bezüglich des Kupplungsgehäuses 51 gelagert. Die Vorspannung der Tellerfeder 50 ist so gewählt, dass die Druckplatte 47 in Richtung der Primärmasse 41 gedrückt wird. Wird ein Innenflansch 52 der Tellerfeder 50 beispielsweise mittels eines Ausrücklagers in Richtung auf die Primärmasse 41 gedrückt, so wird der radial äußere Bereich der Tellerfeder in die Gegenrichtung bewegt, so dass die Druckplatte 47 entlastet wird. Eine Kupplungsscheibe 53 ist zwischen dem Gegenbelag 46 und dem Reibbelag 48 angeordnet. Wird die Druckplatte 47 auf die Gegendruckplatte gedrückt, so wird eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Gegenbelag 46 bzw. Reibbelag 48 und der Kupplungsscheibe 53 hergestellt, so dass eine Drehung mit Übertragung möglich ist. Die Kupplungsscheibe 53 ist über eine Zwischenscheibe 54, einen Scheibenflansch 55 mittels einer Axialverzahnung 57 mit einer Getriebeeingangswelle 56 verbunden. Die einzelnen Scheiben sind miteinander vernietet. Ein Absatz 58 der Kurbelwelle 56 trägt ein Wälzlager 59, welches auch ein Gleitlager sein kann, mit dem ein Innenflansch 60, der fest mit dem Flansch 43 ist, radial gelagert ist. Auf diese Art und Weise ist auch eine Zentrierung der Getriebeeingangswelle 56 gegenüber der Kurbelwelle 44 gegeben. Die Primärmasse 41 ist in ihrem radial inneren Bereich mit einem Lagerring 61 versehen, der gegenüber dem Innenflansch 60 gleitgelagert ist. Zusätzlich können Reibmittel 62 vorgesehen sein, die eine zusätzliche Reibungsdämpfung bei einer Relativverdrehung der Primärmasse 41 gegenüber dem Flansch 43 erzeugen. Die Primärmasse 41 ist zusätzlich mit Masseringen 63 versehen, die deren Masse vergrößern. Das Kupplungsgehäuse 49 ist mittels Schrauben 64 mit der Primärmasse 41 verschraubt. Ein Reibring 69 ist fest mit dem Flansch 43 verbunden und ist in Kontakt mit einer Reibscheibe 70, die fest mit der Primärmasse 41 verbunden ist. Bei einer Relativverdrehung der Primärmasse 41 gegenüber dem Flansch 43 gleiten der Reibring 69 und die Reibscheibe 70 mit trockener Reibung aufeinander und erzeugen so eine weitere Dämpfung.
12 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades im Schnitt. Gegenüber 11 gleiche Teile sind hier nicht erneut beschrieben und identisch bezeichnet. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 11 erfolgt hier die Lagerung dergestalt, dass ein Wälzlager 65, beispielsweise ein Kugellager, mit einem ringförmigen Ansatz 66, der fest mit dem Flansch 43 verbunden ist, festgelegt ist. Die Festlegung kann beispielsweise mittels einer Distanzhülse 67 und einem Sicherungsring 68 erfolgen.
13 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schwungrades 1, bei dem die Pendelhälften 4a, 4b durch Niete 71 miteinander verbunden sind. Das Niet hat eine Verdickung 72. Der Niet 71 trägt zwei Distanzscheiben 73a, 73b, die zwischen der Trägerplatte 2 und den jeweiligen Pendelhälften 4a, 4b angeordnet sind. Die Distanzscheiben 73a, 73b weisen eine Bohrung mit einem Innendurchmesser korrespondierend zu dem Außendurchmesser der Verdickung 72 auf. Zwischen den Distanzscheiben 73a, 73b ist ein Dämpfungsring 74 angeordnet. Die Distanzscheiben 73 sind beispielsweise aus Kunststoff gefertigt und verhindern einen direkten Kontakt zwischen den Pendelhälften 4a, 4b und der Trägerplatte 2. Statt einer dreiteiligen Bauweise Distanzscheiben 73a, Dämpfungsring 74, Distanzscheiben 73b (14) kann auch eine zweiteilige Bauweise gemäß 15 verwendet werden. Hier weisen die Distanzscheiben 73 jeweils einen umlaufenden axialen Absatz 75 auf. Die beiden umlaufenden Absätze ergänzen sich zu einem Dämpfungsring.
16 zeigt eine weitere Ausgestaltung, bei der die Distanzscheiben 73a, 73b einen umlaufenden Bund 76 aufweisen, der in eine Stufe 77 einer Stufenbohrung in dem Dämpfungsring 74 eingreift.
Bezugszeichenliste

1: Schwungrad
2: Trägerplatte
3: Fliehkraftpendel
4: Pendelhälfte
5: Befestigungsflansch
6: Aussparung
7: Pendelbrücke
8: Bohrung
9: Bolzen
10: Wälzlager
11: Öffnung
12: Oberfläche
13: Lageraußenring
14: Oberfläche
15: Einsatz
16: Ausnehmung
17: Sattelpendel
18: Kupplungsdeckel
19: Tasche
20: Führungskäfig
21: Pendelrolle
22: Pendelmasse
23: Seitenfläche
24: Verbindungsrücken
25: Bohrung
26: Befestigungsbolzen
27: Gummiringe
28: Führungsbolzen
29: Ausbuchtung
30: Schutzblech
31: Zwischenblech
32: Leiste
33: Ringnute
34: Niet
35: Drehpunkt
36: Ende
37: Mittelpunkt
40: Zweimassenschwungrad
41: Primärmasse
42: Bogenfeder
43: Flansch
44: Kurbelwelle
45: Reibungskupplung
46: Gegenbelag
47: Druckplatte
48: Reibbelag
49: Kupplungsgehäuse
50: Tellerfeder
51: Tellerfederlager
52: Innenflansch
53: Kupplungsscheibe
54: Zwischenscheibe
55: Scheibenflansch
56: Getriebeeingangswelle
57: Axialverzahnung
58: Absatz
59: Wälzlager
60: Innenflansch
61: Lagerring
62: Reibungsmittel
63: Massering
64: Schraube
65: Wälzlager
66: ringförmiger Ansatz
67: Distanzhülse
68: Sicherungsring
69: Reibring
70: Reibscheibe
71: Niet
72: Verdickung
73: Distanzscheibe
74: Dämpfungsring
75: axialer Absatz
76: umlaufender Bund
77: Stufe
79: Kulisse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006028556 [0002, 0062, 0066, 0066]

Claims

Schwungrad (1) mit mindestens einem Fliehkraftpendel (3), das zwei Pendelhälften (4a, 4b) umfasst, die beiderseits einer Trägerplatte (2) angeordnet sind und mit mindestens einem Führungsmittel (9, 10), das in einer Führungsbahn (11) der Trägerplatte (2) beweglich gelagert ist, drehbar gegenüber der Trägerplatte (2) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsmittel mindestens einen Wälzkörper (10, 13) umfasst.
Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pendelhälften (4a, 4b) Teil eines einstückig gefertigten Sattelpendels (17) sind.
Schwungrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sattelpendel (17) aus einem Blech durch Stanzbiegen hergestellt ist.
Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper ein Lageraußenring (13) eines Wälzlagers (10) ist.
Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (13) an einem Bolzen (9), der zwischen den Pendelhälften (4a, 4b) angeordnet ist, angeordnet ist.
Schwungrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (9) mit den Pendelhälften (4a, 4b) verpresst ist.
Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Wälzkörper des Wälzlagers (10) auf dem Bolzen (9) zur Verbindung der Pendelhälften (4a, 4b) abrollen.
Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn der Trägerplatte (2) durch einen Einsatz (15), der in einer Öffnung der Trägerplatte (2) angeordnet ist, gebildet wird.
Schwungrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (15) ein gezogenes Bauteil aus Stahlblech ist.
Schwungrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (15) zumindest an der Oberfläche, die mit dem Wälzkörper (13) in Kontakt ist, gehärtet ist.
Schwungrad nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenring (13) ballig geformt ist.
Sattelpendel (17) zur Verwendung an einem Schwungrad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Pendelhälften (4a, 4b) Teil eines einstückig gefertigten Sattelpendels (17) sind, wobei das Sattelpendel (17) aus einem Blech durch Stanzbiegen hergestellt ist.
Verfahren zur Fertigung eines Sattelpendels (17) zur Verwendung an einem Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte – Stanzen eines Rohlings – Biegen zu einer Sattelform – Lochen von Bohrungen – Montage von Führungsmitteln
Reibungskupplung mit einem Kupplungsgehäuse (49), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kupplungsgehäuse (49) mindestens ein Fliehkraftpendel (3) angeordnet ist.
Reibungskupplung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fliehkraftpendel eine Pendelmasse (22) umfasst, die auf Pendelrollen (21), die sich an dem Kupplungsgehäuse (49) abstützen, abrollt.
Reibungskupplung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass am dem Kupplungsgehäuse (49) ein Führungskäfig (20) angeordnet ist, an dem die Pendelrollen (21) abrollen.
Reibungskupplung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskäfig (20) eine Kulisse (79) zur Aufnahme von mindestens einem Führungsbolzen (28) der Pendelmasse (22) aufweist.
Reibungskupplung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbolzen (28) eine Lagerbuchse aufweisen.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelrollen (21) mindestens eine Ringnut aufweisen, in der eine Führungsleiste (32) der Pendelmasse (22) eingreift.
Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Anschlag die Pendelbewegung der Pendelmasse (22) begrenzt.
Reibungskupplung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag ein Ring (27) ist, der an einem Befestigungsbolzen (26) zur Befestigung des Führungskäfigs (20) an dem Kupplungsgehäuse (49) angeordnet ist.
Schwungrad mit mehreren Fliehkraftpendeln (3), dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung der Fliehkraftpendel gelegenen Enden (36) so geformt sind, dass diese bei einer Auslenkung der Fliehkraftpendel einen in etwa gleichen kleinen Spalt belassen.
Schwungrad nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (36) der Fliehkraftpendel kreisförmig abgerundet sind.
Zweimassenschwungrad mit einer Primärmasse (41) und einem Flansch (43), die gegen die Kraft einer Feder (42) gegeneinander verdrehbar sind, wobei die Primärmasse (41) an zwei im Wesentlichen in axialer Richtung gegenüberliegenden Stellen der Feder mit dieser in Kontakt sind und der Flansch (43) an zwei im Wesentlichen in radialer Richtung gegenüberliegenden Stellen der Feder (42) mit dieser in Kontakt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (43) mit einer Kurbelwelle verbindbar ist und die Primärmasse (41) Teile einer Reibungskupplung trägt.
Schwungrad mit mindestens einem Fliehkraftpendel, das zwei Pendelhälften (4a, 4b) umfasst, die beiderseits einer Trägerplatte (2) angeordnet sind und mit mindestens einem Verbindungsmittel, das in einer Führungsbahn der Trägerplatte (2) beweglich gelagert ist, miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verbindungsmittel zwischen den beiden Pendelhälften (4a, 4b) Distanzscheiben (73) angeordnet sind.
Schwungrad nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Pendelhälften (4a, 4b) zwei Distanzscheiben (73a, 73b) angeordnet sind und zwischen den Distanzscheiben (73a, 73b) ein Dämpfungsring (74) angeordnet ist.
Schwungrad nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Distanzscheiben (73a, 73b) jeweils einen umlaufenden axialen Absatz (75) aufweisen.
Schwungrad nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Distanzscheiben (73a, 73b) jeweils einen umlaufenden Bund (76) aufweisen, der in eine Stufe (77) des Dämpfungsrings (74) eingreift.