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Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad für ein von einer Brennkraftmaschine angetriebenes Kraftfahrzeug.
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Aus der
DE 4332465 A1 ist ein Zweimassenschwungrad für ein von einer Brennkraftmaschine angetriebenes Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem an der um eine Drehachse A rotierenden Kurbelwelle der Brennkraftmaschine eine erste Schwungmasse angebracht ist, die zwei radial außen dicht miteinander verbundene Wandteile umfasst, welche einen ringförmigen, insbesondere Schmiermittel enthaltenden Raum begrenzen. Gleichachsig zu der ersten Schwungmasse ist eine zweite Schwungmasse vorgesehen, die mit einem Fortsatz in eine zentrische Öffnung des der zweiten Schwungmasse benachbart angeordneten Wandteils der ersten Schwungmasse hineinreicht. Die beiden Schwungmassen sind über eine Lageranordnung relativ zueinander über einen begrenzten Drehwinkel verdrehbar gelagert. In dem ringförmigen Raum erstreckt sich eine Torsionsdämpfeinrichtung, die eine Drehmomentverbindung zwischen den Wandteilen und einem Fortsatz herstellt und deren Ausgangsbauteil am Fortsatz der zweiten Schwungmasse befestigt ist. Im Bereich der zentrischen Öffnung ist zwischen dem radial inneren Bereich des Wandteils und dem Ausgangsbauteil der Torsionsdämpfeinrichtung eine Dichtanordnung vorgesehen.
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Bei dieser bekannten Konstruktion umfasst die Dichtanord¬nung eine geschlossene Tellerfeder, die mit ihrem äußeren Durchmesser an dem der zweiten Schwungmasse direkt gegen¬überliegenden Wandteil anliegt und mit ihrem inneren Durchmesser über ein Dichtelement an dem Ausgangsbauteil der Torsionsdämpfeinrichtung anliegt. Bei einer derarti¬gen Konstruktion ist die Dichtanordnung nur als eine Abdichtung des schmiermittelgefüllten Ringraumes für die Torsionsdämpfereinrichtung vorgesehen. Auch ist erwähnt, dass diese Anordnung noch als Reibanordnung ausgebildet ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Zweimassenschwungrad mit einer Dichtanordnung des vorstehend erläuterten Typs zu schaffen, deren Dichtwirkung bei verringertem Ver-schleiß verbessert ist und die als eine axiale Lagerung von der Primärmasse zu der Sekundärmasse ausgeführt ist.
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Die Erfindung geht aus von einem Zweimassenschwungrad für ein von einer Brennkraftmaschine angetriebenes Kraftfahrzeug und umfasst eine um eine Drehachse (A) rotierend antreibbare, erste Schwungmasse mit zwei radial außen dicht miteinander verbundenen Wandteilen die einen ringförmigen, Schmiermittel enthaltenden Raum begrenzen, eine gleichachsig zur ersten Schwungmasse angeordnete, zweite Schwungmasse, eine die beiden Schwungmassen für die Übertragung eines Drehmoments drehelastisch miteinander verbindende, zumindest teilweise in dem ringförmigen Raum der ersten Schwungmasse angeordnete Torsionsdämpfeinrichtung und eine axial federnde Axiallageranordnung zwischen einem der beiden Wandteile der ersten Schwungmasse und einem relativ zur zweiten Schwungmasse feststehenden Ausgangsteil, wobei die Axiallageranordnung ein axial wirkendes elastisches Element und zwei drehfest, aber axial beweglich aneinander geführte, über axial gegeneinander verschiebbare Dichtflächen gegeneinander abgedichtete Anlaufringe aufweist, die zwischen sich einen das elastische Element axial vorgespannt aufnehmenden Ringspalt bilden, wobei einer der beiden Anlaufringe an dem einen Wandteil der ersten Schwungmasse und der andere der beiden Anlaufringe an dem relativ zur zweiten Schwungmasse feststehenden Ausgangsteil axial abgestützt ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es möglich, die verwendete Axiallageranordnung auch als eine Dichtanordnung zu verwenden. Dies ist besonders vorteilhaft, da anstatt wie bisher die Abdichtfunktion und die Axiallagerfunktion in einem kompakten Bauteil zusammengefasst wird. Die ist vorteilhaft da eine geringere Teileanzahl und somit geringere Teilekosten notwendig sind. Weiter ist durch die vorgeschlagene Axiallageranordnung mit Abdichtfunktion sichergestellt, dass auf beiden Seiten, an denen sich die Axiallageranordnung abstützt, die gleichen Reibverhältnisse vorliegen und somit ein gleichmäßiger und sehr niedriger Verschleiß zu realisieren ist. Die bei der vorliegenden Konstruktion vorzugsweise in Form von Labyrinthspalten vorgesehenen Spalte zwischen den Dichtflächen sind insofern unproblematisch, als die Dichtung während des Betriebs des Zweimassenschwungrades sowieso kaum Dichtfunktionen gerecht werden muss, da lediglich während der Abstell- oder Startphasen in den Bereich der Dichtung Schmiermittel kommen kann. Zum anderen sind die in den Zweimassenschwungrädern verwendeten Schmier- oder Kühlmittel von einer zähen Konsistenz, so dass an diesen Stellen das verwendete Dichtdesign der beiden Anlaufringe vorteilhaft ist.
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Weiter wird vorteilhaft vorgeschlagen, dass die Dichtflächen sich zumindest teilweise auf Vorsprünge erstrecken, die sich aus den Anlaufringen axial herausstrecken. Dabei sind die Vorsprünge an einem radial inneren Durchmesser der Wandteile ausgebildet. Dies ist hier vorteilhaft, da an einem radial äußeren Bereich der Axiallageranordnung ein geringerer axialer Bauraum benötigt wird.
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In einer weiteren günstigen Ausführungsform greifen die Vorsprünge der Anlaufringe in jeweils korrespondierende Ausnehmungen der Anlaufringe ein. Dies dient zum einen dazu, dass die beiden Anlaufringe relativ zueinander verdrehgesichert sind. Zum anderen ergibt sich hierdurch der schon angesprochene Labyrinthspalt, der vorteilhaft den Austritt von Schmiermitteln aus dem ringförmigen Raum verhindern soll. Dabei handelt es sich meist bei den Schmiermitteln um zähe Medien. Im Betrieb, also wenn das Zweimassenschwungrad um die Drehachse A dreht, besteht nur eine geringe Gefahr, dass an der Axiallageranordnung Schmiermittel austritt, da die Schmiermittel durch die Fliehkraft nach außen gedrückt werden. Erst bei Stillstand des Zweimassenschwungrades hat die Axiallageranordnung die Aufgabe, das Austreten von Schmiermittel zu verhindern.
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Weiter wird vorteilhaft vorgeschlagen, dass die Dichtflächen sich umfangsmäßig an den Ausnehmungen erstrecken. An diese Dichtflächen der Ausnehmungen liegen die Dichtflächen der Vorsprünge an. Dabei wird gewährleistet, dass bei einem axialen Verschieben der Ausnehmungen zu den Vorsprüngen eine Abdichtung des ringförmigen Raumes vorhanden ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das elastische Element eine Wellfeder oder eine Ringfeder. Dabei sind Wellfedern oder Ringfeder besonders vorteilhaft, da diese einen geringen axialen Bauraumbedarf haben.
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Weiter wird vorteilhaft vorgeschlagen, dass der Außendurchmesser der Anlaufringe zu dem Wandteil der ersten Schwungmasse zeigend abgeschrägt ist. Diese Abschrägung sichert auf der Seite des der ersten Schwungmasse direkt zugewandten Wandteils ein möglichst großflächigen Anliegen des Anlaufringes und damit ein vorteilhaftes Abdichten des ringförmigen Raumes. Weiter ist die Abschrägung vorteilhaft, da im radial äußeren Bereich der Axiallageranordnung ein geringerer axialer Bauraumbedarf vorhanden ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Axiallageranordnung radial außerhalb einer Durchgriffsöffnung für Befestigungsschrauben der ersten Schwungmasse angeordnet ist. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch eine einfache Montage des Zweimassenschwungrades an beispielsweise eine Kurbelwelle, möglich ist.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Ringspalt nach radial außen offen ist. Prinzipiell ist es auch möglich, dass der Ringspalt nach innen offen ist. Jedoch für Bauräume, die radial außen am der Axiallageranordnung einen geringen axialen Bauraum aufweisen, ist es vorteilhaft, die Verdrehsicherung mit Labyrinthabdichtung nach radial innen der Axiallageranordnung anzuordnen. Von daher ergibt sich vorteilhaft ein nach radial außen offener Ringspalt zur Aufnahme des elastischen Elements.
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Eine weitere günstige Ausführungsform sieht vor, dass die Anlaufringe aus einem Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff ausgeführt sind. Hierbei kann jeder bekannte Kunststoff verwendet werden, der sich durch gute Reibeigenschaften, beispielsweise ein konstanter und vorhersehbarer Reibwert, bei gleichzeitig geringem Verschleiß auszeichnet
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Axiallageranordnung zugleich Bestandteil einer Reibeinrichtung der Torsionsdämpfereinrichtung ist. Da die Axiallageranordnung zwischen den einen Wandteil der ersten Schwungmasse und dem dazu relativ verdrehbarn zweiten Schwungmasse angeordnet ist und zu keinem der Bauteile eine drehfeste Verbindung aufweist, dient die Axiallageranordnung zusätzlich als eine Reibeinrichtung um eine definierte Grundreibung zu erhalten, die eine dämpfende Wirkung hat und die Torsionsdämpfereinrichtung unterstützt. Auch ist diese, durch die Axiallageranordnung erzielte Grundreibung vorteilhaft, um Abstellgeräusche des Zweimassenschwungrades zu dämpfen. Hierdurch können vorteilhaft andere Bauteile, die das Abstellgeräusch ebenfalls reduzieren sollen, weggelassen werden.
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Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen im Einzelnen:
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1 einen Schnitt eines Zweimassenschwungrades mit Axiallageranordnung;
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2 die Axiallageranordnung im Querschnitt.
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1 zeigt eine Gesamteinbausituation der Axiallageranordnung 14 in ein Zweimassenschwungrad 1. Das Zweimassenschwungrad 1 umfasst eine erste Schwungmasse 6 sowie eine zweite Schwungmasse 7. Beide Massen 6, 7 sind relativ zueinander in einem vorgegebenen Verdrehwinkel zueinander verdrehbar. Die erste Masse 6 umfasst ein erstes Wandteil 3, welches direkt an einer nicht dargestellten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine befestigt ist. Weiterhin ist im axialen Abstand davon ein Wandteil 4 angeordnet, wobei beide Wandteile 3, 4 im Bereich ihres Außendurchmessers verdrehfest und dicht miteinander verbunden sind. In dem durch die Wandteile 3 und 4 gebildeten ringförmigen Raum 12 ist eine Torsionsdämpfereinrichtung 11 angeordnet, die eine Federeinrichtung 9 mit mehreren Federn 10 zur drehelastischen Übertragung des Drehmoments von der ersten Masse 6 auf die zweite Masse 7 aufweist. Weiterhin ist in dem Raum eine Teilfüllung von Schmiermittel oder Kühlmittel vorgesehen. Ein scheibenförmiges Ausgangsteile 13, hier als eine Nabenscheibe 17 der Torsionsdämpfereinrichtung 11 ausgebildet, ist über eine Niete 32 mit zweiten Masse 7 drehfest verbunden. Zwischen dem Ausgangsteil 13 und dem radial inneren Bereich des ersten Wandteils 3 ist eine Axiallageranordnung 14 angeordnet, die das Ausgangsteil 13 gegenüber dem ersten Wandteil 3 axial lagert und das Austreten von Schmiermittel oder Kühlmittel aus dem ringförmigen Raum 12 nach radial innen verhindert. Die gesamte Anordnung ist koaxial zur Drehachse A angeordnet, die gleichzeitig auch die Drehachse der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine darstellt. Die Ausbildung der Axiallageranordnung geht vor allem aus der 2 hervor, die die Axiallageranordnung 14 explodiert darstellt. Dabei besteht die Axiallageranordnung 14 aus einem ersten Anlaufring 15 und einem zweiten Anlaufring 16. Zwischen den Anlaufringen ist ein elastisches Element 19, hier als eine Wellfeder ausgebildet, koaxial zu den Anlaufringen angeordnet. Dabei sind die Anlaufringe 15, 16 an dem radial inneren Bereich mit Ausnehmungen 31, 36 ausgeführt, in die korrespondierende Vorsprünge 30, 35 des jeweils gegenüberliegenden Anlaufringes eingreifen und dadurch eine Verdrehsicherung der beiden Anlaufringe 15, 16 zueinander bewirken. Weiter wird durch diese Ausführungsvariante eine Art Labyrinthabdichtung erzeugt, die vorteilhaft den ringförmigen Raum 12 nach radial innen abdichtet. Dabei sind die Anlaufringe 15, 16 radial außen zu dem ersten Wandteil 3 hin zeigend abgeschrägt, um einerseits eine möglichst große Dichtfläche des ersten Anlaufringes 15 zu dem in dem Kontaktbereich schräg ausgeführten ersten Wandteil 3 zu erhalten. Andererseits kann dadurch ebenfalls der Kontaktbereich des zweiten Wandteils 4 zu dem Ausgangselement 13 groß gehalten werden, da der axiale Bauraum radial außen an dem zweiten Wandteil gering ist. In einem Zustand, in dem die beiden Anlaufringe 15, 16 völlig komprimiert sind, bleibt ein nach radial außen offener Ringspalt 18 bestehen, der einen ausreichenden axialen Bauraum für das elastische Element 19, hier die Wellfeder, bereitstellt. Bei einem Verschleiß der Bauteile übt die Wellfeder eine axiale Kraft auf die Anlaufringe 15, 16 aus und drückt diese auseinander gegen den jeweiligen Kontaktpartner, hier das erste Wandteil 3 und das Ausgangselement 13. Vorteilhaft können die Wandteile 3, 4 aus einem Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zweimassenschwungrad
- 3
- erstes Wandteil
- 4
- zweites Wandteil
- 6
- erste Schwungmasse
- 7
- zweite Schwungmasse
- 9
- Federeinrichtung
- 10
- Feder
- 11
- Torsionsdämpfereinrichtung
- 12
- ringförmiger Raum
- 13
- Ausgangsteil
- 14
- Axiallageranordnung
- 15
- erster Anlaufring
- 16
- zweiter Anlaufring
- 17
- Nabenscheibe
- 18
- Ringspalt
- 19
- elastisches Element
- 24
- Dichtfläche
- 25
- Dichtfläche
- 26
- Dichtfläche
- 27
- Dichtfläche
- 28
- Dichtfläche
- 29
- Dichtfläche
- 30
- Vorsprung
- 31
- Ausnehmung
- 32
- Niet
- 35
- Vorsprung
- 36
- Ausnehmung
- 40
- Durchgriffsöffnung
- A
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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