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Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad mit einer Primärseite und einer Sekundärseite, die entgegen der Wirkung eines Energiespeichers gegeneinander verdrehbar sind, wobei die Primärseite ein Primärmassenblech und einen Primärmassendeckel und die Sekundärseite einen Bogenfederflansch umfasst, wobei zwischen Bogenfederflansch und Primärmassendeckel eine Tellerfedermembran angeordnet ist, sowie eine Tellerfedermembran für ein Zweimassenschwungrad zur Verwendung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges.
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Zweimassenschwungräder sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
DE 41 17 582 A1 , bekannt. Solche Zweimassenschwungräder werden als Schwingungstilger für Torsionsschwingungen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzt, wobei das Zweimassenschwungrad in der Regel zwischen der Kurbelwelle einer das Kraftfahrzeug antreibenden Verbrennungskraftmaschine und einer dem Schaltgetriebe vorgelagerten Fahrzeugkupplung angeordnet ist. Durch die gegen Federkraft einer oder mehrerer Bogenfedern als Energiespeicher und gegebenenfalls auch gegen trockene Reibung relativ zueinander verdrehbare Primärseite mit einer Primärschwungmasse und Sekundärseite mit einer Sekundärschwungmasse werden Drehschwingungen, die durch das ungleichförmige Antriebsmoment des in der Regel als Kolbenmotor ausgeführten Verbrennungsmotors hervorgerufen werden, getilgt.
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Zwischen einem Bogenfederflansch der Sekundärseite und einem Primärmassendeckel der Primärseite ist oftmals eine Tellerfedermembran angeordnet, die einerseits die Bogenfederaufnahme und Fettkammer nach außen abdichtet, andererseits die Sekundärseite in Richtung auf die Kurbelwelle vorspannt.
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Bei der Montage des Zweimassenschwungrades ist es möglich, dass die Sekundärseite angefasst wird und so das Zweimassenschwungrad transportiert oder montiert werden soll. Je nach Schwung und oder Gewicht des Zusammenbaus und der Stärke der Tellerfedermembran kann diese dabei über ihre Festigkeitsgrenze hinaus belastet und plastisch verformt werden.
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Werden Schwingungsdämpfer ohne interne Lagerung (mit kleiner Steckverzahnung) im Fahrzeug demontiert, kann, bedingt durch die große Überdeckungslänge zwischen Getriebeeingangswelle und Abtriebsnabenverzahnung, bereits ein relativ kleiner Winkelversatz beim Herausziehen der Getriebeeingangswelle zum Klemmen der Getriebeeingangswelle in der Abtriebsnabe führen. Jeder weitere Kraftaufwand bei der Demontage führt nun dazu, dass die Sekundärseite des Dämpfers der Getriebeeingangswelle folgt und sich von der Primärseite entfernt. Einziger Widerstand hierbei ist die Tellerfedermembran, die im normalen Fahrzeugbetrieb zwischen Primärseite und Sekundärseite vorgespannt ist und durch ihre Federkraft die Sekundärseite zur Anlage am axialen Reibring Richtung Motor zwingt.
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Wird die Sekundärseite von der Primärseite weggezogen, so wird diese Dichtmembran stärker gespannt. Das kann dazu führen, dass die Dichtmembran über ihre Festigkeit hinausgehend belastet wird und beschädigt wird. Die Dichtmembran wird dabei mit einem Weg beaufschlagt, der die Dichtmembran elastisch verformt. Bei Erreichen die Spannungen die Streckgrenze des Materials wird die Membran plastisch verformt und somit beschädigt.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, die oben genannten Probleme zu vermeiden und insbesondere eine Beschädigung der Tellerfedermembran zu verhindern.
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Dieses Problem wird durch ein Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1 sowie eine Tellerfedermembran nach Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch ein Zweimassenschwungrad mit einer Primärseite und einer Sekundärseite, die entgegen der Wirkung eines Energiespeichers gegeneinander verdrehbar sind, wobei die Primärseite ein Primärmassenblech und einen Primärmassendeckel und die Sekundärseite einen Bogenfederflansch umfasst, wobei zwischen Bogenfederflansch und Primärmassendeckel eine Tellerfedermembran angeordnet ist, wobei die Tellerfedermembran mindestens einen axial eingeprägten Bereich umfasst.
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Die axiale Steifigkeit des axial eingeprägten Bereiches ist in einer Ausführungsform der Erfindung größer ist als die axiale Steifigkeit der Tellerfedermembran in einem ringförmigen Kontaktbereich, in dem diese in Kontakt mit dem Primärmassendeckel ist. Die Steifigkeit kann durch die Geometrie des eingeprägten Bereiches variiert werden, insbesondere durch Wahl eines geeigneten Winkels zwischen in axialer Richtung eingeprägten Bereichen und der axialen Richtung selbst. Je geringer dieser Winkel ist, desto größer ist die Steifigkeit des eingeprägten Bereiches.
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Der axial eingeprägte Bereich ist in einer Ausführungsform der Erfindung radial innen an einem Federteller der Tellerfedermembran angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders hohe Steifigkeit, ohne dass die Funktion der Tellerfeder beeinträchtigt wird, da der axial eingeprägte Bereich so am Rand des federnden Bereiches der Tellerfedermembran angeordnet ist.
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Der axial eingeprägte Bereich ist in einer Ausführungsform der Erfindung radial so angeordnet, dass dieser bei axialer Verlagerung in Kontakt mit dem Primärmassendeckel kommen kann. Die Tellerfedermembran kann mehrere über den Umfang verteilte eingeprägte Bereiche umfassen und umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens zwei sich gegenüberliegende axial eingeprägte Bereiche.
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Der axial eingeprägte Bereich ist in einer Ausführungsform der Erfindung zumindest in einem konisch verlaufenden Bereich sowie dem im Wesentlichen radial verlaufenden Federteller der Tellerfedermembran angeordnet.
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Der axial eingeprägte Bereich weist in einer Ausführungsform der Erfindung eine im Wesentlichen polygonale Stützfläche auf. Dadurch weist der eingeprägte Bereich gegenüber der radialen und axialen Richtung geneigte Kanten auf, die die Steifigkeit weiter erhöhen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Tellerfedermembran mindestens eine axial ausgestellte Zunge als eingeprägten Bereich. Die Zunge ist vorzugsweise an drei Seiten aus der Tellerfedermembran herausgestanzt und entlang einer Seite mit der Tellerfedermembran verbunden, sodass die Zunge federelastisch gegenüber der Tellerfedermembran verformt werden kann.
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Ein freies Ende der axial ausgestellten Zunge ist in einer Ausführungsform der Erfindung radial nach außen gebogen und bildet so einen flächigen Anschlag.
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Das eingangs genannten Problems wird auch gelöst durch eine Tellerfedermembran für ein Zweimassenschwungrad zur Verwendung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, bei der die Tellerfedermembran mindestens einen axial ausgestellten Bereich umfasst.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades in einer Schnittdarstellung;
- 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bogenfederflansch in einer räumlichen Ansicht,
- 3 das Ausführungsbeispiel der 2 in einer räumlichen Schnittdarstellung,
- ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bogenfeder,
- 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bogenfederflansch in einer räumlichen Ansicht,
- 5 das Ausführungsbeispiel der 4 in einer räumlichen Schnittdarstellung,
- 6 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bogenfederflansch in einer räumlichen Ansicht,
- 7 das Ausführungsbeispiel der 6 in einer räumlichen Schnittdarstellung,
- 8 eine Prinzipskizze zur Wirkungsweise.
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Ein Zweimassenschwungrad 1, wie in 1 gezeigt umfasst eine Primärseite 2 oder Eingangsseite sowie eine Sekundärseite 3 oder Ausgangsseite, die gegen die Kraft einer Bogenfederanordnung relativ zueinander um die Rotationsachse R verdreht werden können.
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Die Rotationsachse des Zweimassenschwungrades ist in 1 mit R bezeichnet. Die Rotationsachse R ist die Rotationsachse des Zweimassenschwungrades 1 und gleichzeitig die Rotationsachse einer Kurbelwelle eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors und auch die Rotationsachse einer dem Zweimassenschwungrad 1 nachgeordneten Fahrzeugkupplung, die ebenfalls nicht dargestellt ist. Im Folgenden wird unter der axialen Richtung die Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung eine Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden. Die Umfangsrichtung ist eine Drehung um die Rotationsachse R.
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Die Bogenfederanordnung umfasst zwei in Umfangsrichtung angeordnete Bogenfedern 4, wobei jede Bogenfeder 4 koaxial angeordnete innere und äußere Federn umfassen kann. Die Primärseite 2 umfasst einen motorseitiges Primärmassenblech 6 und einen kupplungsseitigen Primärmassedeckel 5. An dem Primärmassenblech 6 ist ein Anlasserzahnkranz 7 angeordnet, in den in Einbaulage des Zweimassenschwungrades 1 ein Anlasserritzel eines elektrischen Starters zum Start des Verbrennungsmotors eingespurt werden kann.
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Das Primärmassenblech 6 und der Primärmassedeckel 5 schließen eine Bogenfederaufnahme 8 ein, in der die Bogenfedern 4 angeordnet sind.
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Die Bogenfedern 4 werden im Betrieb durch die auf diese einwirkende Fliehkraft nach außen gegen das Primärmassenblech 6 gedrückt. Daher ist an der radial innen gelegenen Seite des im Wesentlichen hohlzylindrischen Bereichs des Primärmassenblechs 6 eine Gleitschale 11 angeordnet, welche den Verschleiß zwischen den Bogenfedern und dem Primärmassenblech 6 verringern.
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Die Bogenfedern 4 stützen sich mit einem Federende jeweils an der Primärseite 2 ab, beispielsweise an hier nicht dargestellten Nasen, die in die von dem Primärmassenblech 6 und dem Primärmassendeckel 5 umschlossene Bogenfederaufnahme 8 ragen. Mit dem jeweils anderen Federende stützen sich die Bogenfedern 4 an Flanschflügeln eines Bogenfederflansches 9 ab. Die Flanschflügel erstrecken sich radial nach außen und Fassen die Federenden der Bogenfedern 4 ein. Die Federenden der Bogenfedern 4 stützen sich jeweils an dem Primärmassenblech 6 und Primärmassendeckel 5 ab, beispielsweise an ausgestellten Nasen des Primärmassendeckels 5. Der Bogenfederflansch 9 ist mit einer Abtriebsnabe 10 mittels Nieten 12 verbunden.
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Das Zweimassenschwungrad 1 wird im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und der Fahrzeugkupplung angeordnet. Das Drehmoment der Fahrzeugkupplung wird über ein Schaltgetriebe, das ein Schaltgetriebe mit einer Vorgelegewelle (bei einer Einfachkupplung) oder mit zwei Vorgelegewellen (bei einer Doppelkupplung) ist über ein oder bei Allrad mehrere Differenzialgetriebe und Kardanwellen auf die Antriebsräder übertragen.
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Die Primärseite 2 wird in Einbaulage zur Übertragung eines Drehmoments mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit Kurbelwellenschrauben 13 mit der nicht dargestellten Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verschraubt. Dazu umfasst der Abtriebsflansch 10 Bohrungen 14, durch die die Kurbelwellenschrauben 13 zugänglich sind. Eine Deckscheibe 15 ist mit der Kurbelwellenverschraubung 15 verschraubt und dient unter anderem der Zentrierung der Sekundärweite bei der Montage. Ein Reibring 16 ist radial außerhalb der Deckscheibe 15 angeordnet und wird durch diese zentriert. Der Reibring 16 bewirkt eine trockene oder viskose Reibung zwischen dem Primärmassenblech 6 und dem Bogenfederflansch 9. An dem Bogenfederflansch ist fakultativ eine Fliehkraftpendeleinrichtung 17 angeordnet. Diese umfasst in Umfangsrichtung pendelbeweglich an dem Bogenfederflansch 9 gelagerte Pendelmassen 18.
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An dem Bogenfederflansch 9 ist eine Tellerfedermembran 19 angeordnet. Die Tellerfedermembran 19 ist zwischen dem Bogenfederflansch 9 und der Abtriebsnabe 10 eingeklemmt und mit diesen zusammen mittels der Niete 12 vernietet. Eine Kontaktfläche 20 der Tellerfedermembran 19 ist mit einem Membranring 21, der an dem Primärmassendeckel 5 angeordnet ist, in gleitendem Kontakt. Die Tellerfedermembran 19 ist so in axialer Richtung vorgespannt, dass die Kontaktfläche 20 auf den Membranring 21 gedrückt wird. Die Tellerfedermembran 19 bildet mit dem Membranring 21 eine Dichtung. Die Tellerfedermembran 19 umfasst zwei gegenüberliegende ausgestellte Bereiche 22, für die nachfolgend anhand der 2 bis 7 drei Ausführungsbeispiele erläutert werden.
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2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Tellerfedermembran 19 in einer räumlichen Ansicht, 3 zeigt einen Schnitt durch die Tellerfedermembran 19 in einer räumlichen Darstellung.
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Die Tellerfedermembran 19 umfasst einen Befestigungsring 23, in dem Bohrungen 24 angeordnet sind, durch die in Einbaulage die Niete 12 ragen. Radial nach außen geht der Befestigungsring 23 in einen konisch verlaufenden Bereich 25, einen also sowohl in axialer als auch radialer Richtung sich erstreckenden Bereich, über. An diesen Bereich schließt sich ein Federteller 26 an, dessen radial äußerer Bereich einen in Einbaulage zum Bogenfederflansch 9 hin gebogenen Rand 27 aufweist.
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In dem konisch verlaufenden Bereich 25 sind zwei Zungen 28 als ausgestellte Bereiche 22 so ausgestellt, dass diese mit dem Befestigungsring 23 verbunden bleiben und von dem konisch verlaufenden Bereich 26 sowie dem Federteller 26 abgetrennt sind. Die beiden Zungen 28 sind so gebogen, dass diese in einem mittleren Bereich 29 im Wesentlichen in axialer Richtung verlaufen und an ihrem freien Ende 30 nach außen hin gebogen sind, sodass die freien Enden 30 eine Abstützfläche bilden. Die Zungen 28 weisen im Übergang zwischen einem aus dem Befestigungsring 23 ausgestellten Teilbereich 31 und dem mittleren Bereich 29 eine Krümmung 32 auf.
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Wird der Bogenfederflansch 9 mit der Abtriebsnabe 10 und der Tellerfedermembran 19 gegen die Federkraft der Tellerfedermembran 19 auf den Primärmassendeckel 5 zubewegt, so stößt nach Überwindung eines durch den axialen Abstand des freien Endes 30 zum Primärmassendeckel 5, siehe 1, bestimmten Spiels das freie Ende 30 an den Primärmassendeckel 5 an. Da der ausgestellte Bereich über einen großen Teil dessen Länge im Wesentlichen axial verläuft, ist dessen Federkonstante größer als die der restlichen Tellerfedermembran 19, sodass dieser Anschlag eine weitere Bewegung behindert oder verhindert.
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Die 4 bis 7 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Tellerfedermembranen 19. Statt ausgestellter Zungen 28 weisen diese Prägungen 33 als ausgestellte Bereiche 22 auf, wodurch die Tellerfeder 19 geschlossen bleibt und keine Öffnungen aufweist. Die Prägungen 33 weisen einen Stützfläche 34 auf, die im Wesentlichen in der radialen Ebene verläuft und mit der sich die Tellerfedermembran 19 an dem Primärmassendeckel 5 abstützen kann. Im Ausführungsbeispiel der 4 und 5 sind die Prägungen 33 teilweise von außen nach innen in den konisch verlaufenden Bereich 25 eingeprägt, sodass die Prägungen 33 mit einer im Wesentlichen nahezu axial verlaufenden Innenfläche 35 versehen sind.
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Im Ausführungsbeispiel der 6 und 7 sind die Prägungen 33 teilweise von innen nach außen in den konisch verlaufenden Bereich 25 eingeprägt, sodass die Prägungen 33 ebenfalls mit einer im Wesentlichen nahezu axial verlaufenden Innenfläche 35 versehen sind.
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8 zeigt eine Prinzipskizze zur Wirkungsweise der Erfindung anhand des ersten Ausführungsbeispiels mit ausgestellten Zungen 28 als Anschläge der Tellerfedermembran 19 an dem Primärmassendeckel 5. Im normalen betrieb verbleibt ein Spalt zwischen dem ausgestellten Bereich 22 bzw. in diesem Ausführungsbeispiel der Zunge 28. Stößt die Zunge an den Primärmassendeckel 5, so wird über die Zunge die Abstützungskraft FA übertragen. Die Zunge 28 stützt sich dabei an dem Bogenfederflansch 9 sowie dem Primärmassendeckel 5 ab. Über den Winkel α zwischen dem mittleren Bereich 29 der Zunge 28 und der Kontur des konisch verlaufenden Bereichs 25 kann die Steifigkeit der Zunge 28 variiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zweimassenschwungrad
- 2
- Primärseite
- 3
- Sekundärseite
- 4
- Bogenfeder
- 5
- Primärmassendeckel
- 6
- Primärmassenblech
- 7
- Anlasserverzahnung
- 8
- Bogenfederaufnahme
- 9
- Bogenfederflansch
- 10
- Sekundärmasse
- 11
- Gleitschale
- 12
- Niet
- 13
- Kurbelwellenschrauben
- 14
- Bohrungen
- 15
- Deckscheibe
- 16
- Reibring
- 17
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 18
- Pendelmasse
- 19
- Tellerfedermembran
- 20
- Kontaktfläche
- 21
- Membranring
- 22
- ausgestellter Bereich
- 23
- Befestigungsring
- 24
- Bohrung in Befestigungsring
- 25
- konisch verlaufender Bereich
- 26
- Federteller
- 27
- gebogener Rand
- 28
- Zungen
- 29
- mittleren Bereich der Zunge 28
- 30
- freies Enden der Zunge 28
- 31
- aus dem Befestigungsring 23 ausgestellter Teilbereich der Zunge 28
- 32
- Krümmung
- 33
- Prägung
- 34
- Stützfläche
- 35
- axial verlaufenden Innenfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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