DE10359635A1

DE10359635A1 - Schwungrad

Info

Publication number: DE10359635A1
Application number: DE10359635A
Authority: DE
Inventors: Johann Jäckel; Hartmut Mende; Andreas Junk
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2004-07-01
Also published as: JP2004197946A; CN1508455A; CN100390438C; JP4320246B2; US7150207B2; US20040187630A1; EP1431610B1; DE50310777D1; ATE414233T1; EP1431610A1

Abstract

Es wird ein Schwungrad, insbesondere für ein Zweimassenschwungrad, mit einer Reibfläche und einem einem Flansch zuordenbaren Befestigungsbereich vorgeschlagen. Dieser zeichnet sich durch zumindest eine Entkopplung zum Entkoppeln der Reibfläche und des Befestigungsbereichs aus.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwungrad, insbesondere für ein Zweimassenschwungrad, mit einer Reibfläche und einem einem Flansch zuordenbaren Befestigungsbereich und ein Zweimassenschwungrad mit einer primären rotierenden Masse und einer sekundären rotierenden Masse, die einen Flansch und ein Schwungrad mit einer Reibfläche und einen dem Flansch zugeordneten Befestigungsbereich aufweist.
Schwungräder und Zweimassenschwungräder der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen zur Torsionsschwingungsdämpfung, insbesondere in einem Triebstrang eines Kraftfahrzeugs. Außerdem werden sie zur Kopplung zweier Aggregate, insbesondere einem Motor, vorzugsweise einem Verbrennungsmotor, mit einer Abtriebseinheit, vorzugsweise mit einer Kupplung und/oder einem Getriebe, verwendet. Die bekannten Schwungräder weisen eine auch als Lauffläche bezeichnete Reibfläche auf, die als Kupplungsfläche dient, und einen Befestigungsbereich, der zur Übertragung eines Drehmoments mit anderen Teilen, insbesondere einem Flansch, koppelbar ist. Es hat sich gezeigt, dass beim Herstellen der Kopplung Materialdeformationen auftreten können, die die Oberflächeneigenschaften der Reibfläche verändern. Die Veränderungen der Reibfläche können dabei so nachhaltig/stark sein, dass deren Eigenschaften als Kupplung nicht mehr akzeptabel sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schwungrad und/oder ein Zweimassenschwungrad zur Verfügung zu stellen, das diesen Nachteil nicht aufweist.

Erfindungsgemäß wird ein Schwungrad vorgeschlagen, das die in Anspruch 1 genannten Merkmale umfasst. Es zeichnet sich durch zumindest eine Entkopplung zwischen Reibfläche und Befestigungsbereich aus. Durch die Entkopplung ist gewährleistet, dass die bei der Herstellung der Verbindung zwischen dem Befestigungsbereich eines Schwungrades und dem Flansch auftretenden Kräfte die Reibfläche nicht beziehungsweise nur in äußerst geringem Maße beeinflussen. Bei der Herstellung der Verbindung zwischen dem Flansch und dem Befestigungsbereich eventuell auftretende Materialverformungen wirken sich also nicht oder nur in einem tolerierbaren Maß auf die Reibfläche aus.

Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, das sich dadurch auszeichnet, dass die zumindest eine Entkopplung eine Hülse aufweist, über die die Zuordnung zwischen dem Flansch und dem Befestigungsbereich herstellbar ist. Bei der Verbindung von Flansch und Befestigungsbereich kann in die Hülse der Entkopplung ein Befestigungsmittel eingebracht werden.

Bevorzugt wird außerdem ein Ausführungsbeispiel, das sich dadurch auszeichnet, dass die Hülse zumindest einem Steg zugeordnet ist. Der Steg ist vorzugsweise einstückig mit der Hülse ausgebildet und dient der mechanischen Entkopplung und der Kraftübertragung beziehungsweise der Übertragung eines Drehmoments.

Überdies wird ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der zumindest eine Steg dem Schwungrad zugeordnet ist. Der Steg ist vorzugsweise auch mit dem Schwungrad einstückig ausgebildet. Die Hülse, über die die Zuordnung des Schwungrades zu dem Flansch erfolgt, ist also über den Steg mit dem Schwungrad gekoppelt, so dass von dem Flansch auf das Schwungrad Kräfte beziehungsweise Drehmomente übertragbar sind. Der Steg nimmt die dabei auftretenden Kräfte auf, überträgt diese und dient gleichzeitig der mechanischen Entkopplung.

Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, dass die Hülse dem Flansch zugeordnet ist. Über die Hülse lassen sich also von dem Flansch auf das Schwungrad Kräfte, insbesondere Drehmomente, übertragen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Hülse über einen Niet mit dem Flansch verbunden ist. Verbindungen über Nieten benötigen besonders wenig Bauraum und lassen sich auch einfach herstellen.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, das sich dadurch auszeichnet, dass die zumindest eine Entkopplung zumindest bereichsweise, insbesondere zum Herstellen der Zuordnung, insbesondere eine feste Verbindung, zwischen dem Flansch und dem Schwungrad, elastisch und/oder plastisch verformbar ist. Hierdurch wird also gezielt die Möglichkeit geschaffen, die bei der Verbindung des Flansches und des Schwungrades auftretenden Kräfte durch eine gezielte Materialverformung aufzufangen. Unerwünschte Verformungen in Bereichen, insbesondere im Bereich der Reibfläche, die eine besonders gute Fertigungstoleranz aufweisen müssen, können so sicher vermieden werden.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, das sich dadurch auszeichnet, dass der zumindest eine Steg über eine Rippe dem Schwungrad zugeordnet ist. Über die Rippe können auftretende Kräfte, insbesondere Drehmomente, von dem Steg auf das Schwungrad übertragen werden. Vorzugsweise sind der Steg und die Rippe und das Schwungrad einstückig miteinander ausgebildet, um den Steg mit dem Schwungrad zu verbinden.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Rippe radial zur Reibfläche hin konisch erweitert. Die Rippe ist also in Richtung der Reibfläche stabiler ausgebildet. Dies verhindert, dass sich eventuell im Bereich des Stegs auftretende elastische und/oder plastische Verformungen nicht auf die Reibfläche übertragen können.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird außerdem durch ein Zweimassenschwungrad mit den Merkmalen nach Anspruch 10 gelöst. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass der Befestigungsbereich zumindest eine Entkopplung aufweist. Dies ermöglicht es, elastische und/oder plastische Verformungen beim Herstellen der Verbindung zwischen dem Flansch und dem Schwungrad zuzulassen, ohne dass sich diese negativ auf die Eigenschaften der Reibfläche auswirken.

Zur Lösung der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe wird außerdem ein Zweimassenschwungrad vorgeschlagen, das sich durch ein Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszeichnet.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein Schwungrad;
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II des in 1 gezeigten Schwungrades;
3a eine Detailansicht des in 2 dargestellten Schnittes des Schwungrades;
3b eine perspektivische Detailansicht der in 1 dargestellten Draufsicht des Schwungrades;
3c eine Detailansicht der in 1 dargestellten Draufsicht des Schwungrades;
4 eine Draufsicht auf einen Teilausbruch eines Zweimassenschwungrades und
5 einen Schnitt entlang der Linie V-V des in 4 dargestellten Zweimassenschwungrades.
1 zeigt ein Schwungrad 1, das insbesondere Teil eines Zweimassenschwungrades 3 ist, mit zumindest einem Befestigungsbereich 5 und einer Reibfläche 7.
Der Befestigungsbereich 5 weist zumindest eine – hier sechs – Entkopplungen) 9 auf. Das Schwungrad weist im Wesentlichen vier ringförmige Funktionsbereiche 11, 13, 15, 17 auf. Der erste Funktionsbereich 11 dient zur Anbindung weiterer, hier nicht dargestellter Teile einer Trockenkupplung. Trockenkupplungen sind bekannt, so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird. Der zweite Funktionsbereich 13 ist ebenfalls ein Funktionselement der Trockenkopplung und umfasst die Reibfläche 7, über die in bekannter Art und Weise, insbesondere über einen Reibschluss, ein Drehmoment übertragbar ist. Der dritte Funktionsbereich 15 weist den Befestigungsbereich 5 mit den Entkopplungen 9 auf. Der vierte Funktionsbereich 17 umfasst ein Reiblager zum relativen Verdrehen des Schwungrades 1 entlang der Mittelachse M gegenüber einer weiteren, hier nicht dargestellten rotierenden Masse, auf die in der Beschreibung zu den 4 und 5 näher eingegangen wird.
2 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linien II-II des in 1 dargestellten Schwungrades 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass insofern auf die Beschreibung der 1 verwiesen wird.
Da in diesem Ausführungsbeispiel alle sechs Entkopplungen 9 drehsymmetrisch zu einer senkrecht zur Bildebene stehenden Mittelachse M des Schwungrades 1 ausgebildet sind, wird im Folgenden nur eine der Entkopplungen 9 beschrieben.
Zu erkennen ist die Entkopplung 9 mit dem Befestigungsbereich 5, die Teile des dritten Funktionsbereichs 15 des Schwungrades 1 sind. Die Entkopplung 9 weist eine Hülse 19 mit einer Bohrung 21 auf. In die Bohrung 21 kann ein hier nicht dargestellter Niet eingebracht werden, um das Schwungrad 1 einem anderen Teil, insbesondere einem hier nicht dargestellten Flansch, zuzuordnen, so dass Kräfte und/oder Drehmomente übertragbar sind. Der Niet ist insbesondere so in die Bohrung 21 der Hülse 19 eingebracht, dass sich dabei eventuell auftretende elastische und/oder plastische Materialverformungen des Schwungrades 1 nicht auf die als Kopplungsfläche dienende Reibfläche 7, die hohen Fertigungstoleranzen, insbesondere hinsichtlich der Ebenheit, unterliegt, auswirken. Fertigungstoleranzen des Flansches und/oder des Befestigungsbereichs 5, die zu den störenden Materialverformungen führen können, sind also durch die Entkopplung 9 ausgleichbar.
Die Funktionsweise der Entkopplung 9 des Schwungrades 1 wird im Folgenden anhand der 3a bis 3c, die verschiedene Detailansichten des in den 1 und 2 dargestellten Schwungrades 1 zeigen, beschrieben. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass insofern auf die vorhergehenden Figuren verwiesen wird.
In den 3b und 3c ist eine Planfläche 23 der Hülse 19 der Entkopplung 9 zu erkennen, die in 3a senkrecht zur Bildebene verläuft. Die Planfläche 23 kann beispielsweise mittels einer Fräsung hergestellt werden und setzt sich in Umfangsrichtung jeweils bis zu einer Stufe 25 fort, an der die Hülse 19 der Entkopplung 9 jeweils in einen Steg 27 übergeht. Die Stege 27 wiederum gehen an ihren von der Stufe 25 abgewandten Seiten jeweils in eine Rippe 29 über.
Die Schnittdarstellung gemäß 3a lässt erkennen, dass die Materialdicke ausgehend von der Hülse 19 über die Stufe 25, den Steg 27 und ansteigenden Flanken 31, 33 der Rippe 29 zunimmt. Die Flanken 31 und 33 und eine obere Seite 35 der Rippe 29 sind derart gegen die Drehebene und einer gedachten Durchmesserlinie des Schwungrades 1 geneigt, dass sich die Rippe 29 konisch radial zur Mittelachse M des Schwungrades 1 hin verjüngt und von dem Niveau relativ zu einer gedachten Drehebene um die Mittelachse 11, in der die Reibfläche 7 liegt, auf das Niveau einer weiteren gedachten Drehebene um die Mittelachse 11, in der die in 3c sichtbare Seite des Steges 27 liegt, abfällt.
Es ist zu erkennen, dass der Bereich der Hülse 19 mit der Bohrung 21 und der Planfläche 23, die als Anlagefläche für den hier nicht dargestellten Niet dienen kann, im Vergleich zu dem Steg 27 und zu der Rippe 29, die geringste Materialstärke aufweist. Et waige Verformungen, die beim Einbringen des Nietes auftreten können, können so zu gezielten Verformungen dieser bewusst am schwächsten ausgelegten Stelle führen, ohne dass sich diese über den deutlich stärker ausgelegten Steg 27 und die wiederum stärker ausgelegte Rippe 29 auf den zweiten Funktionsbereich 13 mit der Reibfläche 7 übertragen.
Dass die Hülse 19 und der zweite Funktionsbereich 13 mit der Reibfläche 7 weitestgehend mechanisch entkoppelt sind, zeigt sich auch daran, dass diese zwar unmittelbar benachbart zueinander an dem Grenzbereich zwischen dem zweiten und dritten Funktionsbereich 13, 15 angebracht sind, jedoch durch einen Luftspalt 37, der jeweils in Umfangsrichtung in zwei Durchbrüche 39 übergeht, voneinander getrennt sind. So ist es praktisch ausgeschlossen, dass sich hinzunehmende elastische und/oder plastische Verformungen des Befestigungsbereichs 5, insbesondere der Hülse 19, über die Stege 27 und die Rippen 29 bis hin zur Reibfläche 7 übertragen und sich dort störend bemerkbar machen.
Dies ermöglicht es, auf einfache Art und Weise das Schwungrad 1 mit anderen Teilen, insbesondere einem hier nicht dargestellten Flansch, zu verbinden. Weitere Prozessschritte, insbesondere eine Nachbearbeitung der Reibfläche 7, um deren Oberflächenqualität wieder herzustellen, sind hierzu nicht notwendig. Bevorzugt handelt es sich bei der Reibfläche 7 um eine Guss-Rohfläche.
4 zeigt einen Teilausbruch eines Zweimassenschwungrades 3 mit einem auch als Sekundärschwungrad bezeichneten Schwungrad 1. 5 zeigt einen Schnitt des in 4 dargestellten Zweimassenschwungrades 3 entlang der Linie V-V. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass insofern auf die Beschreibung der vorhergehenden Figuren verwiesen wird.
4 zeigt das Zweimassenschwungrad 3 in Draufsicht auf das Schwungrad 1, so wie dieses in 1 dargestellt ist. Das Schwungrad 1 ist mit einem Geberzahnkranz 41, der an den ersten Funktionsbereich 11 angrenzt, und mit einem Flansch 43 gekoppelt. Der Flansch 43 und das Schwungrad 1 sind über die Bohrung 21 der Hülse 19 des Befestigungsbereiches 5 des dritten Funktionsbereiches 15 des Schwungrades 1 und Bohrungen 45 des Flansches 43, insbesondere unter Zuhilfenahme zumindest eines Nietes 46, miteinander koppelbar, so dass die Kräfte und/oder Drehmomente übertragen werden können. Der Flansch 43 und das Schwungrad 1 sind Teile einer sekundären rotierenden Masse, die über zumindest ein Federelement 49 mit einer primären rotierenden Masse 51 so gekoppelt ist, dass diese relativ gegeneinander verdrehbar sind. Die primär rotierende Masse 51 kann einer Motorwelle, insbesondere einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors zugeordnet werden. Die sekundäre rotierende Masse 47 wiederum kann, wie bereits zuvor beschrieben, über die einen Teil einer Trockenkupplung realisierenden Reibfläche 7 mit einer Abtriebswelle, insbesondere einer Getriebeeingangswelle, gekoppelt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Zweimassenschwungrad 3 um ein solches für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Dämpfung von im Triebstrang auftretenden Drehmomentspitzen und Torsionsschwingungen. Der genaue Aufbau und die Funktionsweise von Zweimassenschwungrädern ist bekannt, so dass an dieser Stelle nicht weiter darauf eingegangen wird.

Claims

Schwungrad, insbesondere für ein Zweimassenschwungrad, mit einer Reibfläche und einem einem Flansch zuordenbaren Befestigungsbereich, gekennzeichnet durch zumindest eine Entkopplung zwischen Reibfläche und Befestigungsbereich.
Schwungrad, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Entkopplung eine Hülse aufweist.
Schwungrad, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse zumindest einem Steg zugeordnet ist.
Schwungrad, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Steg dem Schwungrad zugeordnet ist.
Schwungrad, insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse dem Flansch zugeordnet ist.
Schwungrad, insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse über einen Niet mit dem Flansch verbunden ist.
Schwungrad, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Entkopplung zumindest bereichsweise, insbesondere zum Herstellen der Zuordnung zwischen dem Flansch und dem Schwungrad elastisch und/oder plastisch verformbar ist.
Schwungrad, insbesondere nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Steg über eine Rippe dem Schwungrad zugeordnet ist.
Schwungrad, insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rippe radial zur Reibfläche des Schwungrades hin konisch erweitert.
Zweimassenschwungrad, insbesondere mit einer primären rotierenden Masse und einer sekundären rotierenden Masse, die einen Flansch und ein Schwungrad mit einer Reibfläche und einem dem Flansch zugeordneten Befestigungsbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbereich zumindest eine Entkopplung aufweist.
Zweimassenschwungrad, insbesondere gekennzeichnet durch ein Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Verwendung eines Schwungrades nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder eines Zweimassenschwungrades nach einem der Ansprüche 10 oder 11 für Kraftfahrzeuge.
Schwungrad, insbesondere für ein Zweimassenschwungrad, mit einer Reibfläche und einem einem Flansch zuordenbaren Befestigungsbereich, gekennzeichnet durch zumindest ein in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.
Zweimassenschwungrad, insbesondere mit einer primären rotierenden Masse und einer sekundären rotierenden Masse, die einen Flansch und ein Schwungrad mit einer Reibfläche und einem dem Flansch zugeordneten Befestigungsbereich aufweist, gekennzeichnet durch zumindest ein in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.