DE10359635A1 - Schwungrad - Google Patents
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Abstract
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 in1 gezeigten Schwungrades; -
3a eine Detailansicht des in2 dargestellten Schnittes des Schwungrades; -
3b eine perspektivische Detailansicht der in1 dargestellten Draufsicht des Schwungrades; -
3c eine Detailansicht der in1 dargestellten Draufsicht des Schwungrades; -
4 eine Draufsicht auf einen Teilausbruch eines Zweimassenschwungrades und -
5 einen Schnitt entlang der Linie V-V des in4 dargestellten Zweimassenschwungrades. -
1 zeigt ein Schwungrad1 , das insbesondere Teil eines Zweimassenschwungrades3 ist, mit zumindest einem Befestigungsbereich5 und einer Reibfläche7 . - Der Befestigungsbereich
5 weist zumindest eine – hier sechs – Entkopplungen)9 auf. Das Schwungrad weist im Wesentlichen vier ringförmige Funktionsbereiche11 ,13 ,15 ,17 auf. Der erste Funktionsbereich11 dient zur Anbindung weiterer, hier nicht dargestellter Teile einer Trockenkupplung. Trockenkupplungen sind bekannt, so dass hier nicht weiter darauf eingegangen wird. Der zweite Funktionsbereich13 ist ebenfalls ein Funktionselement der Trockenkopplung und umfasst die Reibfläche7 , über die in bekannter Art und Weise, insbesondere über einen Reibschluss, ein Drehmoment übertragbar ist. Der dritte Funktionsbereich15 weist den Befestigungsbereich5 mit den Entkopplungen9 auf. Der vierte Funktionsbereich17 umfasst ein Reiblager zum relativen Verdrehen des Schwungrades1 entlang der Mittelachse M gegenüber einer weiteren, hier nicht dargestellten rotierenden Masse, auf die in der Beschreibung zu den4 und5 näher eingegangen wird. -
2 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linien II-II des in1 dargestellten Schwungrades1 . Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass insofern auf die Beschreibung der1 verwiesen wird. - Da in diesem Ausführungsbeispiel alle sechs Entkopplungen
9 drehsymmetrisch zu einer senkrecht zur Bildebene stehenden Mittelachse M des Schwungrades1 ausgebildet sind, wird im Folgenden nur eine der Entkopplungen9 beschrieben. - Zu erkennen ist die Entkopplung
9 mit dem Befestigungsbereich5 , die Teile des dritten Funktionsbereichs15 des Schwungrades1 sind. Die Entkopplung9 weist eine Hülse19 mit einer Bohrung21 auf. In die Bohrung21 kann ein hier nicht dargestellter Niet eingebracht werden, um das Schwungrad1 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 Bohrung21 der Hülse19 eingebracht, dass sich dabei eventuell auftretende elastische und/oder plastische Materialverformungen des Schwungrades1 nicht auf die als Kopplungsfläche dienende Reibfläche7 , die hohen Fertigungstoleranzen, insbesondere hinsichtlich der Ebenheit, unterliegt, auswirken. Fertigungstoleranzen des Flansches und/oder des Befestigungsbereichs5 , die zu den störenden Materialverformungen führen können, sind also durch die Entkopplung9 ausgleichbar. - Die Funktionsweise der Entkopplung
9 des Schwungrades1 wird im Folgenden anhand der3a bis3c , die verschiedene Detailansichten des in den1 und2 dargestellten Schwungrades1 zeigen, beschrieben. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass insofern auf die vorhergehenden Figuren verwiesen wird. - In den
3b und3c ist eine Planfläche23 der Hülse19 der Entkopplung9 zu erkennen, die in3a senkrecht zur Bildebene verläuft. Die Planfläche23 kann beispielsweise mittels einer Fräsung hergestellt werden und setzt sich in Umfangsrichtung jeweils bis zu einer Stufe25 fort, an der die Hülse19 der Entkopplung9 jeweils in einen Steg27 übergeht. Die Stege27 wiederum gehen an ihren von der Stufe25 abgewandten Seiten jeweils in eine Rippe29 über. - Die Schnittdarstellung gemäß
3a lässt erkennen, dass die Materialdicke ausgehend von der Hülse19 über die Stufe25 , den Steg27 und ansteigenden Flanken31 ,33 der Rippe29 zunimmt. Die Flanken31 und33 und eine obere Seite35 der Rippe29 sind derart gegen die Drehebene und einer gedachten Durchmesserlinie des Schwungrades1 geneigt, dass sich die Rippe29 konisch radial zur Mittelachse M des Schwungrades1 hin verjüngt und von dem Niveau relativ zu einer gedachten Drehebene um die Mittelachse11 , in der die Reibfläche7 liegt, auf das Niveau einer weiteren gedachten Drehebene um die Mittelachse11 , in der die in3c sichtbare Seite des Steges27 liegt, abfällt. - Es ist zu erkennen, dass der Bereich der Hülse
19 mit der Bohrung21 und der Planfläche23 , die als Anlagefläche für den hier nicht dargestellten Niet dienen kann, im Vergleich zu dem Steg27 und zu der Rippe29 , 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 Steg27 und die wiederum stärker ausgelegte Rippe29 auf den zweiten Funktionsbereich13 mit der Reibfläche7 übertragen. - Dass die Hülse
19 und der zweite Funktionsbereich13 mit der Reibfläche7 weitestgehend mechanisch entkoppelt sind, zeigt sich auch daran, dass diese zwar unmittelbar benachbart zueinander an dem Grenzbereich zwischen dem zweiten und dritten Funktionsbereich13 ,15 angebracht sind, jedoch durch einen Luftspalt37 , der jeweils in Umfangsrichtung in zwei Durchbrüche39 übergeht, voneinander getrennt sind. So ist es praktisch ausgeschlossen, dass sich hinzunehmende elastische und/oder plastische Verformungen des Befestigungsbereichs5 , insbesondere der Hülse19 , über die Stege27 und die Rippen29 bis hin zur Reibfläche7 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 Reibfläche7 , um deren Oberflächenqualität wieder herzustellen, sind hierzu nicht notwendig. Bevorzugt handelt es sich bei der Reibfläche7 um eine Guss-Rohfläche. -
4 zeigt einen Teilausbruch eines Zweimassenschwungrades3 mit einem auch als Sekundärschwungrad bezeichneten Schwungrad1 .5 zeigt einen Schnitt des in4 dargestellten Zweimassenschwungrades3 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 Zweimassenschwungrad3 in Draufsicht auf das Schwungrad1 , so wie dieses in1 dargestellt ist. Das Schwungrad1 ist mit einem Geberzahnkranz41 , der an den ersten Funktionsbereich11 angrenzt, und mit einem Flansch43 gekoppelt. Der Flansch43 und das Schwungrad1 sind über die Bohrung21 der Hülse19 des Befestigungsbereiches5 des dritten Funktionsbereiches15 des Schwungrades1 und Bohrungen45 des Flansches43 , insbesondere unter Zuhilfenahme zumindest eines Nietes46 , miteinander koppelbar, so dass die Kräfte und/oder Drehmomente übertragen werden können. Der Flansch43 und das Schwungrad1 sind Teile einer sekundären rotierenden Masse, die über zumindest ein Federelement49 mit einer primären rotierenden Masse51 so gekoppelt ist, dass diese relativ gegeneinander verdrehbar sind. Die primär rotierende Masse51 kann einer Motorwelle, insbesondere einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors zugeordnet werden. Die sekundäre rotierende Masse47 wiederum kann, wie bereits zuvor beschrieben, über die einen Teil einer Trockenkupplung realisierenden Reibfläche7 mit einer Abtriebswelle, insbesondere einer Getriebeeingangswelle, gekoppelt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Zweimassenschwungrad3 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 (14)
- 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.
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