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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Schwungradvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Durch
die
DE 36 30 398 A1 ist
eine Schwungradvorrichtung mit zwei relativ zueinander verdrehbaren
Schwungrädern
bekannt, zwischen denen eine als Momentenüberträger wirksame Nabenscheibe,
an der Torsionsdämpfeinrichtungen
aufgenommen sind, angeordnet ist. Die Nabenscheibe läuft in einer
durch das erste Schwungrad und einer an demselben befestigten Deckplatte
umschlossenen Kammer, die mit Viskosemedium gefüllt ist. Die Deckplatte liegt
im Bereich ihres radial inneren Endes mit einer Seite unter axialer
Vorspannung an einer Dichtung an, so daß ein Austritt des Viskosemediums aus
der Kammer verhindert wird und Staubpartikel, die bei Drehung der
Schwungräder
durch eine im zweiten Schwungrad ausgebildete Lüftungsöffnung angesaugt werden, nicht
in die mit Viskosemedium gefüllte
Kammer gelangen können.
Die durch die Lüftungsöffnung eingesaugte
Luft wird durch eine zwischen der Deckplatte und dem zweiten Schwungrad nach
radial außen
verlaufende Luftführung
weggeleitet.
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Da
die Deckplatte axial vorgespannt an der Dichtung anliegt, wird regelmäßig bei
einer Relativbewegung zwischen den beiden Schwungrädern Reibung
zwischen der Deckplatte und der Dichtung auftreten, die zum baldigen
Verschleiß der
letztgenannten führen
wird, so daß diese
von einem bestimmten Verschleißzustand
an ihrer Funktion nicht mehr ordnungsgemäß nachkommen kann. Wird ein rechtzeitiger
Austausch der Dichtung versäumt,
ist ein Austritt von Viskosemedium aus der Kammer sowie ein Eintritt
von Staubpartikeln in dieselbe unvermeidbar.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, denjenigen Bereich einer Schwungradvorrichtung,
an dem ein Austritt von Viskosemedium aus einer die Nabenscheibe
umschließenden
Kammer sowie ein Eintritt von Schmutzpartikeln in dieselbe möglich ist, so
auszubilden, daß dieser
Bereich bei Wartungsfreiheit auch nach langer Betriebsdauer keinen
Durchgang von Viskosemedium oder Staubpartikeln zuläßt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den
Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch
Annäherung
der Deckplatte an die Ringfläche
sowie an den Momentenüberträger, der beispielsweise
durch eine Nabenscheibe oder ein mit dieser in Wirkverbindung stehendes
Deckblech gebildet ist, wird eine Spaltdichtung geschaffen, die
einen Austritt von den Momentenüberträger umgebenden, in
einer durch die Deckplatte verschließbaren Kammer eingefüllten Viskosemediums
verhindert. Außerdem
verhindert die Spaltdichtung einen Eintritt von Staubpartikeln,
die in der durch die Lüftungsöffnung eintretenden
und radial nach außen
geführten
Luftströmung
eingebunden sind, in die mit Viskosemedium gefüllte Kammer.
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Um
eine Anlagerung von Staubpartikeln an der Außenseite der Spaltdichtung
zu vermeiden, wird durch eine Richtungsänderung des Luftspaltes vom ersten
Schwungrad weg die Strömungsrichtung
des Luftstromes und damit die Strömungsrichtung darin enthaltener
Staubpartikel so gelegt, daß diese
von der Spaltdichtung wegführt.
Diese Richtungsänderung
sollte nach Möglichkeit
radial innerhalb des Ringbereiches des Momentenüberträgers erfolgen, damit die Luftströmung beim
Passieren der Spaltdichtung bereits auf die neue Strömungsrichtung ausgerichtet
ist, jedoch kann die Umlenkung auch noch vorgenommen werden, wenn
die Luftströmung die
Spaltdichtung erreicht hat.
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Ein
weiteres Merkmal, durch welches die Anlagerung von Staubpartikeln
an der Spaltdichtung verhindert wird, liegt in der in Axialrichtung
bezogen auf das zweite Schwungrad zurückversetzten Ausbildung des
radial außerhalb
der Ringfläche
liegenden Teils des Momentenüberträgers, wodurch
auch eine gegenüber
dem inneren Teil desselben zurückversetzte
Anordnung der Deckplatte ermöglicht
wird. Durch diesen axialen Versatz wird erreicht, daß die Spaltdichtung
zwischen Deckplatte und Momentenüberträger vom
Strömungsbereich
der Luft in der Luftführung
weg in eine strömungsfreie
Zone der Schwungradvorrichtung verlagert wird und somit auch von
Staubpartikeln, die sich im Randbereich der Luftströmung befinden
und aufgrund von auf diesen Randbereich einwirkenden Turbulenzen
aus der Luftströmung
gelöst
werden, nicht erreicht werden kann.
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Durch
Ausbildung der Luftführung
gemäß Anspruch
2 weist diese in Strömungsrichtung
vor dem Spaltbereich eine Querschnittsverengung auf, die für die durchströmende Luft
als Düse
zur Erhöhung
der Strömungsgeschwindigkeit
wirksam ist. Derart beschleunigt, wird der Luftstrom an der Spaltdichtung
denjenigen Bereich der Luftführung,
in dem wegen der zurückversetzten
Anordnung des äußeren Teils
des Momentenüberträgers sowie
der Deckplatte gegenüber
dem inneren Teil des Momentenüberträgers eine
Querschnittsvergrößerung im
Vergleich zum Düsenbereich
erfolgt, durchströmen
und sich in Strömungsrichtung
erst hinter der Spaltdichtung an der durch die Deckplatte gebildeten
Wand der Luftführung
wieder anlegen. Die Staubpartikel können demnach die Spaltdichtung
nicht erreichen.
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Solange
die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft in der Düse
unterhalb der Schallgeschwindigkeit liegt, verhält sich die Luftströmung beim
Durchgang durch die Düse
sowie beim Austritt aus derselben wie zuvor beschrieben. Die Richtungsänderung
des Luftspaltes erfolgt dann gemäß Anspruch
3 vorzugsweise in Strömungsrichtung
vor der Spaltdichtung. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit in der
Düse dagegen
die Schallgeschwindigkeit erreichen sollte, wird bei Austritt der
Luft aus der Düse
nochmals eine Erhöhung
der Strömungsgeschwindigkeit
bewirkt, wodurch Staubpartikel in sehr großem Abstand zur Spaltdichtung in
Strömungsrichtung
hinter derselben an der Deckplatte zur Anlage kommen. Die Düse ist in
diesem Fall entsprechend dem Anspruch 4 auszubilden.
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In
Anspruch 5 ist der Winkelbereich für eine Richtungsänderung
der Luftführung
in Strömungsrichtung
zum zweiten Schwungrad hin angegeben, bei der die Strömungsverhältnisse
in der Luftführung, bezogen
auf den Bereich der Spaltdichtung, ein Optimum annehmen. Vorteilhaft
für die
Strömungsverhältnisse
ist außerdem
eine Ausbildung der Luftführung
gemäß Anspruch
6, da hierdurch die Strömung turbulenzfrei
an den Bereich der Spaltdichtung herangeführt werden kann.
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In
Anspruch 7 ist eine weitere Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes angegeben, bei der die Ringfläche, an
welche die Deckplatte mit ihrem radial inneren Ende bis auf Spaltbreite
heranreicht, durch bezogen auf das zweite Schwungrad zurückversetzte
Anordnung des äußeren Bereichs des
Momentenüberträgers gegenüber dessen
innerem Bereich erzielt wird. Zusammenwirkend mit dieser Ringfläche kommt
die Deckplatte ihrer Funktion besonders gut nach, wenn ihr radial
inneres Ende entsprechend den Ansprüchen 8 oder 9 ausgebildet ist.
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Durch
Ausbildung der Luftführung
gemäß dem Anspruch
10 ist eine stetige Beschleunigung des Luftstromes erzielbar, die
zumindest so groß ist, daß ein sich
insbesondere in Wandnähe
von Momentenüberträger und
zweitem Schwungrad aufgrund von Reibeinflüssen auswirkender Geschwindigkeitsverlust
ausgeglichen werden kann.
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Die
Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 Eine Schwungradvorrichtung
in Längsschnitt
mit einer eine Düse
aufweisenden Luftführung,
die von einer Lüftungsöffnung radial
nach außen
führt und
nabenseitig durch eine Deckplatte begrenzt ist;
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2 wie 1, aber mit einer Luftführung für Schallgeschwindigkeit
erreichende Strömungsgeschwindigkeit;
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3 wie 1, aber ohne Verwendung einer Düse in der
Luftführung;
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4 wie 4, aber mit anderer Ausbildung der Deckplatte
an deren radial innerem Ende;
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5 eine Schwungradvorrichtung
mit einem weiteren Federsatz zur Torsionsdämpfung im Längsschnitt.
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1 zeigt den Teillängsschnitt
durch eine Schwungradvorrichtung, wobei an der Kurbelwelle 1 eine
Primärplatte 2 eines
ersten Schwungrades 3 und ein Lagerflansch 4 angeschraubt
sind. Zwischen dem letztgenannten und den Köpfen mehrerer am Umfang des
Lagerflansches 4 verteilter Schrauben 5 ist eine
Platte 7, die zur Verteilung der von den Schraubenköpfen eingeleiteten
Kraft auf die Kontaktfläche
des Lagerflansches 4 dient, angeordnet.
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Die
Primärplatte 2 des
Schwungrades 3 trägt in
ihrem Umfangsbereich einen ringförmigen
Primärträger 8,
an dessen von der Primärplatte 2 abgewandtem
Ende eine Deckplatte 9 befestigt ist. In einer von der
Primärplatte 2,
dem Primärträger 8 und der
Deckplatte 9 umschlossenen Kammer 33 des ersten
Schwungrades 3 ist eine Nabenscheibe 10 aufgenommen,
die an einem zweiten Schwungrad 12 befestigt ist. Das Schwungrad 12 trägt in nicht
dargestellter Weise sowohl das Kupplungsgehäuse als auch die dazugehörige Reibungskupplung
mit einer Kupplungsscheibe.
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Die
radiale Bemessung der Nabenscheibe 10 ist so gewählt, daß diese
in ihrem Umfangsbereich in eine an der Innenseite des Primärträgers 8 ausgebildete
Vertiefung 14 eingreift. Diese nimmt ein Radiallager 15 in
Form eines der Außenkontur
des Primärträgers 8 folgenden
Ringes 16 und ein Axiallager 17 auf, das zu beiden
Seiten der Nabenscheibe 10 mit jeweils einer für dieselbe
vorgesehenen Wegbegrenzung 18 ausgebildet ist. In der Nabenscheibe 10 sind
Ausnehmungen 23 vorgesehen, in denen Federn 25 angeordnet
sind, die sich in nicht gezeigter Weise an Primärplatte 2 und Deckplatte 9 abstützen. Die
Federn 25 sind ebenso wie diese umgebendes, bei Verformung
der Federn 25 verdrängbares
Viskosemedium, wie beispielsweise Fett, Teil einer Torsionsdämpfung 30.
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Die
Nabenscheibe 10 weist an ihrer dem zweiten Schwungrad 12 zugewandten
Seite radial außerhalb
einer in demselben vorgesehenen Lüftungsöffnung 40, von der
aus eine Luftführung 41 im wesentlichen
nach radial außen
verläuft,
einen Ansatz 42 auf, der sich winklig zum radial inneren
Teil 43 der Nabenscheibe 10, nachfolgend kurz
als Nabeninnenteil 43 bezeichnet, erstreckt und an seinem
radial äußeren Ende
eine Ringfläche 44 aufweist,
die annähernd
parallel zur Drehachse der Nabenscheibe 10 verläuft. Die
Deckplatte 9 ragt mit ihrem radial inneren Ende 47,
das gemäß 1 spitzwinklig ausgebildet
ist, in Radialrichtung bis auf Spaltbreite an die Ringfläche 44 heran
und ist in Axialrichtung bis auf Spaltbreite an den radial äußeren Teil 45 der
Nabenscheibe 10, Nabenaußenteil 45 benannt,
angenähert.
In Verbindung mit dem Nabenaußenteil 45 und mit
der Ringfläche 44 der
Nabenscheibe 10 bildet das Ende 47 der Deckplatte 9 eine
Spaltdichtung 48, die einen Austritt von Viskosemedium
aus der Kammer 33 sowie ein Eindringen von Staubpartikeln
in diese verhindert.
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Da
die Deckplatte 9, wie bereits erwähnt, an der Ringfläche 44 der
Nabenscheibe 10 unmittelbar neben dem Nabenaußenteil 45 angreift,
ist diese wegen der zurückversetzten
Anordnung des Nabenaußenteils 45 gegenüber dem
radial äußeren Ende
des Ansatzes 42 ebenfalls hinter der Vorderkante desselben
angeordnet. Durch diese Maßnahme
soll folgendes erreicht werden:
Die Luftführung 41 verläuft zwischen
der Lüftungsöffnung 40 und
dem Ansatz 42 im wesentlichen parallel zur Erstreckungsrichtung
der Nabenscheibe 10. Durch den Ansatz 42 wird
einerseits die Luftführung 41 an
der Seite der Nabenscheibe 10 nach radial außen in Richtung
zum Schwungrad 12 um vorzugsweise 5 bis 10 Grad umgelenkt,
und andererseits eine Verengung der Luftführung 41 erzielt,
da deren dem Schwungrad 12 zugewandte Seite radial weiter
außen,
nämlich
im Bereich zwischen der Austrittsstelle des Ansatzes 42 aus
der Nabenscheibe 10 und der Ringfläche 44 der besagten
Richtungsänderung folgt.
Bei Projektion dieser mit P1 bezeichneten
Stelle der Richtungsänderung
senkrecht zum neuen Richtungsverlauf der Luftführung 41 am Schwungrad 12 auf
die Nabenscheibe 10 wird eine Stelle P2 erreicht, die
zwar auf dem gegenüber
der Nabenscheibe 10 winklig vortretenden Ansatz 42 liegt,
sich jedoch in Strömungsrichtung
vor der mit P3 bezeichneten Stelle befindet,
an welcher der winklige Bereich des Ansatzes 42 die Ringfläche 44 erreicht.
Die Verengung der Luftführung 41 ist
somit als Düse 50 für die die Luftführung 41 durchströmende Luft
wirksam, wodurch letztere beschleunigt wird. Im Bereich der Ringfläche 44 des
Ansatzes 42 erweitert sich die Luftführung 41 wegen der
zurückversetzten
Anordnung der Deckplatte 9 wieder, woraufhin sich die Luftströmung aufweitet
und entlang der Deckplatte 9 geführt wird. Wegen der hohen Strömungsgeschwindigkeit
der Luft beim Austritt aus der Düse 50 erfolgt
diese Anlagerung an die Deckplatte 9 allerdings nicht bereits
unmittelbar hinter der Ringfläche 44 und
damit im Bereich der Spaltdichtung 48, sondern erst ein Stück weiter
hinter derselben. Da Staubpartikel, die in der Luftströmung eingebunden
sind, von dieser mitgerissen werden, kommen sie erst in Strömungsrichtung
weit hinter der Spaltdichtung 48 an der Deckplatte 9 zur
Anlage und können
sich folglich nicht im Bereich der Spaltdichtung 48 ablagern.
Dadurch wird diese frei von Staubpartikeln gehalten.
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Die
Luftführung 41 verengt
sich, in Strömungsrichtung
hinter der Spaltdichtung 48, radial nach außen hin
kontinuierlich, so daß eine
stetige Beschleunigung des Luftstromes erzielbar ist, die zumindest
so groß ist,
daß ein
sich insbesondere in Wandnähe
aufgrund von Reibeinflüssen
auswirkender Geschwindigkeitsverlust ausgeglichen werden kann.
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Die
beschriebene Ausbildung des Luftspaltes 41 ist anzuwenden,
wenn die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft beim Austritt aus der Düse 50 unterhalb
der Schallgeschwindigkeit liegt. Erreicht die Strömungsgeschwindigkeit
dagegen die Schallgeschwindigkeit, dann ist der Verlauf des Luftspaltes 41 gemäß 2 so zu verändern, daß die am Schwungrad 12 ausgebildete
Richtungsänderung fort
von der Nabenscheibe 10 radial weiter außen erfolgt,
und zwar an einer Stelle des Schwungrades, bei der eine senkrecht
zum Verlauf der Luftführung 41 nach
der Richtungsänderung
an der Stelle P1 erfolgten Projektion dieser
Stelle auf die Nabenscheibe 10 exakt mit der Stelle zusammenfällt, an
welcher der winkelförmig
an der Nabenscheibe 10 vortretende Bereich des Ansatzes 42 an
dessen Ringfläche 44 angrenzt
(Punkt P2). Da die Strömung beim Verlassen dieser
extremen Düse 50 eine
der Schallgeschwindigkeit vergleichbare Strömungsgeschwindigkeit aufweist,
wird die Luft, wegen der nach Überschreitung
der Schallgeschwindigkeit geltenden Gesetzmäßigkeiten für die Strömung nochmals beschleunigt.
Eine Anlagerung der Luftströmung
sowie darin eingebundener Staubpartikel an die Deckplatte 9 erfolgen
damit erst radial weit außerhalb
der Spaltdichtung 48.
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Unabhängig von
der Strömungsgeschwindigkeit
der Luft bei den Ausführungen 1 und 2 ist
bei der Luftführung 41 durch
ausreichende Bemessung des Abstandes zwischen der Lüftungsöffnung 40 und der
Düse 50 dafür zu sorgen,
daß die
Luftströmung möglichst
frei von Turbulenzen in die Düse 50 eintreten
kann.
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In 3 ist eine Ausführung gezeigt,
bei welcher anstatt des Ansatzes 42 zur Bildung der gegenüber dem
Nabenaußenteil 45 überstehenden
Ringfläche 44 der
Nabeninnenteil 43 in Richtung zum Schwungrad 12 vorgestellt
ist. Bei dieser Ausführung fehlt
aufgrund des Verzichtes auf den winklig gegenüber der Nabenscheibe 10 hervortretenden
Ansatz 42 die Querschnittsverengung der Luftführung 41 und
damit eine die Luft beschleunigende Düse 50. Um eine Aufweitung
der Luftführung 41 in
Strömungsrichtung
vor der Spaltdichtung 48 zu vermeiden, wird die Richtungsänderung
der Luftführung 41 an
deren dem zweiten Schwungrad 12 zugewandten Seite erst
an der Stelle der Spaltdichtung 48 eingeleitet.
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Eine
weitere Ausführung
ist in 4 gezeigt, bei
welcher das radial innere Ende 47 der Deckplatte 9 so
ausgebildet ist, daß es
sich parallel zur Ringfläche 45 an
der Nabenscheibe 10 erstreckt.
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In 5 ist eine zweite Schwungradvorrichtung
dargestellt, deren Torsionsdämpfer 30 im
Gegensatz zu demjenigen gemäß 1 bis 4 radial innerhalb der Federn 25 weitere
Federn 60 aufweist. Diese sind in Ausnehmungen 61 der
Nabenscheibe 10 aufgenommen und stützen sich an beidseits derselben
angeordneten Deckblechen 62 und 63 ab, die an
dem zweiten Schwungrad 12 befestigt sind, das über ein
Lagerelement 65 auf dem Lagerflansch 4 angeordnet
ist.
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Bei
dieser Schwungradvorrichtung ist der radial außerhalb einer Lüftungsöffnung 40 vorgesehene,
bereits ausführlich
beschriebene Ansatz 42 an dem zum zweiten Schwungrad 12 benachbarten Deckblech 63 ausgebildet.
Das Deckblech 63 dieser Schwungradvorrichtung entspricht
im Hinblick auf die Funktion der Luftführung 41 also der
Nabenscheibe 10 der Schwungradvorrichtungen gemäß 1 bis 4, indem beide Elemente jeweils als Momentenüberträger 66 für das zweite
Schwungrad 12 wirksam sind.
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Was
die weitere Ausbildung der Luftführung 41 betrifft,
entspricht diese konstruktiv derjenigen gemäß 1 bis 4,
so daß darauf
nicht näher
eingegangen wird.