DE9116571U1 - Zweimassenschwungrad für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Anwaltsakte: G 4899
J.M. Voith GmbH
"Ringlose Lagerung"

Zweimassenschwungrad für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Auf DE-34 25 161 C2 wird verwiesen .

Bei diesem bekannten Zweimassenschwungrad geht es darum, eine Drehmomentübertragungseinrichtung zu schaffen, die gegenüber Drehmomentübertragungseinrichtungen der eingangs genannten Art eine verbesserte Funktion und eine erhöhte Lebensdauer aufweist und weiterhin in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellbar ist. Die bekannte Ausführungsform hat aus verschiedenen Gründen nicht befriedigt: der Montage- und Bauaufwand ist verhältnismäßig groß und die Montagesicherheit niedrig.

DE-A-41 27 437 beschreibt ein Zweimassenschwungrad derselben Gattung. Auch hier geht es primär wieder um den einfachen Aufbau und die kostengünstige Herstellung.

Trotz erheblicher Bemühungen ist es bisher nicht gelungen, die Konstruktion von Zweimassenschwungrädern derart zu vereinfachen, daß die Herstellungskosten deutlich gesenkt werden, bei gleichzeitiger Erhaltung der technischen Funktion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zweimassenschwungrad gemäß dem Gattungsbegriff im Aufbau derart zu vereinfachen, daß die Herstellungskosten deutlich gesenkt werden können, daß aber zugleich die technischen Funktio-

nen erhalten bleiben.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Der Aufbau des Zweimassenschwungrades wird hierdurch einfacher. Das Teuerste an Lagern sind die Lagerringe. Wenn wenigstens ein Lagerring entfällt, beispielsweise der Außenring, so erbringt dies eine ganz erhebliche Ersparnis. Am besten läßt man die beiden Lagerringe wegfallen und bildet die Lagerlaufbahnen aus den zu lagernden Bauteilen selbst. Auch die Montage wird vereinfacht. Insgesamt lassen sich die Herstellungskosten durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen dramatisch absenken.

Daß die erfindungsgemäße Lösung bis heute nicht erkannt wurde, ist auch deshalb besonders erstaunlich, weil es sich beim Zweimassenschwungrad um ein Zubehörteil zum Automobil handelt, und weil die Zubehörindustrie bekanntlich seit langem einem extremen Wettbewerbsdruck ausgesetzt ist .

Auch die technischen Funktionen des Zweimassenschwungrads bleiben bei Anwendung der Erfindung voll und ganz erhalten. Die Lagerung zwischen den beiden Schwungmassen eines Zweimassenschwungrades braucht nämlich nur relativ geringe radiale und axiale Kräfte aufzunehmen. Die Lagerung dient hauptsächlich cer Positionierung oder Führung, vor allem in radialer Hinsicht.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Abmessungen des Zweimassenschwungrades zumindest in radialer Richtung verringert werden können, was ebenfalls

zur Kostenersparnis beiträgt.

Es gibt jedoch noch einen weiteren, versteckten Vorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik: verwendet man komplette Lager, so wie seither, so ist man an gewisse, im Handel erhältliche, genormte Typen gebunden. Von diesen genormten Typen abweichende Lager sind extrem teuer und verbieten sich daher von selbst. Bei Anwendung der Erfindung hingegen braucht der Hersteller des Zweimassenschwungrades allein die Kugel zuzukaufen. Diese sind in allen beliebigen Abmessungen vorhanden. Hierdurch hat der Konstrukteur praktisch eine unbegrenzte Freiheit, die Konstruktion des Zweimassenschwungrades dem jeweiligen Einsatzfall anzupassen. Auch hat der Konstrukteur die Möglichkeit, im Einzelfall viel weniger Kugeln zu verwenden, als bei einem normalen Lager mit Innenring und Außenring. Da das Lager, wie oben erwähnt, hauptsächlich Führungsfunktion hat, wird er von dieser Möglichkeit gern Gebrauch machen, um auch hierdurch zur Kostensenkung beizutragen .

Die Erfindung hat noch einen ganz entscheidenden Vortei: durch das Weglassen der Lagerringe wird das mögliche radiale Spiel sowie auch das mögliche axiale Spiel bedeutend verringert. Demgemäß ergeben sich durch Anwendung der Erfindung viel kleinere Toleranzen, als seither. Dies wirkt sich unter anderem auf die Lebensdauer des Zweimassenschwungrades aus.

Schließlich entfallen auch Sicherungs- oder Haltemittel zum Fixieren der Lagerringe, so z.B. eine Haltescheibe, die üblicherweise auf die Stirnseite der Nabe aufgeschraubt wird, um den Lager-Innenring zu halten.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Figur 1 zeigt zunächst in ganz allgemeiner Form in einem Axialschnitt ein Zweimassenschwungrad.

Die Figuren 2 und 3 zeigen im Ausschnitt ebenfalls in achssenkrechten Schnitten die entscheidenden Einzelheiten im Bereich der Lagerung.

Wie man am besten aus Figur 1 erkennt, weist das Zweimassenschwungrad eine erste Schwungmasse 1 auf, die dem hier nicht dargestellten Motor zugeordnet ist. Diese Schwungmasse 1 weist in diesem Längsschnitt gesehen die Gestalt eines radial innen offenen U auf. Die beiden Schenkel des U bilden zwei Seitenscheiben 2 und 3.

Das Zweimassenschwungrad weist eine zweite Schwungmasse 4 auf. Diese ist dem nicht dargestellten Getriebe zugeordnet. Sie hat ebenfalls die Gestalt eines U, das jedoch gegen den Umfang hin offen ist. Der eine Schenkel 5 dieser zweiten Schwungmasse 4 greift in den zwischen den beiden Seitenscheiben 2 und 3 gebildeten Innenraum 6.

Die beiden Schwungmassen 1 und 4 sind zueinander begrenzt verdrehbar. Zu diesem Zweck sind Federn 7 zwischengeschaltet, die nur schematisch angedeutet sind. Diese Federn übertragen Drehmoment von der ersten Schwungmasse 1 auf die zweite Schwungmasse 4, und zwar über die Mittelscheibe 5.

Außerdem ist zwischen den beiden Schwungmassen 1 und 4

eine Dämpfungseinrichtung geschaltet. Im vorliegenden Falle sind dies im Volumen veränderliche Verdrängungskammern .

In Figur 2 erkennt man im einzelnen einen Teil der Primärmasse 10, der der Motorseite zugewandt ist. Zur Primärmasse 10 gehört eine Nabe 11. Diese ist mittels einer Bolzenschraube mit der Kurbelwelle verschraubt. Von der Bolzenschraube ist nur der Schraubenkopf 12 angedeutet; die Kurbelwelle ist nicht gezeigt.

Man erkennt ferner eine Mittelscheibe 13. Diese ist mit einer Sekundärmasse (nicht dargestellt) drehfest verbunden. Die Mittelscheibe 13 enthält Aussparungen zur Aufnahme der elastischen Glieder (Federn). Dies ist jedoch hier nicht dargestellt, da für die Erfindung ohne Bedeutung .

Zwischen der Mittelscheibe 13 und der Nabe 11 befinden sich Kugeln 14, von denen eine zu sehen ist. Die Kugeln 14 laufen in rinnenartigen Lagerlaufbahnen 15.1, 15.2 und 16. Der mit Schmiermittel gefüllte Lagerraum ist beidseits durch Dichtungsringe 17, 18 abgedichtet.

Entscheidend ist, daß die Mittelscheibe 13 aus zwei Einzelscheiben 13.1 und 13.2 aufgebaut ist. Diese bestehen jeweils aus Blech, das beispielsweise eine Stärke von 3,5 mm hat. Die beiden Bleche sind ringförmig; sie sind an ihren radial inneren Enden abgekröpft, derart, daß Axialflansche 20, 21 entstehen. Zwischen den beiden Teilscheiben 13.1, 13.2 befindet sich eine Trennebene 22. Wie man sieht, sind die Kugeln 14 derart angeordnet, daß sich ihre Mittelpunkte in der Trennebene 22 befinden.

Die Teilung der Mittelscheibe 13 in zwei Teilscheiben 13.1, 13.2 sowie die symmetrische Anordnung zueinander und in Bezug auf die Kugeln 14 ist besonders günstig. Es lassen sich nämlich dünne Bleche für die Teilscheiben verwenden, was eine Voraussetzung für die kostengünstige Herstellung ist. Außerdem addieren sich die axialen Längen der Axialflansche 20, 21 zu einer gesamten axialen Erstreckung, die groß genug ist, um hieraus die Lagerlaufbahnen 15.1, 15.2 zu bilden, und die außerdem einen genügend großen Lager-Innenraum zur Aufnahme von Schmiermittel zuläßt.

Die beiden Teilscheiben 13.1, 13.2 müssen absolut dicht miteinander verbunden werden. Es darf somit kein Spaltraum in der Trennebene 22 verbleiben. Um dies zu erreichen, wird eine Lötfolie verwendet, die beim Zusammenfügen der beiden Scheiben zwischen diese gelegt wird. Das Verlöten mittels der Lötfolie wird zweckmäßigerweise in einem einzigen Vorgang mit dem Härten der Teilscheiben vorgenommen. Auch hierin liegt ein Kostenvorteil.

Die Montage der Kugeln 14 erfolgt in üblicher Weise: die beiden beteiligten Elemente, nämlich die Nabe 11 einerseits und die Mittelscheibe 13 andererseits werden bei der Montage in Bezug auf die Drehachse in eine relativ zueinander exzentrische Position verbracht, und zwar derart, daß sich in den Spaltraum zwischen diesen beiden Teilen Kugeln 14 in axialer Richtung einführen lassen. Ist eine genügend große Anzahl von Kugeln in den exzentrischen Ringraum eingeführt, so werden einige dieser Kugeln in diesem Ringraum verschoben, bis die Exzentrizität aufgehoben ist, und die beteiligten Elemente Nabe 11 und Mittelscheibe 13 konzentrisch zueinander angeordnet sind.

Diese Lage wird sodann mittels eines Käfigs fixiert.

Die in Figur 3 dargestellte AusfUhrungsform hat ebenfalls eine geteilte Mittelscheibe. Diese wird jedoch nicht zum Bilden der Laufbahnen des Lagers verwendet. Statt dessen ist ein sich in Axialrichtung erstreckender Flansch 30 vorgesehen. Dieser ist Bestandteil der Sekundärmasse und ist mit dieser über eine einteilige Brücke 41 fest verbunden. Diese Ausführungsform ist deshalb vorteilhaft, weil Reibwärme, die von der (hier nicht dargestellten) Reibkupplung auf die Sekundärmasse 40 gelangt, einen verhältnismäßig weiten Weg über die Brücke 41 bis zum Axialflansch 30 zurückzulegen hat. Deswegen gelangt nur noch ein verminderter Wärmestrom zu den Kugeln 14.

DrW/gw
04. 11.1991

Claims (6)

Anwaltsakte: G 4899 J.M. Voith GmbH "Ringlose Lagerung" /jnsprüche

1. Zweimassenschwungrad für eine Brennkraftmaschine mit den folgenden Merkmalen:

1.1 Eine motorseitige und eine getriebeseitige Schwungmasse (Primärmasse (1, 10) und Sekundärmasse (4, 40).

1.2 Die eine Schwungmasse (1, 10) umfaßt zwei Seitenscheiben, die andere (4, 40) eine Mittelscheibe (5, 13), die von den beiden Seitenscheiben umgeben ist.

1.3 Beide Schwungmassen sind unter Zwischenschaltung von elastischen Gliedern gegeneinander begrenzt verdrehbar.

1.4 Zwischen den beiden Schwungmassen und parallel zu den elastischen Gliedern ist eine Dämpfungseinrichtung geschaltet.

1.5 Der Sekundärmasse ist eine Reibungskupplung zugeordnet .

1.6 Die beiden Schwungmassen sind durch ein Kugellager (14) mit einer inneren und einer äußeren Lagerlaufbahn radial und axial gegeneinander gelagert .

1.7 Der Lager-Innenraum ist beidseits durch Lagerdichtungen (17, 18) abgedichtet,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

1.8 Wenigstens die eine Lagerlaufbahn (15.1, 15.2 oder 16) ist aus den gegeneinander zu lagernden Bauteilen (11; 13, 30) selbst gebildet.

2. Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

2.1 Die Mittelscheibe (13) ist aus zwei Teilscheiben (13.1, 13.2) zusammengesetzt, die wenigstens in ihrem radial inneren Bereich - in einem achsparallelen Schnitt gesehen - symmetrisch zueinander ausgebildet sind.

2.2 Die beiden Teilscheiben (13.1, 13.2) sind jeweils aus einem Blech gefertigt, das in seinem radial inneren Bereich abgekröpft ist, so daß jeweils ein in Axialrichtung sich erstreckender Flansch (20, 21) entsteht.

2.3 Die beiden Teilscheiben (13.1, 13.2) sind derart zusammengefügt, daß die beiden Axialflansche (20, 21) voneinander abgewandt sind.

2.4 Die Kugeln (14) sind derart angeordnet, daß sich ihre Mittelpunkte innerhalb der Trennebene (22) zwischen den beiden Teilscheiben (13.1, 13.2) befinden.

2.5 Jeder Axialflansch (20, 21) bildet eine Teil-Laufbahn (15.1, 15.2) für die Kugeln.

3. Zweimassenschwungrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilscheiben (13.1, 13.2) durch Zwischenfügen einer Lötfolie gleichzeitig mit dem Härtevorgang unter Vermeiden eines Spaltes miteinander verbunden sind.

4. Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Sekundärmasse (40) bzw. einem Abtriebsflansch der Sekundärmasse ein Axialflansch

(30) fest verbunden oder einteilig ist, und daß der Axialflansch (30) die eine Laufbahn (15) bildet.

5. Zweimassenschwungrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abtriebsflansch (40) und dem Axialflansch (30) eine Brücke (41) vorgesehen ist, die sich sowohl in radialer als auch in axialer Richtung erstreckt.

6. Zweimassenschwungrad nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Kugeln (14) nur etwa das 0,6-fache oder weniger als die normale Anzahl von Kugeln in einem Kugellager beträgt.

DrW/gw
04.11.1991