DE102007003047A1

DE102007003047A1 - Zweimassenschwungrad

Info

Publication number: DE102007003047A1
Application number: DE102007003047A
Authority: DE
Inventors: Lothar Huber
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2007-01-20
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2027-01-21
Also published as: DE102007003047B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad, bestehend aus zumindest einer Primärmasse und einer Sekundärmasse, die zueinander entgegen der Wirkung einer Schraubendruckfedern aufweisenden Dämpfungseinrichtung verdrehbar sind, wobei eine der Schwungmassen eine ringartige Kammer bildet, in der die Schraubendruckfedern in Umfangsrichtung abgestützt und zumindest in radialer Richtung geführt sind, und die andere Schwungmasse Beaufschlagungsbereiche besitzt, die radial zwischen benachbarte Schraubendruckfedern greifen, wobei die Kammer durch wenigstens ein Blechformteil gebildet ist, das axiale Anprägungen besitzt, die zwischen benachbarte Schraubendruckfedern eingreifen und umfangsmäßige Abstützflächen für diese bilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad, bestehend aus zumindest einer Primärmasse und einer Sekundärmasse, die zueinander entgegen der Wirkung einer Schraubendruckfedern aufweisenden Dämpfungseinrichtung verdrehbar sind, wobei eine der Schwungmassen eine ringartige Kammer bildet, in der die Schraubenfedern in Umfangsrichtung abgestützt und zumindest in radialer Richtung geführt sind, und die andere Schwungmasse Beaufschlagungsbereiche besitzt, die radial zwischen benachbarte Schraubendruckfedern greifen, wobei die Kammer durch wenigstens ein Blechformteil gebildet ist, das axiale Anprägungen besitzt, die zwischen benachbarte Schraubendruckfedern eingreifen und umfangsmäßige Abstützflächen für diese bilden.

Derartige Drehschwingungsdämpfer bzw. Zweimassenschwungräder sind beispielsweise durch die DE 4117582 A1 , die DE 4214655 A1 und die DE 4414584 A1 bekannt geworden.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Drehschwingungsdämpfer der vorerwähnten Art bezüglich deren Lebensdauer zu verbessern oder aber die Möglichkeit zu schaffen, bei gleicher Lebensdauer dünneres Material einzusetzen. Dabei soll weiterhin gewährleistet werden, dass derartige Drehschwingungsdämpfer auch in einfacher und kostensgünstiger Weise herstellbar sind.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch gewährleistet, dass die mit axialen Anprägungen versehenen Gehäuseabschnitte auf der der Kammer abgewandten Seite Materialabstufungen bilden, welche abgewinkelte Bereiche definieren, wobei zumindest in einer der durch einen abgewinkelten Bereich gebildeten Ecke ein die Wanddicke des Blechbauteils vergrößernder Materialauftrag vorgesehen ist. Ein derartiger Materialauftrag bewirkt eine Versteifung der benachbarten Gehäuseabschnitte. Weiterhin wird durch einen derartigen Materialauftrag eine Verdickung der entsprechenden Gehäuseabschnitte zumindest in Umfangsrichtung erzielt. Eine derartige Verdickung gewährleistet, dass ein Durcharbeiten der sich in Umfangsrichtung an den entsprechenden Gehäusebereichen abstützenden Federenden über die Lebensdauer des Zweimassenschwungrades nicht auftritt. Dadurch wird vermieden, dass das in der Kammer evtl. enthaltene viskose Medium, wie Fett, entweichen kann. Durch die Erfindung wird also in besonders einfacher Weise eine Vergrößerung der Lebensdauer eines Zweimassenschwungrades ermöglicht. Sofern jedoch mit der bisher verwendeten Materialdicke eine ausreichende Lebensdauer erzielt werden konnte, ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine Verringerung der Materialdicke und somit eine Kosteneinsparung.

Der Materialauftrag kann in besonders einfacher Weise durch Aufbringen zumindest einer Schweißnaht gebildet werden. Falls notwendig, können auch mehrere Schweißnähte aufeinander vorgesehen werden. Durch entsprechend schnelle Aufbringung der Schweißnähte und rasche Abkühlung kann, falls notwendig, noch eine gewisse Härtung in den betroffenen Bereichen der Bauteile erzielt werden. Die Dicke des Materialauftrages bzw. die Anzahl der aufzubringenden Schweißnähte ist abhängig von dem verwendeten Auftragsschweißverfahren. Falls erforderlich, kann das aufgetragene Material auch aus einer besonders verschleißfesten Legierung bestehen. Derartige Legierungen sind allgemein bekannt und werden beispielsweise für Baggerzähne bzw. Baggerschaufeln verwendet.

Die erfindungsgemäße Verstärkung von Gehäuseabschnitten, die insbesondere zur umfangsmäßigen Abstützung von Schraubendruckfedern dienen, kann in vorteilhafter Weise in Verbindung mit Zweimassenschwungrädern Anwendung finden, welche eine Kammer umfassen, die durch zwei axial miteinander verbundene Blechteile gebildet ist, welche jeweils Anprägungen zur Bildung der Abstützbereiche für die Schraubenfedern aufweisen. Die Materialauftragungen erfolgen dabei derart, dass sie vorzugsweise zumindest im Wesentlichen radial verlaufen.

Weitere Vorteile sowie zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung werden in Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 ein Zweimassenschwungrad im Schnitt,
2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der 1,
3 eine Detailansicht gemäß dem Pfeil III der 1 und
4 einen im vergrößerten Maßstab dargestellten Schnitt gemäß der Linie IV-IV der 3.
Der in 1 im Schnitt dargestellte Drehschwingungsdämpfer bildet ein Zweimassenschwungrad 1, das eine an einer nicht gezeigten Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine befestigbare erste oder Primärschwungmasse 2 sowie eine zweite oder Sekundärschwungmasse 3 aufweist. Auf der zweiten Schwungmasse 3 ist eine Reibungskupplung unter Zwischen legung einer Kupplungsscheibe befestigbar, über die eine ebenfalls nicht dargestellte Eingangswelle eines Getriebes zu- und abkuppelbar ist. Die Schwungmassen 2 und 3 sind über eine Lagerung 4, die als Wälz- oder Gleitlagerung ausgebildet sein kann, zueinander verdrehbar gelagert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lagerung 4 radial außerhalb von Bohrungen 5 zur Durchführung von Befestigungsschrauben für die Montage der ersten Schwungmasse 2 an der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine angeordnet. Zwischen den beiden Schwungmassen 2 und 3 ist eine Dämpfungseinrichtung 6 wirksam, die Energiespeicher 7 umfasst, von denen zumindest einer durch Schraubendruckfedern 8, 9 gebildet ist. Die Schraubendruckfeder 9 ist vollständig in dem durch die Windungen der Feder 8 gebildeten Raum aufgenommen oder mit anderen Worten die beiden Schraubenfedern 8 und 9 sind über ihre Längserstreckung betrachtet ineinander geschachtelt.
Die beiden Schwungmassen 2 und 3 besitzen Beaufschlagungsbereiche 14, 15 bzw. 16 für die Energiespeicher 7. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Beaufschlagungsbereiche 14, 15 durch in die die erste Schwungmasse 2 bildenden Blechteile 17, 18 eingebrachte Anprägungen 35 gebildet. Die axial zwischen den Beaufschlagungsbereichen 14, 15 vorgesehenen Beaufschlagungsbereiche 16 sind durch zumindest ein mit der Sekundärschwungmasse 3, beispielsweise über Niete 19, verbundenes flanschartiges Beaufschlagungsbauteil 20 gebildet. Dieses Bauteil 20 dient als Drehmomentübertragungselement zwischen den Energiespeichern 7 und der Schwungmasse 3. Die Beaufschlagungsbereiche 16 sind durch am Außenumfang des flanschartigen Beaufschlagungsmittels 20 vorgesehene radiale Arme bzw. Ausleger 16 gebildet. Das durch Kaltumformung von Blechmaterial hergestellte Bauteil 17 dient zur Befestigung der ersten Schwungmasse 2 bzw. des gesamten geteilten Schwungrades 1 an der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine. Radial außen ist das Bauteil 17 mit dem ebenfalls aus Blech hergestellten Bauteil 18 verbunden. Die beiden Bauteile 17 und 18 bilden einen ringförmigen Raum 21, der hier einen torusartigen Bereich 22 aufweist. Der ringförmige Raum 21 bzw. der torusartige Bereich 22 kann zumindest teilweise mit einem viskosen Medium, wie beispielsweise Fett, gefüllt sein. In Umfangsrichtung betrachtet, zwischen den Anformungen bzw. den Beaufschlagungsbereichen 14, 15 bilden die Bauteile 17, 18 Ausbuchtungen 23, 24, die den hier torusartigen Bereich 22 begrenzen und die Energiespeicher 7 aufnehmen sowie sowohl in radialer als auch in axialer Richtung führen. Zumindest beim Rotieren der Einrichtung 1 stützen sich zumindest die Windungen der Federn 8 an den den torusartigen Bereich 22 radial außen begrenzenden Bereichen des Bauteiles 17 und/oder 18 ab. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein durch wenigstens eine gehärtete Blechzwischenlage bzw. Blecheinlage gebildeter Verschleißschutz 25 vorgesehen, an dem sich zumindest die Federn 8 radial abstützen. Der Verschleißschutz 25 erstreckt sich in Umfangsrichtung in vorteilhafter Weise zumindest über die gesamte Länge bzw. Winkelerstreckung der entspannten Energiespeicher 7. Infolge der fliehkraftmäßigen Abstützung der Windungen zumindest der Federn 8 wird zwischen diesen Windungen und den mit diesen in Reibeingriff stehenden Bauteilen eine drehzahlabhängige Reibungsdämpfung bei einer Längenänderung bzw. Kompression der Energiespeicher 7 bzw. der Schraubenfedern 8 erzeugt.
Radial innen trägt das sich radial erstreckende Bauteil 17 ein Zwischenteil bzw. eine Nabe 26, das bzw. die den inneren Lagerring des Kugellagers 4 aufnimmt bzw. trägt. Der äußere Lagerring des Kugellagers 4 trägt die Schwungmasse 3.
Die Beaufschlagungsbereiche 16 können winkelmäßig kleiner ausgebildet sein als die die Energiespeicher 7 in Umfangsrichtung positionierenden Beaufschlagungsbereiche 14, 15, so dass, ausgehend von einer theoretischen Ruhestellung bzw. Ausgangsstellung, eine geringe Verdrehung in beide Drehrichtungen der Schwungmassen 2 und 3 zueinander ohne Federwirkung möglich sein kann.
Um eine zu große Reibung der Windungen der Feder 8 unter Fliehkrafteinwirkung zu vermeiden, bzw. zumindest eine wesentliche größere Entspannung des Energiespeichers 7 bzw. zumindest der Schraubenfeder 8 auch bei höheren Motordrehzahlen zu gewährleisten, kommen, wie unter anderem aus 2 ersichtlich, Gleitschuhe 30 zum Einsatz, die jeweils auf einem radial äußeren Abschnitt 31 einer Windung 32 der Schraubendruckfeder 8 aufgesteckt sind. Die Gleitschuhe 30 werden durch die bei Rotation des Drehschwingungsdämpfers 1 auf die Schraubenfeder 8 (und gegebenenfalls 9, gemäß 1) einwirkende Fliehkraft radial nach außen beansprucht und stützen sich an der die Schraubenfeder 8 zumindest radial außen umgebenden Wandung 33 ab. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel stützen sich die Gleitschuhe 30 unmittelbar an der Wandung 33 ab. In vorteilhafter Weise kann jedoch zwischen der Wandung 33 und den Gleitschuhen 30 eine Zwischenschicht bzw. Zwischenlage (zum Beispiel 25) vorgesehen sein, die vorzugsweise eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist und/oder gute Gleiteigenschaften besitzt, um den Verdrehwiderstand zwischen den Gleitschuhen 30 und der diese Abstützenden Fläche weiter zu minimieren. Um diesen Verdrehwiderstand zu verringern, kann, wie in Zusammenhang mit 1 beschrieben, eine Schmierung vorgesehen werden. Weiterhin kann es besonders vorteilhaft sein, wenn zur Verbesserung des Aufbaues eines Schmierfilmes zumindest eine der in Reibkontakt befindlichen Flächen zumindest eine feine Oberflächenstrukturierung aufweist, die auch das Verbleiben vom Schmiermittel, wie insbesondere Fett, zwischen den Reibschuhen 30 und der diese abstützenden Fläche 34 begünstigt. Letzteres kann beispielsweise durch Vorsehen einer gewissen Unebenheit bzw. Rauhigkeit an zumindest einer der miteinander zusammenwirkenden Gleit- bzw. Abstützflächen erzielt werden. In vorteilhafter Weise kann auch wenigstens eine der miteinander zusammenwirkenden Gleit- bzw. Abstützflächen eine Beschichtung aufweisen, wie dies beispielsweise bei Gleitlagern der Fall ist. Derartige Gleitflächen können beispielsweise PTFE, Graphit oder Kupfer beinhalten.
In vorteilhafter Weise können die Gleitschuhe 30 aus Kunststoff bestehen, wodurch sie in einfacher Weise herstellbar sind, nämlich durch Spritzen.
Aus den 1, 3 und 4 ist ersichtlich, dass die Anprägungen 35, welche zwischen benachbarten Schraubendruckfedern 8 eingreifen und umfangsmäßige Abstützflächen 36 (4) für diese bilden, durch axiale, von der dem ringförmigen Raum 21 bzw. der Kammer 21 abgewandten Seite her in das hier aus Stahlblech bestehende Bauteil 17 eingebrachte Vertiefungen 37 gebildet sind.
Die die Abstützflächen 36 bzw. die Vertiefungen 37 bildenden Gehäuseabschnitte 38 bilden auf der dem ringförmigen Raum 21 abgewandten Seite Materialabstufungen 39, die abgewinkelte Bereiche 40 definieren. Durch diese abgewinkelten Bereiche werden Ecken 41 gebildet, wobei die eine Seite 42 einer Ecke 41 gegenüber einer Abstützfläche 36 auf der Außenseite des Bauteils 17 vorhanden ist. Die zweite Seite 43 einer Ecke 41 ist durch den Boden bzw. den Grundbereich 44 einer Anprägung 35 bzw. Vertiefung 37 gebildet.
Aus 3 und 4 ist entnehmbar, dass zumindest in der durch einen abgewinkelten Bereich 40 gebildeten Ecke 41 eine die Wandungsdicke des Blechbauteils 17 in diesem Bereich vergrößernde Materialauftragung 44 vorgesehen ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Materialauftragung 44 durch wenigstens eine in radialer Richtung verlaufende Schweißnaht 45 gebildet. Wie aus 4 ersichtlich ist, sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Materialauftragungen 44 durch wenigstens zwei aufeinander aufgebrachte Schweißnähte 45, 46 gebildet.
Aus 3 ist ersichtlich, dass es für manche Anwendungsfälle ausreichend sein kann, wenn lediglich auf einer Seite einer Anprägung 35 eine Materialverdickung vorgesehen wird. Dabei kann diese Materialverdickung 44, in Umfangsrichtung betrachtet, auf derjenigen Seite einer Vertiefung 37 bzw. einer Anprägung 35 vorgesehen werden, welche eine Abstützfläche 36 bildet, die zur Abstützung einer Schraubenfeder 8 bei Zugbeanspruchung des Zweimassenschwungrades 1 dient. In gleicher Weise können auch die die Beaufschlagungsbereiche 15 bildenden Anprägungen 47 des zweiten Bauteils 18 verstärkt sein.
Für manche Anwendungsfälle kann es auch zweckmäßig sein, wenn die Anprägungen 35 und/oder die Anprägungen 47 zumindest in einer Umfangsrichtung eine durch einen Materialauftrag gebildete Verstärkung aufweisen. Dies bedeutet also, dass zum Beispiel in 3 im Bereich einer Vertiefung 37 auf beiden Seiten ein Materialauftrag 44 vorhanden ist.
Durch die Erfindung kann gewährleistet werden, dass die Wanddicke im Bereich der umfangsmäßigen Abstützflächen (zum Beispiel 36) für die Schraubendruckfedern deutlich vergrößert werden kann. Eine derartige Vergrößerung der Wanddicke bewirkt unter anderem eine Steifigkeitserhöhung und Vergrößerung der Verschleißreserve im Bereich der die Abstützflächen 36 bildenden Gehäuseabschnitte 38. Weiterhin wird durch die Vergrößerung der durch die Materialauftragungen gebildeten Verschleißreserve sichergestellt, dass keine Durcharbeitung der Federenden durch die den ringförmigen Raum bzw. die Kammer 21 bildenden Bauteile 17, 18 über die Lebensdauer des Zweimassenschwungrades auftritt. Es wird also dadurch verhindert, dass das in der Kammer 21 vorhandene viskose Medium, wie Fett, entweichen kann.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche, die durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und der Figurenbeschreibung sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten gebildet werden können.

1: Zweimassenschwungrad
2: Primärmasse
3: Sekundärmasse
4: Lagerung
5: Bohrungen
6: Dämpfungseinrichtung
7: Energiespeicher
8: Schraubendruckfeder
9: Schraubendruckfeder
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14: Beaufschlagungsbereich
15: Beaufschlagungsbereich
16: Beaufschlagungsbereich
17: Bauteil
18: Bauteil
19: Niete
20: Beaufschlagungsbauteil
21: Ringförmiger Raum
22: Torusartiger Bereich
23: Ausbuchtung
24: Ausbuchtung
25: Verschleißschutz
26: Nabe
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30: Gleitschuhe
31: Äußerer Abschnitt
32: Windung
33: Wandung
34: Abstützende Fläche
35: Anprägungen
36: Abstützfläche
37: Vertiefungen
38: Gehäuseabschnitte
39: Materialabstufungen
40: Abgewinkelte Bereiche
41: Ecke
42: Eine Seite der Ecke
43: Zweite Seite der Ecke
44: Materialauftrag
45: Schweißnaht
46: Schweißnaht
47: Anprägung

Claims

Zweimassenschwungrad, bestehend aus zumindest einer Primärmasse und einer Sekundärmasse, die zueinander entgegen der Wirkung einer Schraubendruckfedern aufweisenden Dämpfungseinrichtung verdrehbar sind, wobei eine der Schwungmassen eine ringartige Kammer bildet, in der die Schraubendruckfedern in Umfangsrichtung abgestützt und zumindest in radialer Richtung geführt sind, und die andere Schwungmasse Beaufschlagungsbereiche besitzt, die radial zwischen benachbarte Schraubendruckfedern greifen, wobei die Kammer durch wenigstens ein Blechformteil gebildet ist, das axiale Anprägungen (35) besitzt, die zwischen benachbarte Schraubendruckfedern eingreifen und umfangsmäßige Abstützflächen (36) für diese bilden, wobei die die Abstützflächen (36) bildenden Gehäuseabschnitte (38) auf der der Kammer abgewandten Seite des Blechformteils Materialabstufungen bilden, die abgewinkelte Bereiche (40) definieren, wobei zumindest in einer der durch einen abgewinkelten Bereich (40) gebildeten Ecke (41) ein die Wandungsdicke des Blechbauteils vergrößernder Materialauftrag (44) vorhanden ist.
Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialauftrag (44) durch wenigstens eine aufgebrachte Schweißnaht (45, 46) gebildet ist.
Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialauftrag durch mehrere aufeinander aufgebrachte Schweißnähte (45, 46) gebildet ist.
Zweimassenschwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer durch zwei axial miteinander verbundene Blechteile (17, 18) gebildet ist, welche jeweils Anprägungen (35, 47) zur Bildung von Abstützbereichen für die Schraubenfedern aufweisen.
Zweimassenschwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützbereiche (14) durch axiale, von der der Kammer (21) abgewandten Seite des wenigstens einen Blechteils eingebrachte Vertiefungen (37) gebildet sind.