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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad nach dem
Oberbegriff von Anspruch 1, das insbesondere für ein Kraftfahrzeug eingesetzt
werden kann. Es umfasst eine Primärschwungmasse, die mit Mitteln
zur Montage auf einer Antriebswelle ausgestattet ist, eine Sekundärschwungmasse,
die konzentrisch an der Primärschwungmasse
angebracht ist, und in der Primärschwungmasse
angeordnete Mittel, um diese Schwungmassen in elastischer Weise
rotatorisch miteinander zu verbinden. Die vorliegende Erfindung betrifft
außerdem
ein Verfahren zum Zusammenbau dieses Zweimassenschwungrades.
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Derartige
Zweimassenschwungräder
sind wohlbekannt und werden häufig
eingebaut, insbesondere in dem Übertragungsstrang
eines von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Kraftfahrzeugs zwischen
diesem Motor und einem Schaltgetriebe, um die Zyklusabweichungen
des von einem solchen Motor gelieferten Drehmoments herauszufiltern.
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Wie
in 1 der beigefügten
Zeichnung in einem Schnitt entlang einer axialen Ebene dargestellt ist,
umfasst ein solches Zweimassenschwungrad herkömmlicherweise eine Primärschwungmasse 1, die
mit Bolzen – wie
dem mit 3 bezeichneten – koaxial auf der Abtriebswelle
(nicht dargestellt) der Kurbelwelle des Motors befestigt ist, und
eine Sekundärschwungmasse 2,
die mit Hilfe eines Lagers 4 koaxial und drehbar an der
Primärschwungmasse
und in der Nähe
derselben angebracht ist.
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Die
Primärschwungmasse
trägt üblicherweise
einen Anlasserzahnkranz 10. Sie kann die Form eines kreisförmigen Teils 1 aus
dickem Blech haben, das geeignet ist, ihr die gewünschte Trägheit zu
verleihen. Dieses Teil ist so gestaltet, dass mehrere Schraubenfedern 5a, 5b,
... in Kammern angebracht sind, die ringförmig auf ein und demselben
Umfang verteilt sind. In diesen Kammern sind die Federn axial entsprechend
diesem Umfang gekrümmt.
Sie können
in ein viskoses Fluid oder ein Schmiermittel wie etwa ein Schmierfett
eingetaucht sein.
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Zwischen
den benachbarten Enden von beliebigen zwei aneinandergrenzenden
Federn erstreckt sich ein radialer Vorsprung einer Scheibe oder eines
Flansches 6, welcher durch Niete – wie die mit 7 bezeichneten – fest mit
der Sekundärschwungmasse 2 verbunden
ist. Diese Federn und diese Scheibe stellen elastische Mittel zur
Kopplung der Rotationen der zwei Schwungmassen 1 und 2 dar.
Tatsächlich können sich
diese unter der Einwirkung eines von dem Motor erzeugten Drehmomentstoßes um einen Winkel
von geringer Größe relativ
zueinander drehen. Einer solchen Drehung, gleichgültig, in
welcher Richtung sie erfolgt, wirkt jedoch die elastische Abstützung der
Vorsprünge
der Scheibe 6 auf das eine oder andere Ende der diesen
Vorsprüngen
benachbarten Federn entgegen. Auf diese Weise ermöglicht die
Kombination der Trägheiten
der Schwungmassen 1 und 2 und der Elastizitäten der
Federn 5a, 5b, ..., einen Drehmomentstoß zu dämpfen, bevor
er über eine
Kupplungsvorrichtung (nicht dargestellt), die an der Sekundärschwungmasse 2 mit
Hilfe von Befestigungs- und möglicherweise
Zentrierelementen – wie dem
in 1 mit 8 bezeichneten – angebracht ist, auf das Schaltgetriebe übertragen
wird. Ein Satz 9 von Reibscheiben, der zwischen der Scheibe 6 und
der Primärschwungmasse 1 angeordnet
ist, erzeugt auf vorteilhafte Weise eine Hysterese in der Funktionsweise
der Dämpfungsvorrichtung.
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Alle
diese Anordnungen eines Zweimassenschwungrades sind dem Fachmann
wohlbekannt und erfordern daher keine vollständigere Beschreibung im Rahmen
der vorliegenden Patentanmeldung.
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Die
Kammern, die in dem Teil aus dickem Blech 1 der Primärschwungmasse
ausgebildet sind, um die Federn 5a, 5b, ... aufzunehmen,
sind mittels einer Abdeckung 11 verschlossen, welche bei
der in 1 dargestellten Ausführungsform die Form eines Kranzes
mit einem geeigneten Profil im axialen Schnitt hat. Gemäß den gegenwärtig häufig angewendeten
Verfahren zur Befestigung dieses Deckels erfolgt diese Befestigung
durch Nietung (siehe FR-A-2 613 447) oder durch Schweißung (siehe FR-A-2
601 100). Diese zwei Verfahren weisen den Nachteil auf, dass ihre
Durchführung
teuer ist. Insbesondere würden
die Kosten einer modernen Fertigungsstraße, die mit einer Station zum
Laserschweißen
ausgestattet ist, durch den hohen Preis einer solchen Station stark
belastet. Es fallen auch Kosten für Verbrauchsmaterial an, und
die Taktzeit ist lang.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Zweimassenschwungrad
der eingangs genannten Art zu schaffen, das diese Nachteile nicht aufweist
und somit einfach und kostengünstig
hergestellt werden kann.
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Diese
Aufgabe der Erfindung sowie weitere Aufgaben, welche beim Studium
der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich werden, werden gelöst durch
ein Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1. Dieses Zweimassenschwungrad,
welches insbesondere für
ein Kraftfahrzeug verwendbar ist, ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel in der Primärschwungmasse
durch eine Abdeckung gehalten werden, die durch plastische Verformung
an dieser Schwungmasse befestigt ist.
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Wie
weiter unten ausführlich
erläutert
wird, ist es dann möglich,
die Abdeckung in einem einzigen Arbeitsgang einer Bördelpresse
zu befestigen, wobei die Kosten einer solchen Presse wesentlich
niedriger sind als insbesondere die einer Laserschweißstation. Der
Arbeitsgang ist außerdem
sicher, einfach und schnell und somit kostengünstig.
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Gemäß weiteren
Merkmalen der vorliegenden Erfindung kann vorteilhafterweise folgendes
vorgesehen sein:
- – die Primärschwungmasse und die Abdeckung können jeweils
einen kreisförmigen
Umfangsflansch umfassen, wobei der Flansch der Abdeckung genau und
konzentrisch in den der Schwungmasse eingepasst werden kann und
an dieser durch einen Rückfluss
von Material befestigt ist, der durch Pressen des Flansches der Schwungmasse
erzeugt wird;
- – der
Rückfluss
von Material kann durch Sektoren am Umfang des Flansches der Abdeckung
verteilt werden;
- – der
Rückfluss
von Material kann Nischen füllen, die
im Flansch der Abdeckung ausgebildet sind, um eine Drehung derselben
an der Schwungmasse zu verhindern;
- – als
Alternative dazu können
die Primärschwungmasse
und die Abdeckung durch einen Rückfluss von
Material zusammengefügt
werden, das von der Abdeckung durch Pressen gekommen ist, wobei
dieser Rückfluss
von Material ebenfalls durch Sektoren am Umfang der Schwungmasse
verteilt werden und am Umfang der Schwungmasse ausgebildete Nischen
füllen
kann;
- – wenn
das Zweimassenschwungrad dazu vorgesehen ist, auf einer Antriebswelle
mittels eines Teils aus biegsamem Blech angebracht zu werden, das
in der Lage ist, Stöße axialer
Beanspruchungen zu absorbieren, kann das Teil aus biegsamem Blech
durch Bördeln
an der Primärschwungmasse
befestigt werden.
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Zum
Zusammenbau dieses Zweimassenschwungrades werden vorzugsweise die
folgenden Schritte ausgeführt:
- a) die elastischen Verbindungsmittel werden
an einem Teil aus grobem bzw. dickem Blech angeordnet, das die Primärschwungmasse
bildet und so gestaltet ist, dass es diese Mittel aufnehmen kann,
- b) die Abdeckung wird zum Festhalten dieser Mittel auf dem Teil
aus grobem Blech angeordnet,
- c) die Abdeckung wird an dem Teil aus grobem bzw. dickem Blech
durch plastische Verformung entweder der Abdeckung oder des Teils
befestigt, und
- d) die Sekundärschwungmasse
wird an der Primärschwungmasse
angebracht, und sie wird an den elastischen Mitteln zur Verbindung
der Schwungmassen befestigt.
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Im
Falle eines Zweimassenschwungrades, das an einem Teil aus biegsamem
Blech angebracht ist, wird vorzugsweise vor dem Schritt a) dieses
Teil an dem Teil aus grobem bzw. dickem Blech durch Bördelung
entlang des Umfangs befestigt. Diese Bördelung wird vorteilhafterweise
durch Rückfluss
von Material, das von dem Teil aus grobem Blech stammt, auf den
Umfang des Teils aus biegsamem Blech durchgeführt. Eine Drehung dieser Teile
relativ zueinander kann durch Nietung verhindert werden. Möglicherweise
wird ebenfalls vor dem Schritt a) ein Anlasserzahnkranz an der Primärschwungmasse
befestigt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Studium
der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs beispielen und bei der
Betrachtung der beigefügten
Zeichnung ersichtlich. Dabei zeigen:
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1:
in einem Schnitt entlang einer axialen Ebene eine erste Ausführungsform
des Zweimassenschwungrades gemäß der Erfindung,
die in der Einleitung der vorliegenden Erfindung bereits teilweise beschrieben
wurde;
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2:
in einer perspektivischen Ansicht einen Teil des Umfangs des Zweimassenschwungrades
von 1, welcher die Einzelheiten einer bevorzugten
Ausführungsform
der Verbindung der Abdeckung und der Primärschwungmasse sichtbar macht;
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3:
in einem Schnitt entlang einer axialen Ebene einen Abschnitt des
Umfangs einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung; und
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4:
in einem Schnitt entlang einer axialen Ebene eine dritte Ausführungsform
der Erfindung.
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Es
wird nochmals auf 1 der beigefügten Zeichnung Bezug genommen,
um die Mittel, die verwendet werden, um die Abdeckung 11 an
der Primärschwungmasse 1 zu
befestigen, ausführlich
zu beschreiben. Diese Abdeckung gewährleistet im Zusammenwirken
mit Dichtungsmitteln zum Beispiel vom Typ einer Silikondichtung
oder einer elastisch verformbaren Scheibe, die aus Blech hergestellt
sein kann, den Verschluss der Kammern, welche die Federn 5a und 5b enthalten.
Aus dieser Figur ist ersichtlich, dass der Umfang der Primärschwungmasse 1 die
Form eines ringförmigen
Flansches 1a aufweist, der sich parallel zur Achse X des
Zweimassenschwungrades erstreckt. Es ist außerdem ersichtlich, dass der
Umfang der Abdeckung 11 ebenfalls die Form eines ringförmigen Flansches 11a aufweist,
der genau und konzentrisch an die Innenseite des Flansches 1a der
Schwungmasse 1 passt. Gemäß einem Merkmal der vorliegenden
Erfindung erfolgt im Bereich dieser zwei Flansche 1a und 11a die
Verbindung der Schwungmasse und der Abdeckung durch lokale plastische
Verformung des (metallischen) Materials, aus dem mindestens eines
dieser zwei Teile besteht.
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Dies
ist in 1 dargestellt, wo in dem mit A bezeichneten Feld
zu erkennen ist, dass aus einem elementaren Volumen 12,
das der Innenseite des Flansches 1a benachbart ist, das
Material dieses Flansches entfernt worden ist. Gemäß der Erfindung wird
während
des Vorgangs des Zusammenbaus durch einen Pressenstoß entlang
der Achse X das Material aus diesem Volumen entfernt, was für einen Rückfluss
dieses Materials zu 13 sorgt, oberhalb der Abdeckung 11.
Der Umfang derselben ist dann axial zwischen einer Stützfläche, die
der Schwungmasse 1 entspricht, und dem Rückfluss
von Material 13, der nach wie vor fest mit dem Flansch 1a verbunden
ist, eingeklemmt.
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Die
Abdeckung ist somit durch Bördelung
an der Schwungmasse befestigt. Eine solche Befestigung weist zahlreiche
Vorteile auf. Das erforderliche Gerät, eine Bördelpresse, ist zuverlässig und
nicht teuer. Der Arbeitsgang erfordert sehr wenig Zeit und lässt sich
daher perfekt in eine Fertigungsstraße mit großer Kapazität integrieren, bei begrenzten
Kosten.
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Es
können
verschiedene Bördelungsverfahren
angewendet werden, um die Abdeckung an der Primärschwungmasse zu befestigen.
Der Rückfluss von
Material kann durchgehend sein, auf der gesamten Länge des
Umfangs der Abdeckung. Vorzugsweise werden jedoch lokale Rückflüsse von
Material realisiert, wobei geringere Beanspruchungen auf den Flansch
der Primärschwungmasse
einwirken.
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So
kann, wie in 2 dargestellt, der Rückfluss
von Material 13 vorteilhafterweise aus einem relativ schmalen
Winkelsektor S des Flansches 1A der Schwungmasse 1 kommen,
wobei derartige Winkelsektoren zum Beispiel gleichmäßig entlang
des Umfangs dieses Flansches verteilt sind. Vorteilhafterweise kann
man außerdem
diesen Rückfluss
von Material in eine Nische 14 fließen lassen, wobei solche Nischen
zuvor in dem Flansch 11a des Flansches 11 gegenüber den
Punkten der Bördelung
ausgeschnitten werden. Auf diese Weise wird eine zusätzliche
Sicherung der Abdeckung an der Schwungmasse gegen Drehung gewährleistet.
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Gemäß einer
Ausführungsform,
die zu der oben beschriebenen äquivalent
ist, werden die Nischen durch Öffnungen
oder Vertiefungen ersetzt, in welche an der Primärschwungmasse ausgebildete Laschen
durch Bördelung
eingefügt
werden.
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Das
zurückgedrückte Material
kann auch von der Abdeckung anstatt von der Schwungmasse stammen,
wie in 3 dargestellt. Diese zeigt den Abschnitt einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung, welcher dem der ersten Ausführungsform entspricht, der
im Rahmen B von 1 enthalten ist. In dieser 3 bezeichnen,
wie übrigens
auch in 4, Bezugszeichen, die mit in 1 verwendeten Bezugszeichen
identisch sind, dieselben oder analoge Elemente oder Mittel.
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So
unterscheidet sich die Ausführungsform von 3 von
der von 1 hinsichtlich ihres allgemeinen
Aufbaus im Wesentlichen durch die Hinzufügung eines Teils aus biegsamem
Blech 15 (dessen Aufgabe, die wohlbekannt ist, in Verbindung
mit 4 beschrieben wird) zu der Primärschwungmasse 1 und
die Befestigung einer Hülse 16 an
der Außenseite
des Umfangs der Schwungmasse 1.
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Was
die Verbindung Schwungmasse 1 – Abdeckung 11 betrifft,
welche uns im Rahmen der vorliegenden Erfindung spezieller interessiert,
ist ersichtlich, dass die in 3 dargestellte
Abdeckung 11 einen Umfangsrand 17 umfasst, welcher
den der Primärschwungmasse
und die Außenseite
der Hülse 16 umhüllt. Auf
diese Weise werden in regelmäßigen Abstand
am Umfang der Gesamtheit der Teile 1, 11 und 16 angeordnete
leere elementare Volumina 18 begrenzt, die geeignet sind,
Rückflüsse von
Material aufzunehmen, die von elementaren Volumina 19 der Abdeckung 11 kommen
und die durch axiales Pressen dieser Elemente mitgenommen werden,
um in diese leeren Volumina zu fließen. Die Schwungmasse und die
Abdeckung werden auf diese Weise sowohl in Richtung ihrer Achse
als auch drehfest miteinander verbunden.
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Diese
Organisation der Volumina 18 und 19 ist analog
zur Organisation in Sektoren und Nischen, die in Verbindung mit
der Ausführungsform
von 1 beschrieben wurde.
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Es
wird nun auf 4 der beigefügten Zeichnung Bezug genommen,
wo das dargestellte Zweimassenschwungrad mit mindestens einem Kupplungsmechanismus
gekoppelt ist, der an der Sekundärschwungmasse 2 angebracht
ist, wie es bei einem Kraftfahrzeug, das von einem Verbrennungsmotor angetrieben
wird und mit einem Schaltgetriebe ausgestattet ist, üblich ist.
Wie wohlbekannt ist, umfasst dieser mindestens eine Mechanismus
im Wesentlichen eine Reibscheibe 20, die zwischen einer
der Sekundärschwungmasse 2 zugewandten
Seite und einer Anpressplatte 21 dieses Mechanismus angeordnet
ist, um selektiv die Drehbewegungen der Eingangswelle eines Schaltgetriebes
und der Abtriebswelle der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, auf
welcher das erfindungsgemäße Zweimassenschwungrad
angebracht ist, zu kuppeln oder zu entkuppeln. Ein Kupplungslager 22 ist
gleitend auf der Eingangswelle des Schaltgetriebes angebracht, um über eine
Membran 23 die axiale Position der Anpressplatte 21 und
somit das Entkuppeln der zwei Wellen zu steuern, oder ihr Kuppeln über die
Reibscheibe. Die Membran, die Anpressplatte und die Reibscheibe
sind durch einen Deckel 24 geschützt. Alle diese Merkmale sind
für den
Fachmann klassisch, und es ist daher nicht notwendig, sie im Rahmen
der vorliegenden Patentanmeldung eingehender zu beschreiben.
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In 4 bezeichnet
das Bezugszeichen 15 ein Teil aus biegsamem Blech, das
an die Primärschwungmasse 1 angefügt und an
ihr befestigt ist, derart, dass es zwischen dieser Letzteren und
der Abtriebswelle der Kurbelwelle angeordnet ist, auf welcher das
Zweimassenschwungrad von 4 angebracht ist. Bekanntlich
ermöglicht
ein solches Teil aus biegsamem Blech, Stöße axialer Beanspruchungen
zu absorbieren, die durch azyklische Bewegungen des Verbrennungsmotors
hervorgerufen werden, zusätzlich
zu den weiter oben erwähnten
Drehmomentstößen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird vorgeschlagen, dieses Teil 15 aus biegsamem
Blech an der Primärschwungmasse 1 durch
eine Bördelung entlang
des Umfangs mit der Presse zu befestigen, derart, dass von den durch
diese Befestigungsart bewirkten Vorteilen profitiert wird, die weiter
oben angeführt
wurden. Aus 4 ist ersichtlich, dass diese Bördelung
durch eine Wulst 25 gewährleistet
wird, die durch Pressen der Primärschwungmasse 1 entstanden
ist, wobei diese Wulst das Teil aus flexiblem Blech axial an einer
Seite dieser Schwungmasse hält.
Diese Wulst kann durchgehend oder unterbrochen sein.
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Wie
in 4 dargestellt, kann die Befestigung des Teils
aus biegsamem Blech durch eine Nietung 26 an der Primärschwungmasse
und eine Nietung 27 an der Nabe 28 dieser Schwungmasse,
welche das Lager 4 der Sekundärschwungmasse 2 trägt, vervollständigt werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden, um die oben beschriebenen Zweimassenschwungräder zusammenzubauen,
der Anlasserzahnkranz 10 und möglicherweise das Teil 15 aus
biegsamem Blech an dem Teil aus grobem bzw. dickem Blech befestigt,
aus dem die Primärschwungmasse 1 besteht. An
dem Teil aus grobem Blech werden die verschiedenen Teile angeordnet,
welche die elastischen Mittel zur Kopplung der zwei Schwungmassen
bilden: Federn 5a, 5b, ..., Scheibe 6,
Hysteresescheiben 9, Schmierfett usw. Anschließend wird
die Abdeckung 11 durch Bördelung an dem Teil aus grobem
bzw. dickem Blech befestigt. Die Sekundärschwungmasse 2 wird
auf dem Lager 4 angebracht, und sie wird an der Scheibe 6 befestigt.
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Selbstverständlich ist
die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen
beschränkt,
welche lediglich als Beispiele angegeben wurden. So kann bei einem Zweimassenschwungrad
gemäß der Erfindung
die Befestigung des Teils aus biegsamem Blech durch Bördelung
mit der Befestigung der Abdeckung an der Primärschwungmasse durch Bördelung
verbunden sein oder auch nicht. Ebenso kann ein Zweimassenschwungrad
gemäß der Erfindung
in Kombination mit einem Doppelkupplungs- oder Mehrfachkupplungsmechanismus
verwendet werden, oder auch mit einem Zweischeiben- oder Mehrscheibenmechanismus.