DE10164994C5

DE10164994C5 - Zweimassenschwungrad

Info

Publication number: DE10164994C5
Application number: DE10164994.0A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Bernhard (FH) Schierling; Martin Geiger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2021-03-04
Anticipated expiration: 2021-02-27
Also published as: DE10164994B4

Abstract

Zweimassenschwungrad mit einer Primärschwungmasse (1) und einer Sekundärschwungmasse (2), die über einen Torsiönsschwingungsdämpfer (3) miteinander gekoppelt sind, von denen die Primärschwungmasse (1) einen radial innen gelegenen Innenflansch (5) und einen radial außen gelegenen Außenflansch (6) aufweist, die über eine Verbindungsvorrichtung (7) axialelastisch verbunden sind, wobei der Innenflansch (5), der Außenflansch (6) und die Verbindungsvorrichtung (7) separate Bauteile (5 - 7) sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (7) aus einem hochfesten Material besteht und mehrere federelastische Scheiben (14) aufweist, wobei die Flansche (5, 6) über die Scheiben (14) der Verbindungsvorrichtung (7) einseitig, nämlich auf der der Sekundärschwungmasse (2) zugewandten Seite der Primärschwungmasse (1), miteinander verbunden sind, und der Außenflansch (6) der Ansteuerung des Torsionsschwingungsdämpfers (3) dient.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad mit einer Primärschwungmasse und einer Sekundärschwungmasse, die über einen Torsionsschwingungsdämpfer miteinander gekoppelt sind.
Ein derartiges Zweimassenschwungrad ist beispielsweise aus der DE 197 07 985 C2 bekannt und mit einer Primärschwungmasse sowie mit einer Sekundärschwungmasse versehen, die über einen Torsionsschwingungsdämpfer miteinander gekoppelt sind. Die Primärschwungmasse weist einen radial innen gelegenen Innenflansch und einen radial außen gelegenen Außenflansch auf, die über eine Verbindungsvorrichtung in Form einer in Achsrichtung einteiligen, profilierten Platte axialelastisch verbunden sind, wobei der Innenflansch, der Außenflansch und die Verbindungsvorrichtung separate Bauteile sind. Die axialelastische Platte bewirkt, dass die Primärschwungmasse des Zweimassenschwungrades davon abgehalten wird, eventuellen Taumelbewegungen der Kurbelwelle zu folgen.
Derartige axialelastische Platten sollen einerseits axial besonders biegeweich sein, was durch einen geringen Querschnitt in Achsrichtung erzielbar ist, müssen andererseits aber geeignet sein, in Umfangsrichtung hohe Drehmomente zu übertragen, wofür wiederum größere Querschnitte in Achsrichtung benötigt werden. Es besteht also das Problem, einen für beide Anforderungen geeigneten Kompromiss zu finden, wobei dann, wenn das Zweimassenschwungrad in Verbindung mit sehr drehmomentstarken Antrieben eingesetzt wird, lediglich eine begrenzte Biegeweichheit realisierbar ist. Hinzu kommt das fertigungstechnische Problem, dass axialelastische Platten, die aufgrund der Forderung nach hoher Drehmomentenübertragungsfähigkeit mit größerem Querschnitt in Achsrichtung ausgebildet sind, insbesondere bei Verwendung hochfesten Materials nicht mehr stanzbar sind. Es hat sich nämlich gezeigt, dass hochfestes Material bis zu einer Dicke von etwa 1 mm stanzbar ist, während axialelastische Platten zur Übertragung von bei PKW-Antrieben üblichen Drehmomenten zumindest eine Dicke von etwa 6 mm benötigen.
Ebenfalls nachteilig bei der axialelastischen Platte des bekannten Zweimassenschwungrades ist deren axial profilierte, schüsselähnliche Form, die axial versteifend wirkt.
Die DE 197 40 685 A1 zeigt eine Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, an welcher eine Zentrierung und eine Schwungmasse befestigt sind. Axial zwischen der Zentrierung und der Schwungmasse sind eine Mehrzahl federelastischer Scheiben eingespannt, die radial außen ein Gehäuse tragen, das zur Aufnahme einer in Silikonöl schwimmenden Schwungmasse dient. Die Schwungmasse dient als Tilgermasse, die bei Einleitung von Torsionsschwingungen aus ihrer Ruheposition ausgelenkt wird, und dabei den Torsionsschwingungen entgegen wirkt. Die Auslenkbewegungen der Schwungmasse erfolgen wegen der Befüllung des Gehäuses mit Silikonöl gedämpft. Gleichzeitig bewirken die federelastischen Scheiben einen Ausgleich von Taumelbewegungen der Kurbelwelle.
Schließlich sei auf die DE 100 02 259 A1 verwiesen, welche eine Primärschwungmasse sowie eine Sekundärschwungmasse zeigt, die über einen Torsionsschwingungsdämpfer miteinander gekoppelt sind. Die Primärschwungmasse weist an ihrer einer Kurbelwelle zugewandten Seite einen Flansch auf, der zusammen mit einem Dichtblech eine Fettkammer begrenzt. Diese Fettkammer dient zur Aufnahme des Torsionsschwingungsdämpfers. Der Flansch der Primärmasse zeigt keine Merkmale einer axialen Elastizität, und ist somit nicht befähigt, Taumelbewegungen der Kurbelwelle zu dämpfen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Zweimassenschwungrad zu schaffen, bei dem trotz problemloser Herstellbarkeit gleichermaßen eine hohe Axialelastizität sowie eine hohe Drehmomentenübertragungsfähigkeit realisierbar ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Verbindungsvorrichtung, durch welche ein radial innen gelegener Innenflansch und ein radial außen gelegener Außenflansch einer Primärschwungmasse axialelastisch verbunden sind, zum einen aus einem hochfesten Material, z. B. Federstahl, besteht, und zum anderen mehrere federelastische Scheiben aufweist.
Im Vergleich mit einer in Achsrichtung einstückigen federelastischen Platte, wie sie bei der eingangs genannten DE 197 07 985 C2 Anwendung findet, liegt der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung der Verbindungsvorrichtung darin, dass jede der federelastischen Scheiben für sich auch bei Verwendung hochfesten Materials gut stanzbar ist, und die mehreren federelastischen Scheiben zusammen bei Gewährleistung einer vorbestimmten Drehmomentenübertragungsfähigkeit aufgrund der hohen ertragbaren Spannung eine vergleichbar geringe Dicke in Achsrichtung erfordern, wodurch Gewicht, Massenträgheitsmoment und Bauraum reduzierbar sind. Weiterhin ergibt sich durch die Relativbewegbarkeit mehrerer federelastischer Scheiben zueinander im Vergleich zu einer einzelnen Scheibe, deren Dicke derjenigen der mehreren federelastischen Scheiben entspricht, eine höhere Axialelastizität sowie eine Dämpfungswirkung gegenüber Schwingungen in axialer Richtung.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Zweimassenschwmgrad gemäß Anspruch 1.
Die Flansche der Primärschwungmasse, also Innenflansch bzw. Außenflansch, sind über die Verbindungsvorrichtung einseitig verbunden.
Bevorzugt sind die Flansche der Primärschwungmasse, also Innenflansch bzw. Außenflansch, über die Verbindungsvorrichtung einseitig verbunden.
Wenn der Torsionsschwingungsdämpfer in einer Fettkammer angeordnet ist, ergibt sich eine besonders einfache Abdichtung der Fettkammer dadurch, dass die federelastische Scheibe eine Spaltdichtung für die Fettkammer bildet.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigt

1 einen Schnitt durch ein Zweimassenschwungrad.

Gemäß 1 besteht ein Zweimassenschwungrad aus einer Primärschwungmasse 1 und einer Sekundärschwungmasse 2, die über einen Torsionsschwingungsdämpfer 3 miteinander gekoppelt sind. Die Sekundärschwungmasse 2 ist dabei über eine Nabenscheibe 4 an den Torsionsschwingungsdämpfer 3 angekoppelt.
Die Primärschwungmasse 1 weist einen radial innen gelegenen Innenflansch 5 und einen radial außengelegenen Außenflansch 6 auf. Sie sind über eine Verbindungsvorrichtung 7 miteinander verbunden. Der Innenflansch 5, der Außenflansch 6 und die Verbindungsvorrichtung 7 sind dabei ersichtlich separate Bauteile, die über Verbindungselemente 8 miteinander verbunden sind.
Gemäß 1 sind die Verbindungselemente 8 als Niete ausgebildet. Die Verbindungsvorrichtung 7 ist daher mit den Flanschen 5, 6 unlösbar verbunden. Die Verbindungsvorrichtung 7 könnte mit den Flanschen 5, 6 aber beispielsweise auch über Gewindebolzen verbunden sein. In diesem Falle wäre die Verbindung lösbar. Auch eine Mischlösung (einmal lösbar, einmal unlösbar) ist möglich.
Der Innenflansch 5 ist über Gewindebolzen 9 mit einer Kurbelwelle 10 einer Verbrennungskraftmaschine starr verbunden. Das Zweimassenschwungrad dreht sich daher im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine um eine Mittenachse 11 der Kurbelwelle 10.
Der Außenflansch 6 dient der Ansteuerung des Torsionsschwingungsdämpfers 3 und bildet gegebenenfalls in Verbindung mit einem Dichtblech 12 eine Fettkammer 13 für den Torsionsschwingungsdämpfer.
Die Kurbelwelle 10 führt im Regelfall Taumelbewegungen aus. Diese Taumelbewegungen werden auf den Innenflansch 5 übertragen. Um die Taumelbewegungen vom Außenflansch 6 und damit auch von der Sekundärschwungmasse 2 abzuhalten bzw. sie zumindest nur gedämpft weiterzuleiten, ist die Verbindung der Flansche 5, 6 über die Verbindungsvorrichtung 7 axialelastisch. Vorzugsweise besteht hierzu die Verbindungsvorrichtung 7 aus einem hochfesten Material, z. B. Federstahl.
Gemäß 1 weist die Verbindungsvorrichtung 7 mehrere federelastische Scheiben 14 auf. Sie sind als tangential umlaufende Kreisringe ausgebildet. Ersichtlich sind die Flansche 5, 6 über die Scheiben 14 einseitig, nämlich auf der der Sekundärschwungmasse 2 zugewandten Seite der Primärschwungmasse 1, miteinander verbunden.
Bezugszeichenliste

1: Primärschwungmasse
2: Sekundärschwungmasse
3: Torsionsschwingungsdämpfer
4: Nabenscheibe
5: Innenflansch
6: Außenflansch
7: Verbindungsvorrichtung
8: Verbindungselement
9: Gewindebolzen
10: Kurbelwelle
11: Mittenachse
12: Dichtblech
13: Fettkammer
14: Scheiben

Claims

Zweimassenschwungrad mit einer Primärschwungmasse (1) und einer Sekundärschwungmasse (2), die über einen Torsiönsschwingungsdämpfer (3) miteinander gekoppelt sind, von denen die Primärschwungmasse (1) einen radial innen gelegenen Innenflansch (5) und einen radial außen gelegenen Außenflansch (6) aufweist, die über eine Verbindungsvorrichtung (7) axialelastisch verbunden sind, wobei der Innenflansch (5), der Außenflansch (6) und die Verbindungsvorrichtung (7) separate Bauteile (5 - 7) sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (7) aus einem hochfesten Material besteht und mehrere federelastische Scheiben (14) aufweist, wobei die Flansche (5, 6) über die Scheiben (14) der Verbindungsvorrichtung (7) einseitig, nämlich auf der der Sekundärschwungmasse (2) zugewandten Seite der Primärschwungmasse (1), miteinander verbunden sind, und der Außenflansch (6) der Ansteuerung des Torsionsschwingungsdämpfers (3) dient.
Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die federelastischen Scheiben (14) aus Federstahl bestehen.
Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1 mit einem Torsionsschwingungsdämpfer (3), der in einer Fettkammer (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die federelastischen Scheiben (14) eine Abdichtung für die Fettkammer (13) bilden.