DE102008057649A1

DE102008057649A1 - Schwungrad

Info

Publication number: DE102008057649A1
Application number: DE102008057649A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Reik; Hartmut Mende
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-11-23
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2009-06-04
Also published as: CN101476613B; CN101476613A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schwungrad mit einem Primärteil und einem Sekundärteil, wobei ein einen Anlasserzahnkranz aufweisendes Scheibenteil axial zwischen dem Sekundärteil und dem Primärteil in eine Richtung verdrehbar aufgenommen wird. Hierdurch wird insbesondere bei Hybridfahrzeugen und/oder bei Fahrzeugen mit Start/Stopp-Einrichtung ein komfortables und verschleißarmes Einspuren beziehungsweise Halten des Anlassers in der Einspurposition ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwungrad zur Aufnahme an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mit Anlasserzahnkranz.
Schwungräder an Kurbelwellen von Brennkraftmaschine insbesondere für Kraftfahrzeuge sind seit langem als Einmassenschwungräder und als Zweimassenschwungräder, bei denen zwei Massen zur Schwingungsisolation entgegen der Wirkung einer Dämpfungseinrichtung gegeneinander relativ verdrehbar sind, bekannt. In der Regel enthalten diese Schwungräder einen radial außen drehfest angebrachten Anlasserzahnkranz, in den zum Start der Brennkraftmaschine ein Anlasserritzel eines Anlassers einspurt und das Schwungrad antreibt, bis die Brennkraftmaschine gestartet ist. Zum Schutz des Anlassers bei höheren Drehzahlen wird dieser wieder ausgespurt, sobald die Brennkraftmaschine selbstständig läuft.
Insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Start/Stopp-Einrichtung, bei denen häufig die Brennkraftmaschine abgestellt und wieder in Betrieb genommen wird, kann das Einspuren des Anlassers komfortschädlich und verschleißanfällig sein. Insbesondere erfolgt ein Einspuren des Anlassers bei nicht stillstehendem Schwungrad oft unter Geräuschbildung und erhöhtem Verschleiß der Verzahnung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit eines Einspurens des Anlassers in den Anlasserzahnkranz vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird durch ein Schwungrad mit einem mittels Befestigungsmitteln an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommenen Primärteil und einem Sekundärteil sowie einem Anlasserzahnkranz gelöst, wobei der Anlasserzahnkranz auf einem Scheibenteil vorgesehen ist, das axial zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil in eine Richtung verdrehbar aufgenommen ist. Auf diese Weise kann das Scheibenteil selbst bei drehendem Schwungrad während eines Einspurens abgebremst werden, da es in eine Richtung verdrehbar gegenüber dem Schwungrad aufgenommen ist. Bei einem Antrieb durch den Anlasser sperrt das Scheibenteil und treibt das Schwungrad an. Weiterhin bleibt bei einer Beschleunigung des Schwungrads durch die Brennkraftmaschine das Scheibenteil gegenüber diesem bei eingespurtem Anlasser stehen. Das Scheibenteil kann einen Anlasserzahnkranz enthalten, der auf den Außendurchmesser aufgeschrumpft, mit diesem verschweißt und/oder in an derer Weise befestigt und axial sowie drehfest gesichert sein. In einer weiteren Ausführungsform kann die Verzahnung in das Scheibenteil eingeprägt, eingerollt oder in anderer Weise an diesem vorgesehen sein. Zumindest die Verzahnung kann gehärtet sein.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Scheibenteil radial innerhalb der Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben, die auf einem vorgegebenen Durchmesser durch Öffnungen am Schwungrad mit der Kurbelwelle verschraubt werden, aufgenommen ist. Hierdurch kann die Aufnahme des Scheibenteils mittels einfacher und weniger kostenintensiver Befestigungs- beziehungsweise Aufnahmemitteln in einfacher Weise bei kleinen Durchmessern vorgenommen werden. Hierzu wird das Schwungrad – auch bei einem Einmassenschwungrad – in ein Primär- und ein Sekundärteil getrennt und das Scheibenteil zwischen diesen angeordnet. Hierdurch wird eine Aufnahme radial innerhalb der Befestigungsmittel erst möglich.
Die Aufnahme des Scheibenteils auf dem Schwungrad erfolgt vorteilhafter Weise mittels eines Freilaufs am Primär- oder Sekundärteil. Dabei kann ein Freilauf verwendet werden, der das Scheibenteil gleichzeitig auf dem Primär- oder Sekundärteil lagert, so dass zusätzliche Lager eingespart werden können. Beispielsweise hat sich hierbei ein so genannter Kugellagerfreilauf als vorteilhaft erwiesen. Zur Aufnahme des Scheibenteils kann das Primär- oder Sekundärteil einen axial ausgerichteten Ansatz aufweisen, an dem unter Zwischenlegung des Freilaufs das Scheibenteil, das hierzu einen korrespondierenden axialen Ansatz aufweist, aufgenommen wird. Dabei kann in vorteilhafter Weise der axiale Ansatz des Primär- oder Sekundärteils radial außerhalb des axialen Ansatzes des Scheibenteils angeordnet sein und diesen zumindest teilweise axial übergreifen.
Die Verbindung zwischen dem Primärteil und einem Sekundärteil kann bei einem Einmassenschwungrad starr sein, indem beispielsweise das Primärteil und das Sekundärteil mittels eines axialen Ansatzes radial innerhalb des Scheibenteils miteinander verbunden sind. Dieser axiale Ansatz kann an dem Primär- oder Sekundärteil vorgesehen, beispielsweise angeformt oder angeschweißt sein. Während der Montage des Schwungrads wird dieser axiale Ansatz nach der Montage des Scheibenteils auf das andere Bauteil – Primärteil oder Sekundärteil – drehschlüssig verbunden, beispielsweise mittels einer Steckverbindung oder Verschweißung.
In vorteilhafter Weise können auch Zweimassenschwungräder erfindungsgemäß mit einem derartigen Scheibenteil ausgestattet werden. Hierzu wird vorgeschlagen, in das Primärteil oder Sekundärteil einen Drehschwingungsdämpfer mit einem dem Primärteil zugeordneten Ein gangsteil und einem dem Sekundärteil zugeordneten Ausgangsteil zu integrieren. Je nach Lage des Drehschwingungsdämpfers teilt daher das Scheibenteil das Zweimassenschwungrad in ein Masseteil mit dem Drehschwingungsdämpfer und ein Masseteil ohne Drehschwingungsdämpfer, wobei eine Verbindung zwischen dem Masseteil ohne Drehschwingungsdämpfer und dessen Ausgangs- beziehungsweise Eingangsteil in vorteilhafter Weise radial innerhalb des Scheibenteils erfolgt. Hierzu kann das Primärteil bei einem in Sekundärteil vorgesehenen Drehschwingungsdämpfer mit einem radial innerhalb des Scheibenteils angeordneten axialen Ansatz versehen sein, der mit dem Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers verbunden ist. Bei einem im Primärteil vorgesehenen Drehschwingungsdämpfer kann das Sekundärteil mit einem radial innerhalb des Scheibenteils angeordneten axialen Ansatz versehen sein, der mit dem Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers verbunden ist. Der axiale Ansatz kann dabei einteilig oder verschweißt mit dem Primärteil beziehungsweise mit dem Sekundärteil verbunden und bei der Montage mit dem Eingangsteil beziehungsweise Ausgangsteil verschweißt werden oder eine Steckverbindung ausbilden. Weiterhin kann der axiale Ansatz mit dem Eingangs- beziehungsweise Ausgangsteil fest verbunden sein und bei der Montage kann eine Steckverbindung oder Verschweißung mit dem Primär- beziehungsweise Sekundärteil erfolgen. In einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel kann der axiale Ansatz das Scheibenteil aufnehmen.
Um ein unzulässiges Kippmoment des Schwungrads zu vermeiden, kann das Sekundärteil mittels eines Lagers auf der Kurbelwelle, dem Primärteil und/oder einer Getriebeeingangswelle von der Kurbelwelle antreibbaren Getriebes verdrehbar gelagert sein.
Die Erfindung umfasst auch ein Schwungrad mit einem mittels Befestigungsmitteln an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommenen Drehschwingungsdämpfer sowie einem Anlasserzahnkranz, wobei der Anlasserzahnkranz auf einem Scheibenteil vorgesehen ist, das an der der Kurbelwelle abgewandten Seite des Drehschwingungsdämpfers in eine Richtung verdrehbar aufgenommen ist.
Die Erfindung wird anhand der 1 bis 5 näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Schwungrads ohne Drehschwingungsdämpfer im Teilschnitt, und
2 bis 5 Ausführungsbeispiel von Schwungrädern mit Drehschwingungsdämpfern im Teilschnitt.
1 zeigt ein Schwungrad 1 mit einem Primärteil 2 und einem Sekundärteil 3, das beispielsweise zur Verwendung für eine Reibungskupplung vorgesehen ist und ein Flanschteil 4 aufweist, das mit einer Anpressplatte fest verbunden, beispielsweise vernietet ist. Das Flanschteil 4 ist mittels eines Lagers, das im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Gleitlager 6 ist, auf der Getriebewelle 7 gelagert. Weiterhin ist am Flanschteil 4 ein axialer Ansatz 8 angeformt, der mit dem Primärteil 2 eine Steckverbindung, beispielsweise mittels der Verzahnung 9 bildet, die mittels der Verschraubung 10 axial gesichert ist. Das Primärteil 2 ist auf der Kurbelwelle 11 mittels der Zentriernase 12 zentriert aufgenommen und mittels auf vorgegebenem Durchmesser angeordneten Befestigungsmitteln 12, die im gezeigten Ausführungsbeispiel Schrauben sind, befestigt. Die im Primärteil 2 hierzu vorgesehenen Öffnungen 13 fluchten mit Öffnungen 14 im Flanschteil 4. Das Scheibenteil 15 verfügt ebenfalls über fluchtende Öffnungen 16, die infolge dessen Verdrehbarkeit gegenüber dem Primärteil 2 und dem Sekundärteil 3 während der Montage des Schwungrads 1 auf der Kurbelwelle 11 fluchtend eingestellt werden beziehungsweise bereits fluchtend während der Vormontage eingestellt und mittels geeigneter Fixiermittel fixiert werden.
Das Scheibenteil 15 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel an dem Primärteil 2 aufgenommen. Hierzu ist an dem Primärteil eine ringförmige nach radial innen gerichtete Aufnahmefläche 17 für den Freilauf 18 vorgesehen, der gleichzeitig die Lagerung des Scheibenteils übernimmt und vorzugsweise ein Kugellagerfreilauf ist. Die zur Anlagefläche 17 korrespondierende Lagerfläche 19 des Scheibenteils 15 ist an einem axialen Ansatz 20 ausgebildet, der in vorteilhafter Weise werkzeugfallend aus dem Scheibenteil geformt ist. Im Scheibenteil sind insbesondere zur dessen Stabilisierung radial verlaufende Sicken 21 vorgesehen. Im weiteren Verlauf zu dessen Außenumfang weist das Scheibenteil axial in Umfangsrichtung eingeprägte Einformungen 22 auf, die radial außen ein Plateau 23 zur Aufnahme des Anlasserzahnkranzes 24 bilden. Ein radialer Bord 25 bildet einen Anschlag und eine axiale Sicherung für den Anlasserzahnkranz 25.
Das Scheibenteil 15 sperrt in die Drehrichtung der Brennkraftmaschine, so dass bei stillgelegter Brennkraftmaschine diese angeworfen wird und bei laufender Brennkraftmaschine und eingespurtem Anlasser dieser von dem Schwungrad überholt wird. Auf diese Weise kann der Anlasser auch bei laufender Brennkraftmaschine eingespurt werden, so dass beispielsweise vor dem Abstellen der Brennkraftmaschine diese bereits eingespurt werden kann und ein Start nach dem Stillsetzen ohne Zeitverzögerung möglich ist.
2 zeigt ein dem Schwungrad 1 der 1 ähnliches Ausführungsbeispiel eines Schwungrads 101, das einen Drehschwingungsdämpfer 126 aufweist, der zwischen dem Primärteil 102 und dem Sekundärteil 3 wirksam ist und das Schwungrad 101 zu einem Zweimassenschwungrad macht. Verglichen mit dem Schwungrad 1 der 1 unterscheidet sich das Schwungrad 101 durch die Ausgestaltung des Primärteils 102. Als Eingangsteil und Masseteil dient ein mit der Kurbelwelle 11 verbundenes Deckelteil 127, das radial außen axial angeformt ist, und mit einem mit diesem verschweißten Flanschteil 128 eine fettbefüllte Kammer 131 für die Energiespeicher 129, 130 des zumindest zweistufigen Drehschwingungsdämpfers 126 bilden. Eingangsseitig werden die Energiespeicher 130 mittels aus dem Teilschnitt nicht ersichtlicher Beaufschlagungsmittel, die im Deckelteil 127 und/oder im Flanschteil 128 eingeformt sein können beaufschlagt, das Eingangsteil 131 der zweiten Dämpferstufe mit den Energiespeichern 130 ist mit dem Deckelteil 127 an nicht dargestellter Stelle fest verbunden und bildet gleichzeitig das Ausgangsteil für die erste Dämpferstufe mit den Energiespeichern 129. Das Ausgangsteil der zweiten Dämpferstufe und damit des gesamten Drehschwingungsdämpfers 126 bilden die Scheibenteile 132, 133, die mit dem Flanschteil 134 verbunden sind, das die unter 1 beschriebene Verzahnung 9 bildet.
Das Scheibenteil 21 ist auf dem axialen Ansatz 135 aufgenommen, das an seinem Innenumfang eine Aufnahmefläche 17 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 ausbildet.
Das Schwungrad 101 weist zwischen Primärteil 102 und Sekundärteil 3 eine Lagerung in Form eines Wälzlagers 136 auf. Infolge der Lagerung des Sekundärteils 3 auf der Getriebeeingangswelle 7 mittels des Gleitlagers 6 kann das Wälzlager 136 entfallen oder ein Pilotlager zwischen Kurbelwelle und Flanschteil 134 vorgesehen werden.
3 zeigt ein dem Schwungrad 101 der 2 ähnliches Ausgestaltungsbeispiel eines Schwungrads 201 mit einer geänderten Ausgestaltung der Anbindung des Primärteils 202 an das Sekundärteil 203. Hierzu ist das als Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers 226 wirksame Flanschteil 234 mit einem axialen Ansatz 208 versehen, der zum einen den Freilauf 18 und das Flanschteil 204 aufnimmt. Nach der Montage des Scheibenteils 215 und dem Freilauf 18, wird das Flanschteil 204 mit dem axialen Ansatz 208 des Ausgangsteils des Drehschwingungsdämpfers 226 verschweißt. Infolge der Aufnahme des Scheibenteils auf dem axi alen Ansatz 208, kann das Flanschteil 228 der Primärseite radial innen mit einem größeren Ausschnitt versehen werden. Die Abdichtung der Kammer 131 kann mittels einer Membran 237 erfolgen, die am Flanschteil 234 aufgenommen und gegen das Flanschteil 228 unter Zwischenlegung einer Dichtung verspannt ist.
Eine weitere Änderung ist am Scheibenteil 215 vorgesehen, das radial außen über einen axialen Ansatz 238 verfügt, in den die Anlasserverzahnung 239 vorzugsweise wekzeugfallend eingeformt ist. Die Anlasserverzahnung 239 kann gehärtet sein.
4 zeigt ein dem in der 2 dargestellten Schwungrad 101 ähnliches Schwungrad 301, das kein Sekundärteil aufweist. Vielmehr ist insbesondere zur Verwendung des Schwungrads in Getrieben ohne Reibungskupplung, beispielsweise CVT-Getrieben der als Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers dienende Flanschteil 334 direkt mit der Getriebeeingangswelle 7 verzahnt. Entsprechend der 1 ist das Scheibenteil 15 auf dem Flanschteil 128 aufgenommen.
5 zeigt ein dem Schwungrad 101 der 2 ähnliches Schwungrad 401, das im Unterschied zu diesem keine Anpressplatte aufweist. Stattdessen ist in dem Flanschteil 404 eine Schnittstelle, beispielsweise Verzahnung 437 vorgesehen, die eine Verbindung wie Steckverbindung zu einem weiteren Aggregat, beispielsweise zu einer Doppelkupplung, bilden kann. Das Scheibenteil 415 ist entsprechend dem Scheibenteil 215 in 3 ausgestaltet, wobei hierzu unterschiedlich das Scheibenteil 415 den Freilauf 18 radial umgreift, so dass eine Aufnahme des Freilaufs 18 am Außenumfang des am Scheibenteil 415 angeformten axialen Ansatzes 420 erfolgt, während in 3 die Aufnahme des Scheibenteils am Außenumfang des Freilaufs 18 erfolgt.

Claims

Schwungrad mit einem mittels Befestigungsmitteln an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommenen Primärteil und einem Sekundärteil sowie einem Anlasserzahnkranz, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlasserzahnkranz auf einem Scheibenteil vorgesehen ist, das axial zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil in eine Richtung verdrehbar aufgenommen ist.
Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenteil radial innerhalb der Befestigungsmittel aufgenommen ist.
Schwungrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenteil mittels eines Freilaufs am Primär- oder Sekundärteil aufgenommen ist.
Schwungrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenteil auf dem Primär- oder Sekundärteil gelagert ist.
Schwungrad nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf ein Kugellagerfreilauf ist.
Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Primär- oder Sekundärteil einen axial ausgerichteten Ansatz aufweist, an dem unter Zwischenlegung des Freilaufs das Scheibenteil mittels eines axialen Ansatzes aufgenommen ist.
Schwungrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Ansatz des Primär- oder Sekundärteils radial außerhalb des axialen Ansatzes des Scheibenteils angeordnet ist und diesen zumindest teilweise axial übergreift.
Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärteil und das Sekundärteil mittels eines axialen Ansatzes radial innerhalb des Scheibenteils miteinander verbunden sind.
Schwungrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Ansatz mit dem Primärteil und/oder dem Sekundärteil verschweißt ist.
Schwungrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Ansatz am Primärteil oder am Sekundärteil vorgesehen ist und mit dem Sekundärteil oder dem Primärteil eine Steckverbindung bildet.
Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in das Primärteil oder Sekundärteil ein Drehschwingungsdämpfer mit einem dem Primärteil zugeordneten Eingangsteil und einem dem Sekundärteil zugeordneten Ausgangsteil integriert ist.
Schwungrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärteil bei einem in Sekundärteil vorgesehenen Drehschwingungsdämpfer mit einem radial innerhalb des Scheibenteils angeordneten axialen Ansatz versehen ist, der mit dem Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfer verbunden ist.
Schwungrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärteil bei einem in Primärteil vorgesehenen Drehschwingungsdämpfer mit einem radial innerhalb des Scheibenteils angeordneten axialen Ansatz versehen ist, der mit dem Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfer verbunden ist.
Schwungrad nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Ansatz einteilig mit dem Primärteil beziehungsweise mit dem Sekundärteil verbunden und bei der Montage mit dem Eingangsteil beziehungsweise Ausgangsteil verschweißt wird oder eine Steckverbindung ausbildet.
Schwungrad nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Ansatz mit dem Eingangs- beziehungsweise Ausgangsteil fest verbunden ist und bei der Montage eine Steckverbindung oder Verschweißung mit dem Primär- beziehungsweise Sekundärteil erfolgt.
Schwungrad nach einem der Ansprüche 8 bis 10, 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Ansatz das Scheibenteil aufnimmt.
Schwungrad nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärteil mittels eines Lagers auf der Kurbelwelle, dem Primärteil und/oder einer Getriebeeingangswelle von der Kurbelwelle antreibbaren Getriebes verdrehbar gelagert ist.
Schwungrad mit einem mittels Befestigungsmitteln an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommenen Drehschwingungsdämpfer sowie einem Anlasserzahnkranz, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlasserzahnkranz auf einem Scheibenteil vorgesehen ist, das an der der Kurbelwelle abgewandten Seite des Drehschwingungsdämpfers in eine Richtung verdrehbar aufgenommen ist.