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Die
vorliegende Erfindung betrifft Kopplungsvorrichtungen zur kraftschlüssigen
Verbindung eines Motors mit dem Getriebe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere
Kopplungsvorrichtungen mit einem Zweimassen-Schwungrad.
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Üblicherweise
umfasst eine Kopplungsvorrichtung ein Schwungrad, das kraftschlüssig
mit der Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors verbunden ist. Um
die von diesem Motor kommenden Geräusche und Vibrationen
abzubauen, kann das Schwungrad herkömmlicherweise primäre
und sekundäre Schwungradorgane umfassen, die durch Dämpfungsmittel
miteinander verbunden sind. Ein derartiges Schwungrad wird als Zweimassen-Dämpfungsschwungrad
bezeichnet.
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Eine
Kopplungsvorrichtung mit einem Zweimassen-Dämpfungsschwungrad
wird beispielsweise in der Druckschrift
FR 2 826 421 beschrieben.
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In
dieser Druckschrift weisen das primäre und das sekundäre
Schwungradorgan rotationssymmetrische Gesamtformen auf, wobei sie
in etwa koaxial angeordnet sind.
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Die
Dämpfungsmittel sind in einer dichten Aufnahme gelagert,
die durch das Primär- und das Sekundärorgan sowie
durch ein Dichtungsorgan mit rotationssymmetrischer Gesamtform begrenzt
ist. Dieses Dichtungsorgan hat vor allem die Aufgabe, die Dämpfungsmittel
vor eventuellen Abriebpartikeln zu schützen und die Befüllung
der Aufnahme mit einem Schmiermittel zu ermöglichen.
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Das
Primär- und das Sekundärorgan sind drehbeweglich
zueinander gelagert. Das Primärorgan umfasst ein als Nabe
dienendes Organ, das Führungsmittel zur Drehführung
des Sekundärorgans trägt.
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Die
Führungsmittel umfassend mindestens ein als Lagerung dienendes
Gleitorgan mit rotationssymmetrischer Gesamtform, das zwischen komplementären
Flächen des Primär- und des Sekundärorgans
eingefügt ist. In der
FR
2 826 421 enthält das Gleitorgan einen radialen
ringförmigen Teil, der sich senkrecht zu seiner Drehachse
erstreckt, und einen axialen ringförmigen Teil, der parallel
zu seiner Drehachse verläuft.
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Das
Gleitorgan ist besonders verschleißanfällig, da
es sich ständig in Kontakt mit dem Primär- und
dem Sekundärorgan befindet, die drehbeweglich zueinander
gelagert sind.
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Um
den Verschleiß des Gleitorgans einzudämmen, sind
die Oberflächen des Primär- und des Sekundärorgans üblicherweise
poliert, um ihren Reibungskoeffizienten zu verringern. Dazu werden
diese Oberflächen durch maschinelle Bearbeitungen und andere
Oberflächenbehandlungen behandelt, etwa durch Glattwalzen,
Schleifpolieren usw.
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Derartige
Arbeiten sind in der Regel mit einem hohen Kostenaufwand verbunden,
vor allem weil das Primär- und das Sekundärorgan üblicherweise
erhebliche Massen aufweisen, wodurch ihre Handhabung entsprechend
erschwert wird. Darüber hinaus müssen im Anschluss
an die Arbeiten zur Oberflächenbehandlung Kontrollen zur Überprüfung der
Rauhigkeit der behandelten Oberflächen durchgeführt
werden.
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Der
Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile
durch ein Zweimassen-Dämpfungsschwungrad zu beseitigen,
dessen Gleitorgan relativ verschleißgeschützt
ist, ohne dass dazu kostenaufwendige Behandlungen einer der Oberflächen
zumindest des Primär- und des Sekundärorgans des
Schwungrads erforderlich wären.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Zweimassen-Dämpfungsschwungrad nach
Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Wesentlich
bei der erfindungsgemäßen Lösung ist
es, dass das Zweimassen-Dämpfungsschwungrad folgende Teile
umfasst:
- – ein primäres und
ein sekundäres Schwungradorgan mit rotationssymmetrischen
Gesamtformen bezogen auf eine Achse und mit in etwa koaxialer Anordnung,
die drehbeweglich zueinander gelagert und anhand von Dämpfungsmitteln
miteinander verbunden sind,
- – ein Dichtungsorgan mit rotationssymmetrischer Gesamtform
bezogen auf die Achse des Primär- und Sekundärorgans,
das zusammen mit dem Primär- und Sekundärorgan
eine dichte Aufnahme für die Dämpfungsmittel begrenzt,
- – Mittel zur Drehführung des Primär-
und Sekundärorgans im Verhältnis zueinander, die
mindestens ein zwischen dem Primärorgan und dem Sekundärorgan
eingefügtes Gleitorgan umfassen,
wobei das Dichtungsorgan
radial zu seiner Achse hin durch einen Gleitteil verlängert
wird, der zwischen dem Gleitorgan und mindestens einem zwischen dem
Primär- und Sekundärorgan ausgewählten
Organ eingefügt ist.
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Ein
derartiges Zweimassen-Dämpfungsschwungrad ist insofern
vorteilhaft, als eine Behandlung der Oberflächen des Dichtungsorgans
einfacher und kostengünstiger durchzuführen ist
als die des Primär- und des Sekundärorgans.
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Das
Dichtungsorgan bildet somit ein Zwischenelement zwischen dem Gleitorgan
und dem Primär- bzw. dem Sekundärorgan, wobei
es Gleitflächen mit niedrigem Reibungskoeffizienten aufweist,
so dass sich der Verschleiß des Reiborgans entsprechend
verringern lässt.
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Darüber
hinaus ist darauf hinzuweisen, dass ein herkömmliches Zweimassen-Dämpfungsschwungrad üblicherweise
bereits ein Dichtungsorgan umfasst, so dass die Erfindung keine
zusätzlichen Elemente erfordert, sondern nur eine entsprechende Änderung
des Dichtungsorgans. Die Erfindung beinhaltet daher nicht die Notwendigkeit
einer speziellen Veränderung der Montagelinie und somit keine
Erhöhung der Produktionskosten.
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Ein
erfindungsgemäßes Zweimassen-Dämpfungsschwungrad
kann ferner eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
- – Das Gleitorgan hat eine rotationssymmetrische Gesamtform
und umfasst einen radialen ringförmigen Teil, der sich
senkrecht zu seiner Achse erstreckt, und einen axialen ringförmigen
Teil, der sich parallel zu seiner Achse erstreckt, wobei der Gleitteil
des Dichtungsorgans mit dem radialen ringförmigen Teil
des Gleitorgans zusammenwirkt.
- – Der Gleitteil des Dichtungsorgans ist drehfest mit
dem Gleitorgan verbunden.
- – Das Dichtungsorgan umfasst ein tiefgezogenes Blech.
- – Der Gleitteil des Dichtungsorgans hat eine Oberfläche,
die mit einem Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten bedeckt
ist, um die Gleitfähigkeit zu verbessern.
- – Der Gleitteil des Dichtungsorgans hat eine Oberfläche,
die mit einem Schmiermittel überzogen ist.
- – Das Primärorgan und/oder das Sekundärorgan umfasst
mindestens einen Teil aus Gusseisen, wobei der Gleitteil des Dichtungsorgans
zwischen dem Gleitorgan und diesem Gussteil eingefügt ist.
- – Das Primärorgan ist dazu bestimmt, drehfest
mit einer Kurbelwelle eines Motors des Kraftfahrzeugs verbunden
zu werden, und das Sekundärorgan ist dazu bestimmt, drehfest
mit einer Gegenanpressplatte eines Kupplungsmechanismus des Kraftfahrzeugs
verbunden zu werden.
- – Das Dichtungsorgan ist drehfest mit dem Sekundärorgan
verbunden und der Gleitteil des Dichtungsorgans ist zwischen dem
Sekundärorgan und dem Gleitorgan eingefügt.
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Außerdem
hat die Erfindung eine Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit einem Zweimassen-Dämpfungsschwungrad gemäß der
vorstehenden Definition zum Gegenstand.
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Das
Verständnis der Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung
erleichtert, die nur als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
angeführt wird. Darin zeigen im Einzelnen:
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1:
eine Axialschnittansicht eines Zweimassen-Dämpfungsschwungrads
nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2:
eine Axialschnittansicht eines Dichtungsorgans, mit dem das Zweimassen-Dämpfungsschwungrad
von 1 ausgerüstet ist.
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In 1 ist
ein Zweimassen-Dämpfungsschwungrad 10 für
eine Kraftfahrzeugkupplung nach einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt worden. Herkömmlicherweise hat
eine solche Kupplung die Aufgabe, eine kraftschlüssige
Verbindung zwischen dem Motor und dem Getriebe eines Kraftfahrzeugs
herzustellen.
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Das
Zweimassen-Dämpfungsschwungrad 10 umfasst herkömmliche
Mittel 12 zur drehfesten Verbindung dieses Zweimassen-Dämpfungsschwungrads 10 mit
einer Kurbelwelle des Motors. Zu den Verbindungsmitteln 12 gehören
zum Beispiel Schrauben.
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Das
Zweimassen-Dämpfungsschwungrad 10 umfasst ein
primäres 14 und ein sekundäres 15 Schwungradorgan
mit rotationssymmetrischen Gesamtformen und mit in etwa koaxialer
Anordnung mit einer gemeinsamen Achse X. Das Primärorgan 14 und
das Sekundärorgan 15 umfassen ein Primärschwungrad 16 bzw.
ein Sekundärschwungrad 17, die vorzugsweise aus
Gusseisen ausgeführt sind.
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Das
Primärschwungrad 16 trägt die Mittel 12 zur
drehfesten Verbindung, während das Sekundärschwungrad 17 dazu
bestimmt ist, eine Gegenanpressplatte 18 eines Kupplungsmechanismus
zu tragen. Herkömmlicherweise ist diese Gegenanpressplatte
dazu bestimmt, eine drehfest mit einer Getriebewelle verbundene
Reibungskupplungsscheibe gegen eine drehfest mit dem Sekundärschwungrad 17 verbundene
Druckplatte anzudrücken, wenn sich die Kupplung in eingerückter
oder eingekuppelter Position befindet.
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Das
Sekundärorgan 15 ist drehbar an einer Nabe 19 des
Primärorgans 14 gelagert. Die Nabe 19 ist
einstückig mit dem Primärschwungrad 16 ausgeführt;
sie könnte aber als Variante auch an diesem Primärschwungrad 16 angefügt
sein.
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An
der Nabe 19 sind Mittel 20 zur Drehführung
des Sekundärschwungrads 17 angeordnet. Diese Führungsmittel 20 umfassen
ein als Lagerung dienendes Gleitorgan 21, von dem zumindest
ein Teil radial zwischen der Nabe 19 und dem Sekundärorgan 15 eingefügt
ist.
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Das
Gleitorgan 21 hat eine rotationssymmetrische Gesamtform
bezogen auf die Achse X. In dem veranschaulichten Beispiel umfasst
das Gleitorgan 21 zwei separate Elemente. So gehören
zum Gleitorgan 21 ein radiales ringförmiges Element 22,
das einen radialen ringförmigen Teil des Gleitorgans 21 bildet
und senkrecht zu seiner Achse X verläuft, und ein axiales
ringförmiges Element 23, das einen axialen ringförmigen
Teil des Gleitorgans 21 bildet und sich parallel zu seiner
Achse X erstreckt.
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Das
radiale ringförmige Element 22 ist zum Beispiel
eine Gleitscheibe, die axial zwischen einer Schulter 24 der
Nabe 19 und dem Sekundärschwungrad 17 eingefügt
ist.
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Das
radiale ringförmige Element 22 ist vorzugsweise
drehbeweglich zwischen dem Primärschwungrad 16 und
dem Sekundärschwungrad 17 eingebaut. Dieses radiale
ringförmige Element 22 weist daher zwei Gleitflächen
auf, die mit dem Primärorgan 14 bzw. mit dem Sekundärorgan 15 zusammenwirken.
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Das
radiale ringförmige Organ 22 ist dazu bestimmt,
die axialen Beanspruchungen aufzunehmen, die durch das Sekundärorgan 15 auf
das Primärorgan 14 ausgeübt werden. Diese
axialen Beanspruchungen sind dadurch bedingt, dass die am Sekundärorgan 15 angebrachte
Gegenanpressplatte 18 während der Benutzung der
Kupplung, vor allem beim Anpressen der Reibungskupplungsscheibe
an dieser Gegenanpressplatte, axialen Beanspruchungen ausgesetzt
ist.
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Das
axiale ringförmige Element 23 ist dazu bestimmt,
die durch das Sekundärorgan 15 auf das Primärorgan 14 ausgeübten
radialen Beanspruchungen aufzunehmen. Diese Beanspruchungen werden hauptsächlich
durch die Fliehkraft und das Gewicht des Sekundärorgans 15 erzeugt.
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Das
axiale ringförmige Element 23 ist vorzugsweise
drehfest mit dem Primärorgan 14 oder mit dem Sekundärorgan 15 verbunden.
Das axiale ringförmige Element 23 weist dann nur
eine Gleitfläche auf, die mit dem anderen Organ, mit dem
Sekundärorgan 15 oder mit dem Primärorgan 14,
zusammenwirkt.
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Das
radiale 22 und das axiale 23 ringförmige Element
bestehen vorzugsweise aus Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten
oder aus Werkstoffen mit Zusatz von Festschmierstoffen vom Typ MoS2 oder mit Zusätzen vom Typ Silikon.
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Als
Variante kann jedes ringförmige Element 22, 23 eine
Mehrschichtstruktur aufweisen, mit einem Metallsubstrat, das aufeinander
folgende Schichten aus Metallwerkstoffen oder Polymeren trägt,
bzw. mit festen oder viskosen Schmierstoffen, die in die Zwischenräume
des Substrats und/oder der aufeinander folgenden Schichten imprägniert
sind.
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Nach
einer nicht dargestellten Variante könnten der radiale 22 und
der axiale 23 ringförmige Teil einstückig
ausgeführt sein, wobei das Gleitorgan 21 dann
nur aus einem einzigen Element bestünde.
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Das
Primärorgan 14 und das Sekundärorgan 15 des
Schwungrads sind anhand von herkömmlichen umfangsmäßig
wirksamen Dämpfungsmitteln 26 kraftschlüssig
miteinander verbunden, deren Aufgabe darin besteht, die vom Motor
kommenden Vibrationen zu abzubauen. Die Dämpfungsmittel 26 umfassen
elastische Mittel 28 und Reibungsmittel 30 in herkömmlicher
Ausführung.
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Die
Reibungsmittel 30 umfassen eine erste Reibscheibe 32,
die drehfest mit dem Primärorgan 14 verbunden
ist, was anhand einer Trägerscheibe 34 erfolgt,
die beispielsweise mit Hilfe von Befestigungsmitteln 12 am
Primärschwungrad 16 befestigt ist.
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Außerdem
umfassen die Reibungsmittel 30 eine zweite Reibscheibe 36,
die drehfest mit dem Sekundärorgan 15 verbunden
ist. Eine Auflagescheibe 37 in der Ausführung
als gewölbte Federscheibe oder Tellerfeder, die zwischen
einem an der Trägerscheibe 34 angebrachten Anschlag 34A und
der ersten Reibscheibe 32 eingefügt ist, sorgt
für eine Druckbeanspruchung der ersten Reibscheibe 32 gegen
die zweite Reibscheibe 36.
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Die
elastischen Mittel 28 umfassen umfangsmäßig
wirksame elastische Organe 38, die in Umfangsrichtung zwischen
ersten Umfangsauflagemitteln, die an einem Auflageorgan 40 des
Primärorgans 14 angeordnet sind, und zweiten Umfangsauflagemitteln
eingefügt sind, die an einer Flachscheibe 42 angeordnet
sind, die mit Hilfe von Befestigungsmitteln 44, zu denen
beispielsweise Niete gehören, am Sekundärschwungrad 17 befestigt
ist.
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Die
elastischen Mittel 28 sind in einer durch das Primärschwungrad 16 und
das Sekundärschwungrad 17 begrenzten Aufnahme 46 angeordnet.
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Um
die elastischen Organe 38 vor eventuellen Abriebpartikeln
zu schützen, welche die Funktionsfähigkeit dieser
elastischen Organe beeinträchtigen oder sie beschädigen
könnten, enthält die Aufnahme 46 Dichtungsmittel 48.
Außerdem ist die Aufnahme 46 mit einem Schmiermittel,
vorzugsweise mit Schmierfett, befüllt, um den Verschleiß der
elastischen Mittel 28 zu begrenzen. Die Aufnahme muss daher
auch ausreichend abgedichtet sein, um das Austreten von Schmiermittel
aus der Aufnahme unter dem Einfluss der Bewegungen der elastischen
Organe 38 im Innern der Aufnahme 46 und unter
der Einwirkung der Fliehkraft, der das Zweimassen-Dämpfungsschwungrad 10 ausgesetzt
ist, zu verhindern.
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Die
Dichtungsmittel 48 umfassen ein am Primärschwungrad 16 befestigtes
Verschlussorgan 50 und ein Dichtungsorgan 52,
das anhand von Nieten 44 am Sekundärschwungrad 17 befestigt
ist und durch elastisches Andrücken mit dem Verschlussorgan 50 zusammenwirkt,
um eine ausreichende Abdichtung herbeizuführen.
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Das
Dichtungsorgan 52, das in 2 detaillierter
dargestellt ist, hat eine rotationssymmetrische Gesamtform bezogen
auf die Achse X.
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Dieses
Dichtungsorgan 52 besteht vorzugsweise aus tiefgezogenem
Metallblech. Als Variante könnte das Dichtungsorgan 52 auch
aus einem Verbundwerkstoff mit Polymermatrix und Faserverstärkungen
ausgeführt sein.
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Das
Dichtungsorgan 52 wird radial zu seiner Achse X hin durch
einen Gleitteil 54 verlängert, der zwischen dem
radialen Teil 22 des Gleitorgans 21 und dem Sekundärschwungrad 17 eingefügt
ist.
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Dieser
Gleitteil 54, der sich einfacher behandeln lässt
als das Sekundärschwungrad 17 aus Gusseisen, ermöglicht
die Schaffung einer Oberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten
für das Zusammenwirken mit dem radialen Teil 22 des
Gleitorgans 21.
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In
diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass die Oberfläche
des Gleitteils 54 im Hinblick auf eine Verringerung des
Reibungskoeffizienten dieser Fläche mit einem Beschichtungsmaterial mit
niedrigem Reibungskoeffizienten, beispielsweise mit einem Kunststoff
oder einem geschmierten Polymerharz (mit Zusatz von fluorierten
Harzen oder Polymeren, von MoS2, Graphit,
flüssigem oder festem Silikon oder sonstigen Gleitzusätzen),
versehen oder mit Schmierstoff überzogen sein könnte.
Diese Beschichtung bzw. dieser Schmierstoffüberzug könnte das
gesamte Dichtungsorgan 52 bedecken, um es gegen Korrosion
zu schützen und/oder um ein leichteres Gleiten für
die Schneid- bzw. Tiefziehwerkzeuge bei der Herstellung des Dichtungsorgans
zu ermöglichen.
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Ferner
ist darauf hinzuweisen, dass der Gleitteil 54 gemäß der
beschriebenen Ausführungsart zwar zwischen dem radialen
Teil 22 des Gleitorgans 21 und dem Sekundärorgan 15 eingefügt
ist, dieser Gleitteil aber als Variante auch zwischen dem radialen
Teil 22 des Gleitorgans 21 und der Schulter 24 der
Nabe 19 des Primärorgans 14 eingefügt
sein könnte.
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Nach
einer anderen Variante könnte der Gleitteil 54 drehfest
mit dem Gleitorgan 21 verbunden sein. In diesem Fall könnte
der radiale Teil 22 des Gleitorgans 21 direkt
aus einer Beschichtung des Dichtungsorgans 52 bestehen.
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Insoweit
das Dichtungsorgan 52 sowohl eine Funktion zur Abdichtung
der Aufnahme 46 als auch eine Gleitfunktion gegenüber
dem Gleitorgan 21 erfüllt, entfällt auf
jeden Fall die Notwendigkeit, zwei Elemente für diese beiden
Funktionen zu verwenden, wodurch sich die Herstellungskosten für
das Zweimassen-Dämpfungsschwungrad 10 entsprechend verringern
lassen.
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Darüber
hinaus kann die Positionierung dieses Dichtungsorgans 52 einfach
anhand einer einzigen Positioniervorrichtung vorgenommen werden, wodurch
sich der Zusammenbau entsprechend vereinfacht.
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Denn
das Dichtungsorgan 52 wird ähnlich wie herkömmliche
Dichtungsorgane montiert, das heißt durch Niete oder anhand
von geeigneten Erhebungen, die bereits für die Befestigung
des Dichtungsorgans 52 vorgesehen sind. Das Dichtungsorgan 52 wird
daher durch seinen Umfangsteil statt durch seinen radial mittleren
Teil zentriert.
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Dadurch
lässt sich ein Verschleißproblem am Gleitteil 54 vermeiden,
das auftreten würde, wenn dieser Gleitteil 54 ein
um die Nabe 19 drehbewegliches Element wäre. Ein
solcher Verschleiß hätte die Entstehung eines
axialen Spiels am Gleitteil 54, zwischen diesem Gleitteil 54 und
der Nabe 19 zur Folge, wodurch wiederum Vibrationen erzeugt
würden.
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Abschließend
ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend
beschriebene Ausführungsart beschränkt ist.
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So
könnte als Variante das Dichtungsorgan insbesondere an
seinem radial inneren Umfang axiale Ansätze oder eine Einfassung
aufweisen, die zwischen dem axialen ringförmigen Element 23 und
dem Primär- oder Sekundärorgan eingefügt
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - FR 2826421 [0003, 0007]