DE102010047447A1 - Flywheel for internal combustion engine, has friction surface for section carrying friction clutch and another section arranged radially outward on former section - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Schwungrad einer Brennkraftmaschine mit einem ersten an einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aufgenommen, eine Reibfläche für eine Reibungskupplung tragenden Abschnitt und einem radial außen am ersten Abschnitt angeordneten zweiten Abschnitt.The invention relates to a flywheel of an internal combustion engine with a first recorded on a crankshaft of the internal combustion engine, a friction surface for a friction coupling bearing portion and a radially outside of the first portion arranged second portion.
Derartige Schwungräder sind als sogenannte Einmassenschwungräder seit langem bekannt und werden an der Kurbelwelle von Brennkraftmaschinen aufgenommen. Dabei wird an diesen Schwungrädern eine sogenannte Kupplungsdruckplatte zur Bildung einer Reibungskupplung aufgenommen, wobei das Schwungrad als Gegendruckplatte dient und eine Reibfläche für die Reibbeläge einer Kupplungsscheibe aufweist.Such flywheels have long been known as so-called single-mass flywheels and are added to the crankshaft of internal combustion engines. In this case, a so-called clutch pressure plate for forming a friction clutch is added to these flywheels, wherein the flywheel serves as a counter-pressure plate and has a friction surface for the friction linings of a clutch disc.
Diese Schwungräder sind nach dem Stand der Technik aus Guss oder als Schmiedeteile hergestellt, die einer kostenaufwendigen spanenden Nachbearbeitung bedürfen. Weiterhin weisen diese bei einem für die entsprechende Brennkraftmaschine vorgegebenen Massenträgheitsmoment vergleichsweise hohe Massen auf, die den Treibstoffbedarf eines mit dem Schwungrad ausgestatteten Kraftfahrzeugs erhöhen.These flywheels are made in the prior art cast or as forgings, which require a costly machining finishing. Furthermore, these have comparatively high masses at a predetermined mass moment of inertia for the corresponding internal combustion engine, which increase the fuel requirement of a motor vehicle equipped with the flywheel.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Einmassenschwungrad vorzuschlagen, das kostengünstig herstellbar ist und eine bei vorgegebenem Massenträgheitsmoment vergleichsweise geringe Masse aufweist.The object of the invention is therefore to propose a Einmassenschwungrad that is inexpensive to produce and having a comparatively low mass at a given moment of inertia.
Die Aufgabe wird durch ein Schwungrad einer Brennkraftmaschine mit einem ersten an einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aufgenommen, eine Reibfläche für eine Reibungskupplung tragenden Abschnitt und einem radial außen am ersten Abschnitt angeordneten zweiten Abschnitt gelöst, wobei der zweite Abschnitt als Zusatzmasse in Form zumindest eines separaten, mit dem ersten Abschnitt verbundenen Bauteils ausgebildet ist. Durch die Trennung der Abschnitte in separate Teile kann insbesondere bei Verwendung von Stahl als Werkstoff für einen oder beide Abschnitte ein besonders vorteilhaftes Verhältnis zwischen Masse und Massenträgheitsmoment erzielt werden, da der erste Abschnitt als vergleichsweise dünnes Flanschteil ausgebildet werden kann, der an der Kurbelwelle aufgenommen ist, und der zweite Abschnitt in einem radial äußeren Bereich einen hohen Masseanteil aufweisen kann.The object is achieved by a flywheel of an internal combustion engine with a first recorded on a crankshaft of the internal combustion engine, a friction surface for a friction clutch bearing portion and a radially outwardly arranged on the first portion second portion, wherein the second portion as additional mass in the form of at least one separate, with The first portion of the connected component is formed. By separating the sections into separate parts, particularly when using steel as the material for one or both sections, a particularly advantageous relationship between mass and mass moment of inertia can be achieved, since the first section can be formed as a comparatively thin flange part which is received on the crankshaft , and the second portion may have a high mass fraction in a radially outer region.
Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest einer der beiden Abschnitte aus Blech mittels eines Umformverfahrens hergestellt ist. Auf diese Weise können bevorzugt werkzeugfallende Teile hergestellt werden, die keiner weiteren Bearbeitung bedürfen und daher kostengünstig hergestellt werden können. Dabei können zur weiteren Reduktion der Masse des ersten Abschnitts Öffnungen vorgesehen sein, die in einem aus Blech hergestellten ersten Abschnitt radial außerhalb und/oder radial innerhalb der Reibfläche über den Umfang verteilt ausgenommen sind. Bei entsprechender Anordnung können diese Öffnungen nicht nur der Massereduzierung des ersten Abschnitts dienen sondern erzeugen vielmehr einen Kühlstrom um die Reibfläche, so dass die auf dem Schwungrad aufgenommene und durch diese gebildete Reibungskupplung besonders effektiv gekühlt wird. Zur Erhöhung der Festigkeit der Öffnungen insbesondere zur Erhöhung der Festigkeit bei auftretenden Axial- und Taumelschwingungen der Kurbelwelle können diese in Randbereichen und insbesondere Ecken angeprägt sein.It has proven to be advantageous if at least one of the two sections is made of sheet metal by means of a forming process. In this way, preferably tool-falling parts can be produced that require no further processing and therefore can be produced inexpensively. In this case, to further reduce the mass of the first section openings may be provided which are distributed in a first section made of sheet metal radially outside and / or radially within the friction surface distributed over the circumference. With appropriate arrangement, these openings can not only serve to reduce the mass of the first section but rather generate a cooling flow around the friction surface, so that the recorded on the flywheel and formed by these friction clutch is cooled particularly effectively. To increase the strength of the openings, in particular to increase the strength in the event of axial and tumbling oscillations of the crankshaft, they can be embossed in edge regions and in particular corners.
Die Aufnahme des zweiten Abschnitts auf dem ersten Abschnitt kann formschlüssig, beispielsweise mittels Nieten, Schrauben, Verstemmung oder einander übergreifender Elemente wie Blechfinger, reibschlüssig beispielsweise mittels eines Presssitzes und/oder stoffschlüssig beispielsweise mittels Verschweißung erfolgen.The inclusion of the second portion on the first portion may be positively, for example by means of rivets, screws, caulking or cross-over elements such as sheet metal finger, frictionally, for example by means of a press fit and / or cohesively, for example by means of welding.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel können zur Befestigung eines Abschnitts auf dem anderen in einem aus Blech hergestellten Abschnitt axial ausgeformte und über den Umfang verteilte Nietwarzen vorgesehen sein. Mittels dieser Nietwarzen kann der andere Abschnitt vernietet werden oder alternativ verliersicher mit den Nietwarzen verpresst sein, wobei zur endgültigen Fixierung der beiden Abschnitte aufeinander Befestigungsmittels wie Schrauben dienen können, mittels derer die Kupplungsdruckplatte auf dem ersten Abschnitt aufgenommen ist. Im Falle der Verwendung von Schrauben können Gewinde für diese ausschließlich in den zweiten Abschnitt geschnitten oder gerollt sein und die Schrauben durch entsprechende Öffnungen im ersten Abschnitt geführt sein. Dabei kann die Kupplungsdruckplatte mittels Passbohrungen und komplementären Passstiften auf dem ersten Abschnitt zentriert sein, dieser wird auf der Kurbelwelle zentriert.According to an advantageous embodiment, axially fixed and distributed over the circumference rivets can be provided for fixing a portion on the other in a section made of sheet metal. By means of these rivets, the other portion can be riveted or alternatively be pressed captive with the Nietwarzen, with the final fixation of the two sections can serve each other fastening means such as screws, by means of which the clutch pressure plate is accommodated on the first section. In the case of using screws, threads for these may only be cut or rolled in the second section and the screws passed through corresponding openings in the first section. In this case, the clutch pressure plate can be centered on the first section by means of fitting bores and complementary dowel pins, this is centered on the crankshaft.
Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken kann ein Anlasserzahnkranz zum Eingriff eines Anlassers für die Brennkraftmaschine am Außenumfang des ersten Abschnitts fest aufgenommen, beispielsweise aufgeschrumpft sein. Der Anlasserzahnkranz kann dabei als Messering ausgestaltet werden und das Massenträgheitsmoment zusammen mit dem zweiten Abschnitt hauptsächlich ausbilden. Der zweite Abschnitt kann den Innenumfang des Anlasserzahnkranzes radial übergreifen und abhängig von der Eingriffsrichtung des Anlassers soweit radial erweitert werden, dass die Außenumfänge des Anlasserzahnkranzes und des zweiten Abschnitts bevorzugterweise gemeinsam den radialen Bauraum des Schwungrads begrenzen.According to a further inventive concept, a starter ring gear for engaging a starter for the internal combustion engine on the outer circumference of the first portion can be firmly taken, for example, shrunk. The starter ring gear can be configured as a knife ring and form the mass moment of inertia together with the second section mainly. The second portion may radially overlap the inner circumference of the starter ring gear and be radially expanded depending on the direction of engagement of the starter, that the outer circumferences of the starter ring gear and the second portion together preferably limit the radial space of the flywheel.
Zur effektiven Ausbildung einer Trägheitsmasse kann der zweite, aus Blech gebildete Abschnitt zumindest einfach gefaltet sein, wobei die gefalteten Blechabschnitte vorzugsweise aneinander angelegt sind. Je nach vorhandenem Bauraum und Herstellungsvorgaben kann eine Faltung des zweiten Abschnitts in radiale, axiale oder gewinkelte Richtung erfolgen. Das durch Faltung gebildete Blechpaket kann axial benachbart zum ersten Abschnitt oder radial außerhalb des ersten Abschnitts angeordnet werden. For the effective formation of an inertial mass, the second section formed from sheet metal can be at least simply folded, wherein the folded sheet metal sections are preferably applied to one another. Depending on the available installation space and manufacturing specifications, a folding of the second section can take place in the radial, axial or angled direction. The laminated core formed by folding can be arranged axially adjacent to the first section or radially outside the first section.
Die axiale Position des ersten Abschnitts in Form eines aus Blech gebildeten Flanschteils kann durch entsprechende Topfung im Kurbelwellenbereich vorgesehen werden. Weiterhin können in dem ersten und/oder zweiten Abschnitt mittels Öffnungen oder Topfung Freiräume für die Befestigungsmittel wie Schrauben zur Aufnahme der Kupplungsdruckplatte auf dem ersten Abschnitt vorgesehen sein.The axial position of the first portion in the form of a flange formed from sheet metal part can be provided by appropriate Topfung in the crankshaft area. Furthermore, in the first and / or second section by means of openings or cupping free spaces for the fastening means may be provided as screws for receiving the clutch pressure plate on the first section.
Der zweite Abschnitt kann neben eines aus Blech gestanzten Ringteils aus Band- oder Stangenmaterial gebildet sein, das auf den Einsatzdurchmesser vorgebogen wird, so dass ein entsprechender Stanzabfall vermieden werden kann. Weiterhin haben sich über den Umfang verteilte, kreissegmentförmige Massesegmente als vorteilhaft erwiesen, die den zweiten Abschnitt bilden und mit dem ersten Abschnitt fest verbunden sind. Mehrere axial aufeinander geschichtete Massesegmente können vorgesehen sein.The second portion can be formed next to a stamped sheet metal ring part of strip or rod material, which is pre-bent to the insert diameter, so that a corresponding punching waste can be avoided. Furthermore, distributed over the circumference, circular segment-shaped mass segments have proved to be advantageous, which form the second section and are firmly connected to the first section. Several axially stacked mass segments can be provided.
Zur Ausbildung einer insbesondere gegen Rupfen vorbereiteten Reibfläche kann diese strukturiert vorgesehen sein, indem diese beispielsweise eine Strukturprägung aufweist, die nach der Herstellung aufgebracht wird oder bereits im Rohmaterial über die gesamte Fläche des ersten Abschnitts beispielsweise bereits im Walzwerk vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest die Reibfläche mittels Sandstrahlverfahren, Flammspritzverfahren wie Hochgeschwindigkeitsflammspritzverfahren oder Lichtbogenspritzverfahren behandelt werden.In order to form a friction surface prepared in particular for plucking, it can be provided in a structured manner, for example by having a structure embossing which is applied after production or is already provided in the raw material over the entire surface of the first section, for example already in the rolling mill. Alternatively or additionally, at least the friction surface can be treated by means of a sand blasting method, flame spraying method, such as high-speed flame spraying method or arc spraying method.
Das Schwungrad kann einen aus Blech hergestellten Geberring mit Markierungen zur Steuerung der Brennkraftmaschine enthalten, der aus Blech als Ronde oder aus Flachmaterial gestanzt sein kann und direkt auf dem ersten oder zweiten Abschnitt befestigt wie aufgeschrumpft oder angeschweißt sein kann. Alternativ kann der Geberring in einen der beiden aus Blech hergestellten Abschnitte integriert sein.The flywheel may include a donor ring made of sheet metal with markings for controlling the internal combustion engine, which may be stamped from sheet metal as a blank or from sheet material and fastened directly to the first or second section as shrunk or welded. Alternatively, the donor ring can be integrated into one of the two sections made of sheet metal.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der erste Abschnitt aus einem spanend in einer einzigen Aufspannung an in dem Abschnitt vorgesehenen Fenstern überarbeiteten Gussteil hergestellt. Hierbei werden in dem Gussteil werkzeugfallend über den Umfang verteilt Fenster vorgesehen, die der Gewichtsersparnis und der Kühlung der Reibfläche dienen. An diesen Fenstern kann das Gussteil aufgenommen werden, so dass das Gussteil im Gegensatz zu am Außenumfang gespannten Gussteilen von beiden Seiten in einer einzigen Aufspannung von beiden Seiten von entsprechenden Bearbeitungszentren bearbeitet werden kann. Gemäß dem erfinderischen Gedanken können bei einem aus einem Gussteil hergestellten Markierungen wie Geberverzahnung am Außenumfang des Gussteils angegossen sein und spanend überarbeitet werden.According to a further advantageous embodiment, the first section is made of a machined in a single set of provided in the section windows windows cast part. In this case, tools distributed over the circumference are provided in the casting in the casting, which serve to save weight and to cool the friction surface. The casting can be accommodated on these windows, so that the casting, unlike castings stretched on the outer circumference, can be machined from both sides by corresponding machining centers from both sides in a single clamping. According to the inventive concept, in the case of a marking produced from a casting, such as encoder teeth, it may be cast on the outer circumference of the casting and be machined.
Gemäß der Offenbarung der Anmeldungsunterlagen werden Ausführungsbeispiele für ein Einmassenschwungrad vorgeschlagen, deren Verhältnis zwischen Masse und Massenträgheitsmoment kleiner 85 m–2, vorzugsweise kleiner 82 m–2 ist. Derartige Schwungräder tragen daher zu einer Kraftstoffersparnis infolge einer verminderten Masse bei, obwohl ein auf die Brennkraftmaschine abgestimmtes Massenträgheitsmoment erzielt werden kann.According to the disclosure of the application documents, embodiments are proposed for a single-mass flywheel whose ratio between mass and moment of inertia is less than 85 m -2 , preferably less than 82 m -2 . Therefore, such flywheels contribute to fuel economy due to a reduced mass, although a mass moment of inertia tuned to the engine can be achieved.
Die Erfindung wird anhand der in den
Die
Der zweite Ansatz
Zur Ausbildung der Reibungskupplung weist das Schwungrad
In Abänderung zum Schwungrad
Die
Die
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schwungradflywheel
- 1a1a
- Schwungradflywheel
- 1b1b
- Schwungradflywheel
- 1c1c
- Schwungradflywheel
- 1d1d
- Schwungradflywheel
- 1e1e
- Schwungradflywheel
- 1f1f
- Schwungradflywheel
- 1g1g
- Schwungradflywheel
- 22
- erster Abschnittfirst section
- 2a2a
- erster Abschnittfirst section
- 2b2 B
- erster Abschnittfirst section
- 2c2c
- erster Abschnittfirst section
- 2d2d
- erster Abschnittfirst section
- 2e2e
- erster Abschnittfirst section
- 2f2f
- erster Abschnittfirst section
- 2g2g
- erster Abschnittfirst section
- 33
- Flanschteilflange
- 3a3a
- Flanschteilflange
- 44
- zweiter Abschnittsecond part
- 4a4a
- zweiter Abschnittsecond part
- 4b4b
- zweiter Abschnittsecond part
- 4c4c
- zweiter Abschnittsecond part
- 4d4d
- zweiter Abschnittsecond part
- 4e4e
- zweiter Abschnittsecond part
- 4g4g
- zweiter Abschnittsecond part
- 55
- Zusatzmasseadditional mass
- 66
- AnlasserzahnkranzStarter gear
- 6a6a
- AnlasserzahnkranzStarter gear
- 77
- Öffnungopening
- 88th
- Nietwarzerivet boss
- 99
- Öffnungopening
- 1010
- Öffnungopening
- 1111
- Passbohrungfitting bore
- 1212
- Reibflächefriction surface
- 1313
- Fensterwindow
- 1414
- Fensterwindow
- 1515
- Blechpaketlaminated core
- 15a15a
- Blechpaketlaminated core
- 1616
- Freiraumfree space
- 1717
- Metallplättchenmetal plates
- 1818
- Ansatzapproach
- 18a18a
- Ansatzapproach
- 1919
- Passstiftdowel
- 2020
- Markierungmark
- 2121
- Öffnungopening
- 2222
- Verstärkungsscheibereinforcing washer
- 2323
- Massesegmentmass segment
- 2424
- Massesegmentmass segment
- 2525
- Schlitzslot
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120827 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140218 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140218 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150407 |
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