DE102011016988A1

DE102011016988A1 - Axialgleitlager

Info

Publication number: DE102011016988A1
Application number: DE102011016988A
Authority: DE
Inventors: Ralf Edl; Pascal Strasser; Hartmut Mende
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2011-12-29

Abstract

Ein Axialgleitlager zur Lagerung einer Primärscheibe eines Zweimassenschwungrads mit einer Sekundärscheibe des Zweimassenschwungrads weist einen Lagerring zur Befestigung mit der Sekundärscheibe und eine zur Primärscheibe weisende Gleitfläche zum gleitenden Kontakt an einer Gegenfläche auf. Erfindungsgemäß ist eine zur Primärscheibe weisende Lagerseite des Lagerrings am radial inneren Ende des Lagerrings, bezogen auf die Lagerseite im Bereich der Gleitfläche in Richtung von der Primärscheibe weg axial beabstandet. Durch die axiale Beabstandung am radial inneren Ende des Lagerrings kann das axiale Gleitlager ohne zwischengeschaltete Kunststoffhülse direkt an der Primärscheibe des Zweimassenschwungrads abgleiten, ohne an einem Anbindungsbogen zwischen eine Nabe der Primärscheibe und einer vertikal verlaufenden Außenseite der Primärscheibe anzuschlagen. Dies ermöglicht eine verbesserte Wärmeabfuhr, so dass die Lebensdauer des Axialgleitlagers erhöht ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Axialgleitlager, mit dessen Hilfe eine Primärscheibe eines Zweimassenschwungrads mit einer Sekundärscheibe des Zweimassenschwungrads gelagert werden kann. Ein derartiges Zweimassenschwungrad wird insbesondere zur Drehschwingungsdämpfung einer mit einem Kraftfahrzeugmotor verbundenen Kurbelwelle verwendet.
Ein in 1 dargestelltes bekanntes Zweimassenschwungrad 10 weist eine Primärscheibe 12 auf, das über ein Gleitlager 14 mit einer Sekundärscheibe 16 gelagert ist. Das Gleitlager 14 weist ein Radialgleitlager 18 auf, das mit der Sekundärscheibe 16 verpresst ist und auf einer Nabe 20 der Primärscheibe 12 abgleitet. Die Nabe 20 ist über einen Anbindungsbogen 22 mit einer im Wesentlich vertikal verlaufenden Außenseite 24 der Primärscheibe 12 verbunden. Das Radialgleitlager 18 ist mit einem Lagerring 26 eines Axialgleitlagers 28 verschweißt. Der Lagerring 26 weist eine zur Primärscheibe 12 weisende Lagerseite 30 auf, die mit einer Lagerschicht 32 zur Ausbildung einer Gleitfläche 34 versehen ist. Zwischen dem Lagerring 26 des Axialgleitlagers 28 und der Außenseite 24 der Primärscheibe 12 ist eine Kunststoffhülse 36 vorgesehen, die beabstandet zum Bogenbereich 22 eine Gegenfläche zum Abgleiten der Gleitfläche 34 des Axialgleitlagers 28 ausbildet.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis, die Lebensdauer des Axialgleitlagers zu erhöhen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Axialgleitlager zur Lagerung einer Primärscheibe eines Zweimassenschwungrads mit einer Sekundärscheibe des Zweimassenschwungrads zu schaffen, das eine erhöhte Lebensdauer ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Axialgleitlager zur Lagerung einer Primärscheibe eines Zweimassenschwungrads mit einer Sekundärscheibe des Zweimassenschwungrads weist einen Lagerring zur Befestigung mit der Sekundärscheibe auf. Ferner ist eine zur Primärscheibe weisende Gleitfläche zum gleitenden Kontakt an einer Gegenfläche vorgesehen. Erfindungsgemäß ist eine zur Primärscheibe weisende Lagerseite des Lagerrings am radial inneren Ende des Lagerrings, bezogen auf die Lagerseite im Bereich der Gleitfläche in Richtung von der Primärscheibe weg axial beabstandet.
Dadurch, dass das Axialgleitlager am radial inneren Ende von der Gegenfläche weg läuft, kann eine zwischen dem Axialgleitlager und der Primärscheibe angeordnete Kunststoffhülse entfallen, ohne dass das Axialgleitlager an einem Anbindungsbogen zwischen einer Nabe der Primärscheibe und einer im Wesentlichen vertikal verlaufenden Außenseite der Primärscheibe anschlagen kann. Das Axialgleitlager kann dadurch direkt an der Primärscheibe bzw. einer entsprechenden Beschichtung der Primärscheibe im Bereich der Gleitfläche anliegen. Reibungswärme durch die Relativbewegung der Gleitfläche des Axialgleitlagers mit der Gegenfläche kann über die aus einem metallischen Material, z. B. (Grau-)Guss oder als Blech(umform-)teil oder Schmiedeteil hergestellte Primärscheibe abgeleitet werden, so dass die thermische Belastung des Axialgleitlagers deutlich reduziert werden kann. Durch die geringere thermische Belastung ist die Lebensdauer des Axialgleitlagers erhöht. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass eine Materialpaarung des Axialgleitlagers mit einem Kunststoffmaterial zu einer geringen Wärmeabfuhr aus dem Bereich des Axiallagers führt. Eine als thermischer Isolator wirkende Kunststoffhülse kann dadurch eingespart werden. Gleitzeitig ist es nicht erforderlich, die Geometrie des Zweimassenschwungrads zu verändern. Insbesondere ist es nicht erforderlich, ein Radialgleitlager mit einer erhöhten Dicke in radialer Richtung auszustatten, um das Axialgleitlager drehfest mit dem Radialgleitlager zu befestigen, insbesondere zu verschweißen. Unter der Gleitfläche wird nur der tatsächlich auf einer Gegenfläche abgleitende Teil des Axialgleitlagers verstanden. Da die Lagerseite des Lagerrings am radial inneren Ende axial von der Gegenfläche beabstandet ist, weist der Lagerring einen insbesondere ringförmigen Abschnitt auf, der in axialer Richtung betrachtet nicht an einer Gegenfläche anliegt und somit keine Gleitfläche ausbildet. Die Gleitfläche fällt nicht mit der Lagerseite zusammen, sondern ist nur in einem Teilbereich der Lagerseite vorgesehen, der insbesondere im Wesentlichen ringförmig radial außen vorgesehen ist.
Insbesondere ist der Lagerring am radial inneren Ende, insbesondere durch Prägen, umgeformt. Der Lagerring kann als scheibenförmiger Ring aus einem geeigneten Materialblech herausgestanzt sein und anschließend oder gleichzeitig durch ein geeignetes Umformverfahren, insbesondere Prägen, am radial inneren Ende von der Primärscheibe weg gebogen sein. Eine spanende Bearbeitung des Lagerrings ist dadurch vermieden, so dass die Herstellung des Lagerrings entsprechend einfach und kostengünstig erfolgen kann.
Vorzugsweise geht die Lagerseite vom radial inneren Ende des Lagerrings über einen gebogenen Verlauf, insbesondere einen Radius, in den Bereich der Gleitfläche über. Im Bereich der Gleitfläche kann die Lagerfläche im Wesentlichen eben ausgeführt sein. Der ebene Bereich der Lagerfläche im Bereich der Gleitfläche kann über einen stetigen und differenzierbaren Verlauf in einen gebogenen Verlauf zum radial inneren Ende des Lagerrings hin übergehen. Dadurch ist es insbesondere möglich, den Lagerring bereits vor dem Umformen mit einer Lagerschicht zu versehen, die beim Umformen nicht beschädigt wird. Spannungsspitzen innerhalb der Lagerschicht können dadurch vermieden werden. Der gebogene Verlauf des Lagerrings kann insbesondere im Wesentlichen dem Anbindungsbogen zwischen einer Nabe der Primärscheibe und einer im Wesentlichen vertikal verlaufenden Außenseite der Primärscheibe entsprechen. Dadurch kann der durch den Anbindungsbogen noch zur Verfügung gestellte Bauraum zu einem großen Teil benutzt werden, so dass sich Spannungen innerhalb des Lagerrings möglichst gering halten lassen.
Besonders bevorzugt ist die axiale Dicke des Lagerrings am radial inneren Ende geringer als im Bereich der Gleitfläche. Der Lagerring kann beispielsweise im Bereich des radial inneren Endes zusammengedrückt sein, so dass der Lagerring an dem Anbindungsbogen der Primärscheibe nicht anschlagen kann. Die axiale Beabstandung der Lagerseite des Lagerrings am radial inneren Ende zur Lagerseite im Bereich der Gleitfläche kann dadurch besonders einfach hergestellt werden. Die zum Anbindungsbogen weisende Seite des Lagerrings kann dadurch von dem Anbindungsbogen beabstandet sein, wobei der radial außerhalb des Anbindungsbogens liegende Bereich im Wesentlichen unverformt belassen wird. Eine nur teilweise umformende Bearbeitung des Lagerrings ist bereits ausreichend.
Weiter bevorzugt geht das radial innere Ende des Lagerrings über einen Absatz in den Bereich der Gleitfläche über, wobei der Lagerring insbesondere eine im Wesentlichen konstante axiale Dicke aufweist. Ein radial innerer Bereich des Lagerrings kann im Vergleich zu einem radial äußeren Bereich des Lagerrings im Wesentlichen in axialer Richtung versetzt, ausgestaltet sein. Dadurch kann sich ein vergleichsweise scharfkantiger Absatz ergeben, der eine klar definierte Gleitfläche begrenzt. Bei einer derartigen Umformung kann weitestgehend vermieden werden, dass der Lagerring sich nach radial innen verjüngt und am radial inneren Ende an der Primärscheibe anschlägt oder reibt.
Insbesondere ist der Lagerring auf der Lagerseite mit einer Lagerschicht zur Ausbildung der Gleitfläche versehen. Prinzipiell kann der Lagerring bereits aus einem geeigneten Material hergestellt sein, so dass ein Teil der zur Primärscheibe weisenden Lagerseite gleichzeitig die Gleitfläche des Axialgleitlagers ausbilden kann. Wenn auf der Lagerseite mit Hilfe einer zusätzlichen Lagerschicht die Gleitfläche ausgebildet wird, braucht das Material des Lagerrings nicht hinsichtlich seiner Gleitlagereigenschaften optimiert zu werden. Dadurch ist es möglich, für den Lagerring ein Material auszuwählen, das beispielsweise eine gute Schweißbarkeit und/oder eine gute Bearbeitbarkeit, insbesondere durch Prägen, bereitstellt. Die Lagerschicht kann hinsichtlich geeigneter Gleiteigenschaften und einem geringen Reibungsbeiwert ausgewählt werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Gleitlager zur Lagerung einer Primärscheibe eines Zweimassenschwungrads mit einer Sekundärscheibe des Zweimassenschwungrads, wobei das Gleitlager ein Axialgleitlager aufweist, das insbesondere wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Das Axialgleitlager ist drehfest, insbesondere durch Schweißen, mit einem Radialgleitlager verbunden. Durch das Axialgleitlager kann eine die Gegenfläche für das Axialgleitlager ausbildende Kunststoffhülse eingespart werden, so dass aufgrund der verbesserten Wärmeabfuhr eine erhöhte Lebensdauer des Gleitlagers erreicht ist. Mit Hilfe des Radialgleitlagers können radiale Kräfte abgetragen werden, während mit dem Axialgleitlager axiale Kräfte abgetragen werden können. Das Radialgleitlager kann insbesondere in eine korrespondierende Öffnung der Sekundärscheibe des Zweimassenschwungrads eingepresst sein. Aufgrund der drehfesten Verbindung mit dem Axialgleitlager ist eine gesonderte Befestigung des Axialgleitlagers mit der Sekundärscheibe nicht erforderlich. Das Gleitlager kann insbesondere soweit in die Sekundärscheibe eingeschoben sein, dass der Lagerring des Axialgleitlagers an der Sekundärscheibe anschlägt. Dadurch ist eine definierte Position des Gleitlagers relativ zur Sekundärscheibe gewährleistet. Gleichzeitig kann durch den flächigen Kontakt des Lagerrings des Axialgleitlagers mit der Sekundärscheibe eine gute Wärmeabfuhr von dem Axialgleitlager über die Sekundärscheibe erfolgen, so dass hohe Temperaturen innerhalb des Axialgleitlagers vermieden sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsdämpfung, insbesondere einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors, wobei das Zweimassenschwungrad eine Primärscheibe und eine über ein Energiespeicherelement, insbesondere Bogenfeder, in Umfangsrichtung relativ zur Primärscheibe, verdrehbar verbundene Sekundärscheibe aufweist. Die Primärscheibe und die Sekundärscheibe sind über ein Axialgleitlager, das insbesondere wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, oder ein Gleitlager, das insbesondere wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, aneinander gelagert. Aufgrund der eingesparten Kunststoffhülse kann die Wärmeabfuhr im Bereich der Lagerung der Primärscheibe mit der Sekundärscheibe verbessert werden, so dass die Lebensdauer des Axialgleitlagers und damit auch die Lebensdauer des Zweimassenschwungrads erhöht ist.
Vorzugsweise gleitet die Gleitfläche des Axialgleitlagers direkt auf der Primärscheibe ab. Zwischengeschaltete Bauteile, die thermisch isolierend wirken können, sind dadurch vermieden. Eine durch Reibung entstehende Lagerwärme kann von der Primärscheibe selber abgeleitet werden. Durch die Drehung der Primärscheibe im Betrieb kann die Wärmeabfuhr über die Primärscheibe konvektiv erfolgen. Ein Wärmestau oder unnötig hohe Temperaturen im Bereich des Gleitlagers können dadurch vermieden werden.
Insbesondere weist die Primärscheibe eine Nabe zur Verbindung mit einer Eingangswelle, insbesondere Kurbelwelle auf, wobei die Nabe über einen Anbindungsbogen, insbesondere Anbindungsradius, mit einer im Wesentlichen vertikal verlaufenden Außenseite der Primärscheibe verbunden ist. Durch den Anbindungsbogen werden Spannungsspitzen, beispielsweise aufgrund von Kerbwirkungen, im Übergangsbereich zwischen der Nabe und der Außenseite vermieden. Insbesondere gleitet das Radialgleitlager auf einer nach radial außen weisenden Mantelfläche der Nabe ab.
Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer motorseitigen Eingangswelle, insbesondere Kurbelwelle, und mindestens einer getriebeseitigen Ausgangswelle, wobei die Eingangswelle mit der mindestens einen Ausgangswelle über ein Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsdämpfung verbunden ist, wobei das Zweimassenschwungrad insbesondere wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Aufgrund der Lagerung des Zweimassenschwungrads ist die Lebensdauer des Antriebstrangs erhöht.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Zweimassenschwungrads aus dem Stand der Technik,
2: eine schematische Schnittansicht eines Gleitlagers in einer ersten Ausführungsform für das in 1 gezeigte Zweimassenschwungrad,
3: eine schematische Schnittansicht eines Gleitlagers in einer zweiten Ausführungsform für das in 1 gezeigte Zweimassenschwungrad und
4: eine schematische Schnittansicht eines Gleitlagers in einer dritten Ausführungsform für das in 1 gezeigte Zweimassenschwungrad.
Das in 2 dargestellte Gleitlager 14 weist ein Radialgleitlager 18 auf, mit dem über eine Schweißstelle 38 ein Lagerring 26 eines Axialgleitlagers 28 verschweißt ist. Der Lagerring 26 ist an einer zur Primärscheibe 12 weisenden Lagerseite 30 mit einer Lagerschicht 32 versehen, die eine zur Primärscheibe 12 weisende Gleitfläche 34 ausbildet. Die Lagerseite 30 verläuft im Bereich der Gleitfläche 34 im Wesentlichen vertikal und folgt danach nach radial innen einem gebogenen Verlauf, so dass die Lagerseite 30 an einem radial inneren Ende 40 des Lagerrings 26 bezogen auf die Lagerseite 30 im Bereich der Gleitfläche 34 von der Primärscheibe 12 weg axial beabstandet ist. Dadurch wird erreicht, dass im eingebauten Zustand des Gleitlagers 14 das Axiallager 28 nicht an einem Anbindungsbogen 22 des Zweimassenschwungrads 10 anschlagen kann.
Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform des Gleitlagers 14 sind im Vergleich zu der in 2 dargestellten Ausführungsform des Gleitlagers 14 die axiale Abstandsänderung am radial inneren Ende 40 im Vergleich zum Verlauf der Lagerseite 30 im Bereich der an der Primärscheibe 12 anliegenden Gleitfläche 34 durch eine Verjüngung der axialen Dicke des Lagerrings 26 erreicht. Dadurch bildet sich zwischen dem radial inneren Ende 40 und dem Lagerring 26 im Bereich der Gleitfläche 34 ein Absatz 42 aus.
Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform des Gleitlagers 14 ist im Vergleich zu der in 3 dargestellten Ausführungsform des Gleitlagers 14 die axiale Dicke des Lagerrings 26 im Wesentlichen konstant gehalten. Zwischen dem radial inneren Ende 40 mit dem radial äußeren Bereich des Lagerrings 26 bildet sich dadurch ein im Wesentlichen scharfkantiger Absatz 42 aus.
Bezugszeichenliste

10: Zweimassenschwungrad
12: Primärscheibe
14: Gleitlager
16: Sekundärscheibe
18: Radialgleitlager
20: Nabe
22: Anbindungsbogen
24: Außenseite
26: Lagerring
28: Axialgleitlager
30: Lagerseite
32: Lagerschicht
34: Gleitfläche
36: Kunststoffhülse
38: Verschweißung
40: radial inneres Ende
42: Absatz

Claims

Axialgleitlager zur Lagerung einer Primärscheibe (12) eines Zweimassenschwungrads (10) mit einer Sekundärscheibe (16) des Zweimassenschwungrads (10), mit einem Lagerring (26) zur Befestigung mit der Sekundärscheibe (16) und einer zur Primärscheibe (12) weisenden Gleitfläche (34) zum gleitenden Kontakt an einer Gegenfläche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Primärscheibe (12) weisende Lagerseite (30) des Lagerrings (26) am radial inneren Ende (40) des Lagerrings (26) bezogen auf die Lagerseite (30) im Bereich der Gleitfläche (34) in Richtung von der Primärscheibe (12) weg axial beabstandet ist.
Axialgleitlager nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (26) am radial inneren Ende (40), insbesondere durch Prägen, umgeformt ist.
Axialgleitlager nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerseite (30) vom radial inneren Ende (40) des Lagerrings (26) über eine gebogenen Verlauf, insbesondere einen Radius, in den Bereich der Gleitfläche (34) übergeht.
Axialgleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Dicke des Lagerrings (26) am radial inneren Ende (40) geringer als im Bereich der Gleitfläche (34) ist.
Axialgleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das radial innere Ende (40) des Lagerrings (26) über einen Absatz (42) in den Bereich der Gleitfläche (34) übergeht, wobei der Lagerring (26) insbesondere eine im Wesentliche konstante axiale Dicke aufweist.
Axialgleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (26) auf der Lagerseite (30) mit einer Lagerschicht (32) zur Ausbildung der Gleitfläche (34) versehen ist.
Gleitlager zur Lagerung einer Primärscheibe (12) eines Zweimassenschwungrads (10) mit einer Sekundärscheibe (16) des Zweimassenschwungrads (10), mit einem Axialgleitlager (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einem drehfest, insbesondere durch Schweißen, mit dem Axialgleitlager (28) verbundenem Radialgleitlager (18).
Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsdämpfung, insbesondere einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors, mit einer Primärscheibe (12) und einer über ein Energiespeicherelement, insbesondere Bogenfeder, in Umfangsrichtung relativ zur Primärscheibe (12) verdrehbar verbundenen Sekundärscheibe (16), wobei die Primärscheibe (12) und die Sekundärscheibe (16) über ein Axialgleitlager (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder ein Gleitlager (14) nach Anspruch 7 aneinander gelagert sind.
Zweimassenschwungrad nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfläche (34) des Axialgleitlagers (28) direkt auf der Primärscheibe (12) abgleitet.
Zweimassenschwungrad nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Primärscheibe (12) eine Nabe (20) zur Verbindung mit einer Eingangswelle, insbesondere Kurbelwelle, aufweist, wobei die Nabe (20) über einen Anbindungsbogen (22) mit einer im Wesentlichen vertikal verlaufenden Außenseite (24) der Primärscheibe (12) verbunden ist.