DE102011017003A1

DE102011017003A1 - Schwungscheibe

Info

Publication number: DE102011017003A1
Application number: DE201110017003
Authority: DE
Inventors: Tomasz Dolny; Christian Bahrmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2011-11-10

Abstract

Eine Schwungscheibe für ein Zweimassenschwungrad weist ein Basisteil zur Aufnahme eines Energiespeicherelements, insbesondere Bogenfeder, auf. Ein Deckel zur Abdeckung des Energiespeicherelements liegt an einer Kontaktfläche an dem Basisteil an. Ferner ist eine Zusatzmasse zur Erhöhung des Trägheitsmoments der Schwungscheibe vorgesehen. Erfindungsgemäß ist die Zusatzmasse im Bereich der Kontaktfläche, sowohl mit dem Basisteil als auch mit dem Deckel verbunden. Dies ermöglicht es, durch eine einzige Verbindung sowohl die Zusatzmasse als auch das Basisteil und den Deckel miteinander zu verbinden, so dass weitere Verbindungen, eingespart werden können und die Montagezeit zur Herstellung der Schwungscheibe reduziert werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwungscheibe für ein Zweimassenschwungrad, wobei die Schwungscheide als Primärscheibe oder Sekundärscheibe des Zweimassenschwungrads ein geeignetes Trägheitsmoment bereitstellen kann, damit das Zweimassenschwungrad auftretenden Drehschwingen, insbesondere bei einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors, dämpfen oder tilgen kann.
Aus DE 41 40 822 A1 ist ein Zweimassenschwungrad bekannt, bei dem eine als Primärscheibe verwendete Schwungscheibe ein im Wesentlichen topfförmiges Basisteil zur Aufnahme einer Bogenfeder aufweist. Mit dem Basisteil ist ein Deckel zur Abdeckung der Bodenfeder verbunden. Hierzu ist der Deckel an einer Kontaktfläche, an welcher der Deckel an dem Basisteil anliegt, mit dem Basisteil verschweißt. Zum Deckel beabstandet ist eine Zusatzmasse zur Erhöhung des Trägheitsmoments der Schwungscheibe mit dem Basisteil verschweißt.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis, die Montage einer Schwungscheibe für ein Zweimassenschwungrad zu beschleunigen und Montagezeiten zu reduzieren.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Schwungscheibe für ein Zweimassenschwungrad zu schaffen, das in einer kürzeren Montagezeit zusammengesetzt werden kann.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Schwungscheibe für ein Zweimassenschwungrad, das ein Basisteil zur Aufnahme eines Energiespeicherelements, insbesondere Bogenfeder, aufweist. Ein Deckel zur Abdeckung des Energiespeicherelements liegt an einer Kontaktfläche an dem Basisteil an. Ferner ist eine Zusatzmasse zur Erhöhung des Trägheitsmoments der Schwungscheibe vorgesehen. Erfindungsgemäß ist die Zusatzmasse im Bereich der Kontaktfläche sowohl mit dem Basisteil als auch mit dem Deckel verbunden.
Da die Zusatzmasse sowohl mit dem Basisteil als auch mit dem Deckel verbunden ist, können durch eine einzige Verbindung die drei Bauteile Zusatzmasse, Basisteil und Deckel miteinander verbunden werden. Dadurch ist es nicht erforderlich einerseits für die Verbindung des Deckels mit dem Basisteil und anderseits für die Verbindung der Zusatzmasse mit dem Basisteil oder dem Deckel zwei verschiedene Verbindungen vorzusehen. Der Zeitaufwand für die Herstellung der zweiten Verbindung kann eingespart werden, so dass die Montage des Schwungrads beschleunigt ist und die Montagezeit für den Zusammenbau des Schwungrads reduziert ist. Gleichzeitig können die Herstellungskosten zur Herstellung der Schwungscheibe reduziert werden. Das Basisteil kann zumindest in einem Teilbereich insbesondere im Wesentlichen topfförmig ausgestaltet sein. Das Basisteil kann hierzu beispielsweise einen im Wesentlichen radial verlaufenden Teil aufweisen, der mit einer Eingangswelle, beispielsweise einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors, verbunden werden kann, wobei von dem im Wesentlichen radial verlaufenden Teil ein im Wesentlichen axial verlaufender Teil abstehen kann. Dadurch wird ein gegebenenfalls gerundeter Winkel ausgebildet, in den das Energiespeicherelement, insbesondere eine in einer Hülse geführte Bogenfeder, positioniert werden kann. Der Deckel kann insbesondere im Wesentlichen radial verlaufen und an dem im Wesentlichen axial verlaufenden Teil des Basisteils an einer axialen Stirnseite anliegen. Durch die axiale Stirnseite des Basisteils kann die Kontaktfläche ausgebildet werden, wo der Deckel an dem Basisteil anliegt. Die Zusatzmasse ist insbesondere möglichst weit radial außen vorgesehen, so dass bei einem vergleichsweise geringen Eigengewicht ein hohes Trägheitsmoment gegen Verdrehen bereitgestellt wird.
Insbesondere ist die Verbindung der Zusatzmasse mit dem Basisteil und dem Deckel durch Stoffschluss, insbesondere durch eine vorzugsweise durch Laserschweißen herstellbare Schweißnaht ausgebildet. Das beim Schweißen der Zusatzmasse entstehende flüssige Material kann besonders einfach an der Kontaktfläche zwischen dem Deckel und dem Basisteil entlang fließen. Dadurch kann das Basisteil und der Deckel an der Kontaktfläche etwas aufgeschmolzen werden, so dass auch zwischen dem Basisteil und dem Deckel in einem einzigen Schweißvorgang eine stoffschlüssige Verbindung herbeigeführt werden kann. Alternativ kann die stoffschlüssige Verbindung auch durch Löten oder Kleben hergestellt werden, wobei das verwendete Lot beziehungsweise der verwendete Kleber vorzugsweise zunächst flüssig vorliegt, um in den Bereich der Kontaktfläche zwischen dem Basisteil und dem Deckel zu gelangen. Das Basisteil und der Deckel müssen somit nicht zwangsläufig nur mittelbar über die Zusatzmasse miteinander verbunden sein, sondern können durch die stoffschlüssige Verbindung auch direkt miteinander verbunden sein.
Vorzugsweise verläuft die stoffschlüssige Verbindung von einer von der Schwungscheibe wegweisenden Seite der Zusatzmasse bis zur Kontaktfläche, wobei die stoffschlüssige Verbindung insbesondere durch die Zusatzmasse hindurch verläuft. Die Zusatzmasse kann beispielsweise eine V-förmige Nut aufweisen, die im Bereich der Kontaktfläche des Deckels mit dem Basisteil angeordnet ist. Die Spitze der V-Nut weist insbesondere entlang der Kontaktfläche zwischen dem Deckel und dem Basisteil. Im Bereich dieser V-Nut kann das Material der Zusatzmasse beim Schweißen verflüssigt werden, so dass auch das darunterliegende Material des Deckels und des Basisteils beim Schweißen verflüssigt werden kann, um einen festen stoffschlüssigen Verbund der Zusatzmasse mit dem Deckel und dem Basisteil herbeizuführen. Die stoffschlüssige Verbindung kann dadurch durch die Zusatzmasse hindurch verlaufen, so dass auch der von außen nicht direkt zugängliche Teil der Kontaktfläche zwischen dem Basisteil und dem Deckel von außen einer stoffschlüssigen Verbindung unterzogen werden kann. Insbesondere das Basisteil und der Deckel sind hierbei kaum einer äußeren Atmosphäre ausgesetzt, so dass eine Verzunderung der Schweißnaht im Bereich der Kontaktfläche kaum auftritt und im Wesentlichen kein Fremdmaterial im Bereich der Kontaktfläche in die Schweißnaht eingetragen wird. Dadurch reicht ein vergleichsweise geringer verschweißter Überlappungsbereich des Deckels mit dem Basisteil aus, um eine feste und stabile Verbindung zwischen dem Deckel und dem Basisteil herzustellen.
Besonders bevorzugt verläuft die stoffschlüssige Verbindung von radial außen nach radial innen und ist insbesondere in Umfangsrichtung umlaufend ausgestaltet. Dies ermöglicht es, die im Wesentlichen rotationssymmetrische Schwungscheibe in einem Schweißautomaten zu rotieren und mit einem einzigen Schweißgang eine im Wesentlichen rotationssymmetrische stoffschlüssige Verbindung herzustellen, die auch hohe Drehmomente übertragen kann. Insbesondere ergibt sich durch das Schweißen für die Zusatzmasse eine V-Naht und für die Verbindung des Deckels mit dem Basisteil eine I-Naht.
Insbesondere erfolgt sowohl die Verbindung der Zusatzmasse mit dem Basisteil und dem Deckel als auch die Verbindung des Basisteils mit dem Deckel über dieselbe, insbesondere genau eine Verbindung. Weitere Verbindungstechniken, wie beispielsweise Verschrauben oder Vernieten, sind nicht erforderlich und können eingespart werden. Ferner ist es nicht erforderlich, zwei voneinander getrennte Schweißnähte vorzusehen, so dass die thermische Belastung der Schwungscheibe bei der Verbindung der Bauteile reduziert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Zusatzmasse eine zur Verbindung der Zusatzmasse mit dem Basisteil und dem Deckel beabstandeten Anschlag zur Anlage an dem Deckel oder an dem Basisteil auf. Durch den Anschlag ist es möglich, die Zusatzmasse relativ zur Kontaktfläche des Deckels mit dem Basisteil automatisch zu positionieren. Die Zusatzmasse kann dadurch auch blind korrekt positioniert werden, ohne die Kontaktfläche zwischen dem Deckel und dem Basisteil bei der Montage optisch wahrnehmen zu müssen. Unnötige Ausricht- und Einstellungsmaßnahmen können dadurch eingespart werden. Ferner kann die Positionierung der Zusatzmasse relativ zu dem Basisteil und zu dem Deckel mit einer hohen Präzision erfolgen.
Vorzugsweise ist der Anschlag durch eine Umformung eines Teils der Zusatzmasse ausbildbar, wobei der Anschlag insbesondere durch eine umgebogene Kante der Zusatzmasse ausgebildet ist. Durch das spanlose Umformverfahren bleibt das Eigengewicht der Zusatzmasse erhalten. Ferner kann die Zusatzmasse vor der Montage der Schwungscheibe mit einem geeigneten Werkzeug mit geringem Zeitaufwand umgebogen werden, wobei insbesondere erst nach der Ausbildung des Anschlags vorbereitende Maßnahmen zur Herstellung der Verbindung der Zusatzmasse mit dem Basisteil und dem Deckel durchgeführt werden. So ist es beispielsweise möglich, in einem exakt definierten Abstand zu dem vorher ausgebildeten Anschlag eine V-Nut in der Zusatzmasse vorzusehen, so dass die Spitze der V-Nut bei der Montage möglichst exakt auf die Kontaktfläche zwischen dem Deckel und dem Basisteil weist. Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Zusatzmasse können dadurch ausgeglichen werden, so dass eine präzise Verbindung der Zusatzmasse mit dem Basisteil und dem Deckel gewährleistet werden kann.
Insbesondere ist mit dem Basisteil oder mit dem Deckel ein Starterkranz verbunden. Der Starterkranz kann insbesondere mit dem Basisteil oder mit dem Deckel verschweißt sein. Durch den Starterkranz kann zum Starten eines Kraftfahrzeugmotors über die Schwungscheibe ein Startmoment eingeleitet werden. Gleichzeitig kann durch den Starterkranz auf einem vergleichsweise großem Radius das Eigengewicht der Schwungscheibe erhöht werden, so dass das Trägheitsmoment der Schwungscheibe gegen Rotation zusätzlich erhöht ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsdämpfung, insbesondere einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors, das eine Primärscheibe zur Einleitung eines Drehmoments und eine über ein Energiespeicherelement, insbesondere Bogenfeder, mit der Primärscheibe in Umfangsrichtung relativ zur Primärscheibe verdrehbar verbundene Sekundärscheibe aufweist, wobei die Primärscheibe oder die Sekundärscheibe als Schwungscheibe ausgestaltet ist, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Durch die verkürzten Montagezeiten der Schwungscheibe kann der Zusammenbau des Zweimassenschwungrads bei einer geringeren Montagezeit beschleunigt werden, so dass die Herstellung des Zweimassenschwungrads kostengünstiger erfolgen kann.
Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer motorseitigen Eingangswelle, insbesondere einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors, und einem mit der Eingangswelle verbundenen Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsdämpfung, wobei das Zweimassenschwungrad, wie vorstehend beschrieben, aus- und weitergebildet sein kann. Vorzugsweise ist das Zweimassenschwungrad über die Sekundärscheibe mit einer Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes verbunden. Durch die reduzierten Montagezeiten, der für das Zweimassenschwungrad verwendeten Schwungscheibe kann die Montagezeit für den Zusammenbau des Antriebsstrangs reduziert werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert. Es zeigt:
1: eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Zweimassenschwungrads mit einer erfindungsgemäßen Schwungscheibe.
Das in 1 dargestellte Zweimassenschwungrad 10 weist eine Primärscheibe 12 auf, die über eine Bogenfeder 14 mit einer Sekundärscheibe 16 in Umfangsrichtung relativ verdrehbar verbunden ist. Die Primärscheibe 12 ist als eine Schwungscheibe ausgestaltet, die ein im Wesentlichen topfförmiges Basisteil 18 aufweist, an dem an einer Kontaktfläche 20 ein Deckel 22 anliegt. Zwischen dem Basisteil 18 und dem Deckel 22 ist eine Tasche 24 ausgebildet, in der die Bogenfeder 14 positioniert ist. Mit dem Basisteil 18 ist ferner ein Starterkranz 26 verbunden.
Die Primärscheibe 12 weist ferner eine Zusatzmasse 28 auf, die mit Hilfe einer durch Laserschweißen hergestellten Schweißnaht 30 gleichzeitig mit dem Basisteil 18 und mit dem Deckel 22 verbunden ist. Die Schweißnaht 30 erstreckt sich von radial außen nach radial innen bis in das Material des Basisteils 18 und des Deckels 22 im Bereich der Kontaktfläche 20 hinein. Hierzu weist die Zusatzmasse 28 eine V-Nut 32 auf, die mit ihrer Spitze zur Kontaktfläche 20 weist. Dies erleichtert es, durch die Zusatzmasse 28 hindurch zu schweißen, so dass die Schweißnaht 30 durch die Zusatzmasse hindurch in das unterhalb der Zusatzmasse 28 angeordnete Material des Basisteils 18 und des Deckels 22 eindringen kann.
Da beim Schweißen die Kontaktfläche 20 in der Regel optisch nicht wahrzunehmen ist, weist die Zusatzmasse 28 einen nach radial innen umgebogenen Ansatz 34 auf, der einen Anschlag 36 zur Anlage an dem Deckel 22 ausbildet. Der Abstand zwischen dem Anschlag 36 und der Spitze der V-Nut 32 entspricht im Wesentlichen der Materialdicke des Deckels 22, so dass die V-Nut 32 exakt zur Kontaktfläche 20 ausgerichtet werden kann, indem der Anschlag 36 des umgebogenen Ansatzes 34 an dem Deckel 22 anstößt.
Bezugszeichenliste

10: Zweimassenschwungrad
12: Primärscheibe
14: Bogenfeder
16: Sekundärscheibe
18: Basisteil
20: Kontaktfläche
22: Deckel
24: Tasche
26: Starterkranz
28: Zusatzmasse
30: Schweißnaht
32: V-Nut
34: Ansatz
36: Anschlag

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4140822 A1 [0002]

Claims

Schwungscheibe für ein Zweimassenschwungrad, mit einem Basisteil (18) zur Aufnahme eines Energiespeicherelements, insbesondere Bogenfeder (14), einem an einer Kontaktfläche (20) an dem Basisteil (18) anliegenden Deckel (22) zur Abdeckung des Energiespeicherelements (18) und einer Zusatzmasse (28) zur Erhöhung des Trägheitsmoments der Schwungscheibe (12) dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (28) im Bereich der Kontaktfläche (20) sowohl mit dem Basisteil (18) als auch mit dem Deckel (22) verbunden ist.
Schwungscheibe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Zusatzmasse (28) mit dem Basisteil (18) und dem Deckel (22) durch Stoffschluss, insbesondere durch eine vorzugsweise durch Laserschweißen herstellbare Schweißnaht (30) ausgebildet ist.
Schwungscheibe nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung (30) von einer von der Schwungscheibe (12) wegweisenden Seite der Zusatzmasse (28) bis zur Kontaktfläche (20) verläuft, wobei die stoffschlüssige Verbindung (30) insbesondere durch die Zusatzmasse (28) hindurch verläuft.
Schwungscheibe nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung (32) von radial außen nach radial innen verläuft und insbesondere in Umfangsrichtung umlaufend ausgestaltet ist.
Schwungscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Verbindung der Zusatzmasse (28) mit dem Basisteil (18) und dem Deckel (22) als auch die Verbindung des Basisteils (18) mit dem Deckel (22) über dieselbe, insbesondere genau eine Verbindung (30) erfolgt.
Schwungscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (28) einen zur Verbindung der Zusatzmasse (28) mit dem Basisteil (18) und dem Deckel (22) beabstandeten Anschlag (36) zur Anlage an dem Deckel (22) oder an dem Basisteil (18) aufweist.
Schwungscheibe nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (36) durch eine Umformung eines Teils (34) der Zusatzmasse (28) ausbildbar ist, wobei der Anschlag (36) insbesondere durch eine umgebogene Kante der Zusatzmasse (28) ausgebildet ist.
Schwungscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Basisteil (18) oder mit dem Deckel (22) ein Starterkranz (26) verbunden ist.
Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsdämpfung, insbesondere einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors, mit einer Primärscheibe (12) zur Einleitung eines Drehmoments und einer über ein Energiespeicherelement, insbesondere Bogenfeder (18), mit der Primärscheibe (12) in Umfangsrichtung relativ zur Primärscheibe (12) verdrehbar verbundenen Sekundärscheibe (16), wobei die Primärscheibe (12) oder die Sekundärscheibe (16) als Schwungscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestaltet ist.
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer motorseitigen Eingangswelle, insbesondere einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugmotors, und einem mit der Eingangswelle verbundenen Zweimassenschwungrad (10) nach Anspruch 9 zur Drehschwingungsdämpfung, wobei insbesondere das Zweimassenschwungrad (10) über die Sekundärscheibe (16) mit einer Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes verbunden ist.