DE102012214311A1

DE102012214311A1 - Schwungscheibe für einen Drehschwingungsdämpfer in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Schwungscheibe

Info

Publication number: DE102012214311A1
Application number: DE201210214311
Authority: DE
Inventors: Sarah Rösch; Andrey Yugrin; Thierry Thiele
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2014-02-13

Abstract

Es ist eine Schwungscheibe, insbesondere Sekundärmasse eines Zweimassenschwungrads, für einen Drehschwingungsdämpfer in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einer ersten Befestigungsscheibe zur drehfesten Befestigung mit einem ersten Bauteil an einer ersten Axialseite, insbesondere einer motorseitigen Axialseite, wobei die erste Befestigungsscheibe eine in die erste Axialrichtung weisende erste Kontaktfläche zur flächigen Anlage an dem ersten Bauteil und eine sich an der ersten Kontaktfläche anschließende im Wesentlichen nach radial außen weisende erste Mantelfläche aufweist, einer zweiten Befestigungsscheibe zur drehfesten Befestigung mit einem zweiten Bauteil an einer der ersten Axialseite entgegen gesetzten zweiten Axialseite, insbesondere einer getriebeseitigen Axialseite, wobei die erste Befestigungsscheibe einen geringeren Nenndurchmesser als die zweite Befestigungsscheibe aufweist, und mehreren Stegen zur Verbindung der ersten Befestigungsscheibe mit der zweiten Befestigungsscheibe, wobei die Stege einen axialen und/oder radialen Versatz der ersten Befestigungsscheibe zur zweiten Befestigungsscheibe überbrücken, wobei der Steg zu der ersten Kontaktfläche in Richtung zur zweiten Befestigungsscheibe beabstandet in die erste Befestigungsscheibe übergeht und die erste Mantelfläche zwischen der ersten Kontaktfläche und den Stegen eine in Umfangsrichtung geschlossene Einspannfläche zur Aufnahme der Schwungscheibe in einer Drehmaschine ausbildet. Da die Schwungscheibe über die kleinere erste Befestigungsscheibe für eine spanende Bearbeitung eingespannt werden kann, ist es nicht erforderlich die Schwungscheibe über die größere zweite Befestigungsscheibe einzuspannen, so dass beispielsweise für einen geringeren radialen Bauraumbedarf die zweite Befestigungsscheibe spanend bearbeitet, insbesondere radial außen überdreht, werden kann, ohne hierfür die Schwungscheibe umspannen zu müssen, so dass die Herstellung von einem eine derartigen Schwungscheibe enthaltenen Drehschwingungsdämpfer für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vereinfacht werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwungscheibe, insbesondere Sekundärmasse eines Zweimassenschwungrads, für einen Drehschwingungsdämpfer in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Schwungscheibe, mit deren Hilfe eine Schwungscheibe bereitgestellt werden kann, die beispielsweise infolge ihres eigenen Massenträgheitsmoments und/oder durch eine Relativdrehung zu einer anderen rotierenden Masse beispielsweise durch die motorische Verbrennung eines Kraftfahrzeugmotors verursachte Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dämpfen kann.
Beispielsweise aus DE 43 39 421 A1 ist ein als Zweimassenschwungrad ausgestalteter Drehschwingungsdämpfer mit einer Primärmasse und einer über eine Bogenfeder relativ zu der Primärmasse begrenzt verdrehbaren Sekundärmasse bekannt. Die Sekundärmasse weist einen mit der Bogenfeder zusammenwirkenden Ausgangsflansch und eine mit dem Ausgangsflansch vernietete Schwungscheibe auf. Die Schwungscheibe weist eine motorseitig mit dem Ausgangsflansch vernietete erste Befestigungsscheibe und eine getriebeseitig mit einem Kupplungsdeckel einer Reibungskupplung verschraube zweite Befestigungsscheibe auf. Die erste Befestigungsscheibe und die zweite Befestigungsscheibe sind einstückig ausgeführt und können über von der ersten Befestigungsscheibe nach radial außen abstehende Stege, die in die zweite Befestigungsscheibe übergehen, miteinander verbunden werden.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis die Herstellung von Drehschwingungsdämpfern für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu vereinfachen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine einfache Herstellung eines Drehschwingungsdämpfers für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Schwungscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Schwungscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Erfindungsgemäß ist eine Schwungscheibe, insbesondere Sekundärmasse eines Zweimassenschwungrads, für einen Drehschwingungsdämpfer in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einer ersten Befestigungsscheibe zur drehfesten Befestigung mit einem ersten Bauteil an einer ersten Axialseite, insbesondere einer motorseitigen Axialseite, wobei die erste Befestigungsscheibe eine in die erste Axialrichtung weisende erste Kontaktfläche zur flächigen Anlage an dem ersten Bauteil und eine sich an der ersten Kontaktfläche anschließende im Wesentlichen nach radial außen weisende erste Mantelfläche aufweist, einer zweiten Befestigungsscheibe zur drehfesten Befestigung mit einem zweiten Bauteil an einer der ersten Axialseite entgegen gesetzten zweiten Axialseite, insbesondere einer getriebeseitigen Axialseite, wobei die erste Befestigungsscheibe einen geringeren Nenndurchmesser als die zweite Befestigungsscheibe aufweist, und mehreren Stegen zur Verbindung der ersten Befestigungsscheibe mit der zweiten Befestigungsscheibe, wobei die Stege einen axialen und/oder radialen Versatz der ersten Befestigungsscheibe zur zweiten Befestigungsscheibe überbrücken, wobei der Steg zu der ersten Kontaktfläche in Richtung zur zweiten Befestigungsscheibe beabstandet in die erste Befestigungsscheibe übergeht und die erste Mantelfläche zwischen der ersten Kontaktfläche und den Stegen eine in Umfangsrichtung geschlossene Einspannfläche zur Aufnahme der Schwungscheibe in einer Drehmaschine ausbildet.
Die Verbindung der kleineren Befestigungsscheibe mit der größeren Befestigungsscheibe kann derart erfolgen, dass die die erste Befestigungsscheibe mit der zweiten Befestigungsscheibe verbindenden Stege zu der ersten Kontaktfläche der kleineren ersten Befestigungsscheibe in axialer Richtung beabstandet mit der ersten Befestigungsscheibe verbunden sind. Durch den axialen Abstand der ersten Kontaktfläche zu den Stegen ergibt sich für die erste Befestigungsscheibe die in Umfangsrichtung geschlossene Mantelfläche, die sich soweit in axialer Richtung erstreckt, dass sich durch die Mantelfläche eine hinreichend große Einspannfläche ergibt mit dessen Hilfe die Schwungscheibe unter Berücksichtigung des Eigengewichts der Schwungscheibe und/oder des Nenndurchmessers der kleineren ersten Befestigungsscheibe die Schwungscheibe sicher in einer Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung, insbesondere einer Drehmaschine, sicher eingespannt werden kann. Da die Schwungscheibe über die kleinere erste Befestigungsscheibe für eine spanende Bearbeitung eingespannt werden kann, ist es nicht erforderlich die Schwungscheibe über die größere zweite Befestigungsscheibe einzuspannen, so dass beispielsweise für einen geringeren radialen Bauraumbedarf die zweite Befestigungsscheibe spanend bearbeitet, insbesondere radial außen überdreht, werden kann, ohne hierfür die Schwungscheibe umspannen zu müssen, so dass die Herstellung von einem eine derartigen Schwungscheibe enthaltenen Drehschwingungsdämpfer für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vereinfacht werden kann. Da die Schwungscheibe nicht umgespannt werden muss, kann dieser Herstellungsschritt eingespart werden, so dass die Herstellung der Schwungscheibe beschleunigt ist. Ferner kann ein durch das Umspannen verursachter Achsversatz der bearbeiteten Flächen vermieden werden, wodurch toleranzbedingte Herstellungsungenauigkeiten vermieden werden können. Stattdessen ist es möglich sämtliche durch Drehen zu bearbeitende Oberflächen der Schwungscheibe mit Hilfe eines einzigen Einspannvorgangs in einer Drehmaschine durchführen zu können. Insbesondere kann eine Zerspanung am Außendurchmesser der größeren zweiten Befestigungsscheibe ohne zusätzliche Schwierigkeiten durchgeführt werden, so dass die Gesamterstreckung der Schwungscheibe in radialer Richtung reduziert werden kann. Vorzugsweise können durch die spanende Bearbeitung an der Außenseite der zweiten Schwungscheibe Formschrägen entfernt werden. Dadurch kann insbesondere der Außendurchmesser der zweiten Befestigungsscheibe mit einer im Vergleich zu den Herstellungstoleranzen eines Gießprozesses deutlich erhöhten Genauigkeit hergestellt werden, so dass auch die Schwungscheibe radial außen umgreifende Bauteile weiter nach radial innen verlagert werden können, wodurch sich eine zusätzliche Reduzierung des radialen Bauraumbedarfs ergibt.
Die minimale axiale Erstreckung der Einspannfläche kann insbesondere der axialen Erstreckung der Klemmfläche von Klemmbacken einer Drehmaschine entsprechen. Die Einspannfläche kann insbesondere eine axiale Erstreckung l von 1,0 mm ≤ l ≤ 30,0 mm, vorzugsweise 1,5 mm ≤ l ≤ 20,0 mm, weiter bevorzugt 2,0 mm ≤ l ≤ 10,0 mm und besonders bevorzugt 2,5 mm ≤ l ≤ 5,0 mm aufweisen. Die Einspannfläche wird durch den im Wesentlichen in axialer Richtung verlaufenden Teil der in Umfangsrichtung vollständig geschlossenen Mantelfläche der ersten Befestigungsscheibe bestimmt, wobei Übergangsradien und angeschrägte Fasen für die Bestimmung der Einspannfläche nicht mit berücksichtigt werden. Die Stege sind insbesondere einstückig mit der ersten Befestigungsscheibe und der zweiten Befestigungsscheibe ausgeführt, so dass die gesamte Schwungscheibe als ein einstückiges durchgängiges Kontinuum ausgebildet sein kann. Die Stege sind insbesondere als im Wesentlichen gerade verlaufende Streben ausgebildet. Die Stege können im Wesentlichen gerade verlaufende in Umfangsrichtung weisende Seitenflächen aufweisen. Die Stege können beispielsweise im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet sein, wobei insbesondere der jeweilige Steg in der Draufsicht trapezförmig mit radial verlaufenden Seitenflächen ausgestaltet sein kann. Die Stege sind insbesondere nicht durch ein verbleibendes Material ausgebildet, das zwischen in Umfangsrichtung nachfolgende in einer Scheibe vorgesehene Bohrungen oder im Wesentlichen kreisförmige Öffnungen ausgebildet wird. Stattdessen sind zwischen zwei in Umfangsrichtung nachfolgenden Stegen nicht kreisförmige, sondern im Wesentlichen teilringförmige und/oder trapezförmige Fenster ausgebildet. Insbesondere sind zwischen zwei in Umfangsrichtung nachfolgenden Stegen ausgebildete Fenster nicht ausschließlich in einer Radialebene vorgesehen, sondern weisen auch eine Erstreckung in axialer Richtung auf, wobei das Fenster in Umfangsrichtung durch die Stege und in Radialrichtung durch die erste Befestigungsscheibe und die zweite Befestigungsscheibe gegrenzt ist. Das jeweilige Fenster kann sich insbesondere sowohl in radialer Richtung, in Umfangsrichtung und axialer Richtung erstrecken. Der jeweilige Steg kann über Übergangsradien in die jeweilige Befestigungsscheibe übergehen, so dass Kerbwirkungseffekte reduziert werden können. Ferner können die Stege und/oder die Befestigungsscheiben im unbearbeiteten Zustand Formschrägen aufweisen, durch die im Wesentlichen in axialer Richtung verlaufende Flächen gegen eine Axialrichtung leicht angeschrägt verlaufen können. Die Formschrägen entsprechen insbesondere DIN EN 12890. Der Nenndurchmesser der jeweiligen Befestigungsscheiben entspricht bei einer durch Drehen spanabhebend bearbeiteten radialen Außenseite dem Außendurchmesser der Befestigungsscheibe nach der spanenden Bearbeitung. Im dem Falle vorgesehener Formschrägen entspricht der Nenndurchmesser der jeweiligen Befestigungsscheiben dem minimalen Außendurchmesser der entsprechenden Befestigungsscheibe im Bereich der Formschräge.
Insbesondere ist im Wesentlichen die gesamte von der ersten Befestigungsscheibe ausgebildete erste Mantelfläche zur Ausbildung der Einspannfläche in Umfangsrichtung geschlossen mit einem konstanten Nenndurchmesser ausgebildet. Dadurch kann die gesamte erste Mantelfläche als Einspannfläche genutzt werden. Der axiale Bauraumbedarf kann dadurch gering gehalten werden.
Vorzugsweise schließen sich die Stege an einem von der ersten Kontaktfläche wegweisenden Rand der ersten Mantelfläche, insbesondere der Einspannfläche, an. Ein Absatz oder eine Querschnittsveränderung kann dadurch vermieden werden, so dass der axiale Bauraumbedarf gering gehalten werden kann.
Besonders bevorzugt stehen die Stege im Wesentlichen vollständig von einem im Wesentlichen kreisringförmigen Bereich der ersten Befestigungsscheibe ab. Der kreisringförmigen Bereich der ersten Befestigungsscheibe kann an seiner radialen Außenseite die erste Mantelfläche und die Einspannfläche ausbilden, wobei hierfür insbesondere im Wesentlichen die gesamte axiale Erstreckung des kreisringförmigen Bereich der ersten Befestigungsscheibe genutzt werden kann. Die Stege können insbesondere von einer der ersten Kontaktfläche wegweisenden Rückseite der ersten Befestigungsscheibe abstehen, wobei die Stege sich insbesondere bis zu dem radial äußeren Rand der ersten Befestigungsscheibe erstrecken können, wobei der radial äußere Rand der ersten Befestigungsscheibe gleichzeitig den Einspannbereich und/oder die erste Mantelfläche an der von der ersten Kontaktfläche wegweisenden Axialseite begrenzen kann. Die Stege können dadurch über einen hinreichend großen Flächenbereich mit der ersten Befestigungsscheibe verbunden sein ohne die Funktionalität der Einspannfläche zu beeinträchtigen.
Insbesondere schließen sich die erste Kontaktfläche und/oder die Stege ausschließlich über einen Übergangsradius und/oder eine Fase direkt an der ersten Mantelfläche, insbesondere der Einspannfläche, an. Ein Absatz oder eine Querschnittsveränderung kann dadurch vermieden werden, so dass der axiale Bauraumbedarf gering gehalten werden kann. Gleichzeitig können durch den Übergangsradius und/oder die Fase Kerbwirkungseffekte vermieden werden ohne den axialen Bauraumbedarf signifikant zu erhöhen.
Vorzugsweise ist die erste Mantelfläche, insbesondere die Einspannfläche, gegenüber der Axialrichtung der Schwungscheibe um einen Winkel α angeschrägt, der maximal dem Formschrägwinkel bei Gießteilen entspricht, wobei insbesondere 0,0° ≤ α ≤ 3,0°, vorzugsweise 0,2° ≤ α ≤ 2,0°, weiter bevorzugt 0,4° ≤ α ≤ 1,0° und besonders bevorzugt 0,5° ≤ α ≤ 0,7° gilt. Die Formschrägen entsprechen insbesondere DIN EN 12890. Bei einem derartig gewählten Winkel für die Formschräge im Bereich der Einspannfläche kann die insbesondere aus Metallguss hergestellte Schwungscheibe durch herkömmliche Klemmbacken einer Drehmaschine sicher aufgenommen werden. Erforderlichenfalls können die Klemmbacken ein flexibles Material, beispielsweise ein thermoplastischer Kunststoff oder ein gummiartiges Material, zur Ausbildung ihrer Klemmflächen aufweisen, um die durch die Formschräge gegebene Konizität auszugleichen. Derartige weiche Klemmbacken werden beispielsweise zum Ausdrehen für exakte Rundlaufgenauigkeit am Werkstück verwendet und können leicht auch zum Einspannen der Schwungscheibe genutzt werden.
Besonders bevorzugt weist die zweite Befestigungsscheibe eine nach radial außen weisende spanend, insbesondere durch Drehen, bearbeitete zweite Mantelfläche auf. Der radiale Bauraumbedarf der insbesondere durch Metallguss hergestellten Schwungscheibe kann dadurch reduziert werden ohne für die spanabhebende Bearbeitung der zweiten Befestigungsscheibe die Schwungscheibe umspannen zu müssen.
Insbesondere ist radial innerhalb zur ersten Befestigungsscheibe eine mit der ersten Befestigungsscheibe, insbesondere einstückig, verbundene Nabe, insbesondere zur Aufnahme eines Lagers, vorgesehen, wobei die Nabe eine nach radial innen weisende spanend, insbesondere durch Drehen, bearbeitete Lagerfläche aufweist. Die Nabe kann an der nach radial innen weisenden Lagerfläche und/oder an einer in die erste Axialrichtung weisenden Stirnseite und/oder an einer in die zweite Axialrichtung weisenden Stirnseite spanend bearbeitet werden, während die Schwungscheibe über die Einspannfläche eingespannt ist. Ein Umspannen der Schwungscheibe ist hierfür nicht erforderlich. Die Lagerfläche kann Teil eines Gleitlagers sein und/oder einen Außenring eines Lagers, beispielsweise eines Kugellagers, insbesondere über eine ausgebildete Presspassung aufnehmen. Über die Lagerfläche kann die Schwungscheibe insbesondere an einer Primärmasse eines Zweimassenschwungrads relativ drehbar gelagert und/oder abgestützt werden.
Vorzugsweise weist die zweite Befestigungsscheibe eine in die zweite Axialrichtung weisende spanend, insbesondere durch Drehen, bearbeitete Reibfläche, insbesondere zum Verpressen einer Kupplungsscheibe, auf. Die zweite Befestigungsscheibe kann dadurch gleichzeitig eine Gegenplatte oder eine Anpressplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte einer Reibungskupplung ausbilden. Dies ermöglicht einen kompakten bauraumsparenden Aufbau der Reibungskupplung. Hierbei ist es nicht erforderlich die Schwungscheibe für die Bearbeitung der Reibfläche umzuspannen. Insbesondere kann sich die Reibfläche bis zu einem radial äußeren Rand der zweiten Befestigungsscheibe erstrecken, wobei es möglich ist, dass von dem radial äußeren Rand Ansätze nach radial außen abstehen, um einen Kupplungsdeckel oder andere Bauteile mit der zweiten Befestigungsscheibe zu befestigen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Zweimassenschwungrad mit einer Schwungscheibe, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, wobei insbesondere eine über ein Energiespeicherelement, insbesondere Bogenfeder, relativ zu einer Primärmasse begrenzt verdrehbare Sekundärmasse vorgesehen ist, wobei die Sekundärmasse einen mit dem Energiespeicherelement zusammenwirkenden Ausgangsflansch und die mit dem Ausgangsflansch drehfest verbundene Schwungscheibe aufweist. Da die Schwungscheibe über die kleinere erste Befestigungsscheibe für eine spanende Bearbeitung eingespannt werden kann, ist es nicht erforderlich die Schwungscheibe über die größere zweite Befestigungsscheibe einzuspannen, so dass beispielsweise für einen geringeren radialen Bauraumbedarf die zweite Befestigungsscheibe spanend bearbeitet, insbesondere radial außen überdreht, werden kann, ohne hierfür die Schwungscheibe umspannen zu müssen, so dass die Herstellung von einem eine derartigen Schwungscheibe enthaltenen Zweimassenschwungrad für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vereinfacht werden kann.
Die Erfindung betrifft ferner eine Reibungskupplung mit einer Schwungscheibe, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, und/oder mit einem Zweimassenschwungrad, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, wobei die Schwungscheibe insbesondere eine Gegenplatte zum Einleiten eines Drehmoments ausbildet und eine relativ zu der Schwungscheibe axial verlagerbare Anpressplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Schwungscheibe und der Anpressplatte vorgesehen ist. Da die Schwungscheibe über die kleinere erste Befestigungsscheibe für eine spanende Bearbeitung eingespannt werden kann, ist es nicht erforderlich die Schwungscheibe über die größere zweite Befestigungsscheibe einzuspannen, so dass beispielsweise für einen geringeren radialen Bauraumbedarf die zweite Befestigungsscheibe spanend bearbeitet, insbesondere radial außen überdreht, werden kann, ohne hierfür die Schwungscheibe umspannen zu müssen, so dass die Herstellung von einer eine derartigen Schwungscheibe enthaltenen Reibungskupplung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vereinfacht werden kann.
Die Erfindung betrifft ferner eine Bearbeitungsanordnung mit einer Klemmbacken aufweisenden Drehmaschine und einer in der Drehmaschine eingespannten Schwungscheibe, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, wobei die Klemmbacken der Drehmaschine über die gesamte axiale Erstreckung ihrer zum Einspannen vorgesehenen Klemmflächen ausschließlich an der Einspannfläche in der ersten Mantelfläche der ersten Befestigungsscheibe anliegen. Da die Schwungscheibe über die kleinere erste Befestigungsscheibe für eine spanende Bearbeitung eingespannt werden kann, ist es nicht erforderlich die Schwungscheibe über die größere zweite Befestigungsscheibe einzuspannen, so dass beispielsweise für einen geringeren radialen Bauraumbedarf die zweite Befestigungsscheibe spanend bearbeitet, insbesondere radial außen überdreht, werden kann, ohne hierfür die Schwungscheibe umspannen zu müssen, so dass die Herstellung von einem eine derartigen Schwungscheibe enthaltenen Drehschwingungsdämpfer für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vereinfacht werden kann.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Schwungscheibe, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, bei dem die Schwungscheibe nach einem Urformprozess und vor einer spanenden Bearbeitung an der in der ersten Mantelfläche vorgesehenen Einspannfläche in einer Werkzeugmaschine zur spanenenden Bearbeitung, insbesondere einer Drehmaschine, eingespannt wird und im eingespannten Zustand spanend bearbeitet wird, wobei insbesondere sämtliche spanabhebenden Oberflächenbearbeitungen und vorzugsweise zusätzlich sämtliche Bohrungen durchgeführt werden, bevor die Schwungscheibe aus der Werkzeugmaschine entnommen wird. Da die Schwungscheibe über die kleinere erste Befestigungsscheibe für eine spanende Bearbeitung eingespannt werden kann, ist es nicht erforderlich die Schwungscheibe über die größere zweite Befestigungsscheibe einzuspannen, so dass beispielsweise für einen geringeren radialen Bauraumbedarf die zweite Befestigungsscheibe spanend bearbeitet, insbesondere radial außen überdreht, werden kann, ohne hierfür die Schwungscheibe umspannen zu müssen, so dass die Herstellung von einem eine derartigen Schwungscheibe enthaltenen Drehschwingungsdämpfern für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vereinfacht werden kann. Das Verfahren kann insbesondere wie vorstehend anhand der Schwungscheibe erläutert aus- und weitergebildet sein. Bei dem Urformprozess wird die Schwungscheibe insbesondere durch Metallguss, beispielsweise Grauguss, erzeugt, so dass die Schwungscheibe vor der spanenden Bearbeitung an mehreren Stellen, insbesondere im Bereich der Einspannfläche, Formschrägen, insbesondere nach DIN EN 12890, aufweisen kann.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
1: eine schematische perspektivische Ansicht einer Schwungscheibe nach einem Urformprozess und vor einer spanenden Bearbeitung,
2: eine schematische geschnittene Seitenansicht der Schwungscheibe aus 1,
3: eine schematische geschnittene Seitenansicht der Schwungscheibe aus 1 in einer im Vergleich zu der in 2 dargestellten Darstellung in Umfangsrichtung versetzten Schnittebene,
4: eine schematische perspektivische Ansicht der Schwungscheibe aus 1 nach einer spanenden Bearbeitung und
5: eine schematische geschnittene Seitenansicht der Schwungscheibe aus 4 in einer der Darstellung in 2 entsprechenden Schnittebene.
Die in 1, 2 und 3 dargestellte Schwungscheibe 10 für eine Sekundärmasse eines Zweimassenschwungrads zur Drehschwingungsdämpfung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs weist eine Formgestaltung auf, wie sie sich nach einem Metallgussprozess ergeben kann. Die Schwungscheibe 10 weist eine erste Befestigungsscheibe 12 und eine zweite Befestigungsscheibe 14auf, die über Stege 16 einstückig miteinander verbunden sind. Die erste Befestigungsscheibe 12 weist eine in eine motorseitige Axialrichtung weisende erste Kontaktfläche 18 auf, über welche die erste Befestigungsscheibe 12 beispielsweise flächig an einem Ausgangsflansch der Sekundärmasse eines Zweimassenschwungrads anliegen kann, um insbesondere die Schwungscheibe 10 über die erste Befestigungsscheibe 12 mit dem Ausgangsflansch zu vernieten. Die erste Befestigungsscheibe 12 weist ferner radial innerhalb zu der im Wesentlichen kreisringförmigen ersten Kontaktfläche 18 eine Nabe 20 auf, die eine nach radial innen weisende Lagerfläche 22 aufweist. Zwischen der Nabe 20 und der ersten Kontaktfläche 18 sind in das Material der ersten Befestigungsscheibe 12 im Wesentlichen kreisförmige ausschließlich in einer Radialebene vorgesehene Montageöffnungen 24 vorgesehen, welche es beispielsweise ermöglichen durch die Montageöffnungen 24 Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben und/oder Niete, hindurchzuführen, um bei der Montage axial beabstandet zu der ersten Befestigungsscheibe 12 Bauteile miteinander zu verbinden. Ferner kann über die Formgebung der Montageöffnungen 24 das Massenträgheitsmoment der ersten Befestigungsscheibe 12 und damit der Schwungscheibe 10 eingestellt werden. Ferner ist es möglich durch die Ausgestaltung von zwischen in Umfangsrichtung nachfolgenden Streben ausgebildete Fenster 26, die in radialer Richtung durch die erste Befestigungsscheibe 12 und die zweite Befestigungsscheibe 14 begrenzt werden, das Massenträgheitsmoment der der Schwungscheibe 10 einzustellen.
Die Stege 16 stehen von einer von der ersten Kontaktfläche 18 wegweisenden getriebeseitigen Rückseite 28 ab. Dadurch ergibt sich eine umlaufend geschlossene erste Mantelfläche 30, deren axiale Erstreckung im Wesentlichen der Dicke der ersten Befestigungsscheibe 12 entspricht, wobei die Dicke der ersten Befestigungsscheibe 12 im Wesentlichen durch den Abstand der Rückseite 28 zu der ersten Kontaktfläche 18 definiert wird. Die erste Mantelfläche 30 ist über einen ersten Übergangsradius 32 mit der ersten Kontaktfläche 18 verbunden. An den Umfangsbereichen, in denen nicht das Fenster 26 sondern der Steg 16 vorgesehen ist, kann die erste Mantelfläche 30 über einen zweiten Übergangsradius 34 in den Steg 16 übergehen. Die erste Mantelfläche 30 bildet eine im Wesentlichen axial verlaufende und in Umfangsrichtung vollständig geschlossene Einspannfläche 36 aus, über die das Schwungrad 10 für eine spanende Bearbeitung in einer Drehmaschine eingespannt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die axiale Erstreckung der Einspannfläche 36 im Wesentlichen der axialen Erstreckung der ersten Mantelfläche 30. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einspannfläche 36 um den Winkelbetrag einer Formschräge gegen die Axialrichtung des Schwungrads 10 angeschrägt.
Die in 4 und 5 nach einer spanenden Bearbeitung durch Drehen dargestellte Schwungscheibe 10 kann insbesondere im Bereich einer nach radial außen weisenden zweiten Mantelfläche 38 der zweiten Befestigungsscheibe 14 zerspant worden sein, so dass eine zuvor vorgesehene Formschräge und/oder ein dritter Übergangsradius 40 spanabhebend entfernt werden konnten. Zusätzlich kann eine in eine getriebeseitige Axialrichtung weisende zweite Kontaktfläche 42 überdreht werden, so dass sich im bearbeiteten Zustand eine Reibfläche 44 für eine Reibungskupplung ausbilden lässt. Ferner kann die Nabe 20 derart spanend bearbeitet sein, dass die Lagerfläche 22 an einem nach radial innen abstehenden Begrenzungsanschlag 46 endet, so dass ein in die Nabe 20 eingeschobenes, insbesondere eingepresstes, Lager mit einer definierten Einstecktiefe positioniert werden kann. Ebenfalls kann ein in axialer Richtung weisender Positionierungsanschlag 48 vorgesehen sein, der an der von dem Begrenzungsanschlag 46 wegweisenden Axialseite der Nabe 20 durch Drehen vorgesehen sein kann. Durch den Positionierungsanschlag 48 kann beispielsweise eine axiale Position der Schwungscheibe 10 insbesondere relativ zu einer Primärmasse eines Zweimassenschwungrads, definiert vorgegeben werden. Ferner ist es möglich durch Bohren in der ersten Befestigungsscheibe 12 und/oder in der zweiten Befestigungsscheibe 14 axial verlaufende Befestigungsöffnungen 50, insbesondere zum Einsetzen von Schrauben und/oder Niete, vorzusehen, um die jeweilige Befestigungsscheibe 12, 14 mit einem anderen Bauteil drehfest verbinden zu können.
Bezugszeichenliste

10: Schwungscheibe
12: erste Befestigungsscheibe
14: zweite Befestigungsscheibe
16: Steg
18: erste Kontaktfläche
20: Nabe
22: Lagerfläche
24: Montageöffnung
26: Fenster
28: Rückseite
30: erste Mantelfläche
32: erster Übergangsradius
34: zweiter Übergangsradius
36: Einspannfläche
38: zweite Mantelfläche
40: dritter Übergangsradius
42: zweite Kontaktfläche
44: Reibfläche
46: Begrenzungsanschlag
48: Positionierungsanschlag
50: Befestigungsöffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4339421 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 12890 [0008]
DIN EN 12890 [0013]
DIN EN 12890 [0020]

Claims

Schwungscheibe, insbesondere Sekundärmasse eines Zweimassenschwungrads, für einen Drehschwingungsdämpfer in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Befestigungsscheibe (12) zur drehfesten Befestigung mit einem ersten Bauteil an einer ersten Axialseite, insbesondere einer motorseitigen Axialseite, wobei die erste Befestigungsscheibe (12) eine in die erste Axialrichtung weisende erste Kontaktfläche (18) zur flächigen Anlage an dem ersten Bauteil und eine sich an der ersten Kontaktfläche (18) anschließende im Wesentlichen nach radial außen weisende erste Mantelfläche (30) aufweist, einer zweiten Befestigungsscheibe (14) zur drehfesten Befestigung mit einem zweiten Bauteil an einer der ersten Axialseite entgegen gesetzten zweiten Axialseite, insbesondere einer getriebeseitigen Axialseite, wobei die erste Befestigungsscheibe (12) einen geringeren Nenndurchmesser als die zweite Befestigungsscheibe (14) aufweist, und mehreren Stegen (16) zur Verbindung der ersten Befestigungsscheibe (12) mit der zweiten Befestigungsscheibe (14), wobei die Stege (16) einen axialen und/oder radialen Versatz der ersten Befestigungsscheibe (12) zur zweiten Befestigungsscheibe (14) überbrücken, wobei der Steg (16) zu der ersten Kontaktfläche (18) in Richtung zur zweiten Befestigungsscheibe (14) beabstandet in die erste Befestigungsscheibe (12) übergeht und die erste Mantelfläche (30) zwischen der ersten Kontaktfläche (18) und den Stegen (16) eine in Umfangsrichtung geschlossene Einspannfläche (36) zur Aufnahme der Schwungscheibe (10) in einer Drehmaschine ausbildet.
Schwungscheibe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen die gesamte von der ersten Befestigungsscheibe (12) ausgebildete erste Mantelfläche (30) zur Ausbildung der Einspannfläche (36) in Umfangsrichtung geschlossen mit einem konstanten Nenndurchmesser ausgebildet ist.
Schwungscheibe nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stege (16) an einem von der ersten Kontaktfläche (18) wegweisenden Rand der ersten Mantelfläche (30), insbesondere der Einspannfläche (36), anschließen.
Schwungscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (16) im Wesentlichen vollständig von einem im Wesentlichen kreisringförmigen Bereich der ersten Befestigungsscheibe (12) abstehen.
Schwungscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Kontaktfläche (18) und/oder die Stege (16) ausschließlich über einen Übergangsradius (32, 34) und/oder eine Fase direkt an der ersten Mantelfläche (30), insbesondere der Einspannfläche (36), anschließen.
Schwungscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Mantelfläche (30), insbesondere die Einspannfläche (36), gegenüber der Axialrichtung der Schwungscheibe (10) um einen Winkel α angeschrägt ist, der maximal dem Formschrägwinkel bei Gießteilen entspricht, wobei insbesondere 0,0° ≤ α ≤ 3,0°, vorzugsweise 0,2° ≤ α ≤ 2,0°, weiter bevorzugt 0,4° ≤ α ≤ 1,0° und besonders bevorzugt 0,5° ≤ α ≤ 0,7° gilt.
Schwungscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Befestigungsscheibe (14) eine nach radial außen weisende spanend, insbesondere durch Drehen, bearbeitete zweite Mantelfläche (38) aufweist.
Schwungscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass radial innerhalb zur ersten Befestigungsscheibe (12) eine mit der ersten Befestigungsscheibe (12), insbesondere einstückig, verbundene Nabe (20), insbesondere zur Aufnahme eines Lagers, vorgesehen ist, wobei die Nabe (20) eine nach radial innen weisende spanend, insbesondere durch Drehen, bearbeitete Lagerfläche (22) aufweist.
Schwungscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Befestigungsscheibe (14) eine in die zweite Axialrichtung weisende spanend, insbesondere durch Drehen, bearbeitete Reibfläche (44), insbesondere zum Verpressen einer Kupplungsscheibe, aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Schwungscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Schwungscheibe (10) nach einem Urformprozess und vor einer spanenden Bearbeitung an der in der ersten Mantelfläche (30) vorgesehenen Einspannfläche (36) in einer Werkzeugmaschine zur spanenenden Bearbeitung, insbesondere einer Drehmaschine, eingespannt wird und im eingespannten Zustand spanend bearbeitet wird, wobei insbesondere sämtliche spanabhebenden Oberflächenbearbeitungen und vorzugsweise zusätzlich sämtliche Bohrungen durchgeführt werden, bevor die Schwungscheibe (10) aus der Werkzeugmaschine entnommen wird.