DE102013006091A1

DE102013006091A1 - flywheel assembly

Info

Publication number: DE102013006091A1
Application number: DE102013006091.5A
Authority: DE
Inventors: Tobias Roth; Stefan Kühn; Mathias Schellenberg
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2014-10-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schwungradanordnung, die eine Kurbelwelle (5) einer Brennkraftmaschine und ein Schwungrad (1) mit einer Schwungmasse (2) umfasst. Die Schwungmasse (2) ist mittels eines elastisch verformbaren Elementes (4) mit der Kurbelwelle (5) verbunden, um eine Entkopplung des Schwungrades von Biegeschwingungen bzw. Taumelbewegungen, ausgelöst durch eine im Betrieb auftretende Taumelbewegung der Schwungmasse (2), zu verhindern. Die gewünschte Elastizität des Elementes (4) führt jedoch zugleich dazu, dass seine Steifigkeit in axialer Richtung der Kurbelwelle (5) vermindert ist, sodass aufgrund einer bei der Kupplungsbetätigung in axialer Richtung wirkenden Kupplungskraft (FK) eine Axialverformung des elastischen Elementes (4) und somit eine axiale Verlagerung der Schwungmasse (2) auftritt. Demgegenüber ist erfindungsgemäß die Schwungmasse (2) durch die Schraubverbindungen (3) in einem Randbereich (6) mit einem ersten Kontaktbereich (7) des Elementes (4) verbunden und hat eine radial nach innen verlagert angeordnete axiale Ausformung (8) als zweite Anlagefläche (9), die gegenüber einem zweiten Kontaktbereich (10) des Elementes (4) einen Spalt (s) einschließt. Unter dem Einfluss der Kupplungskraft (FK) kommt es somit bei einer nicht gezeigten axialen Verlagerung der Schwungmasse (2) zu einer Anlage der Ausformung (8) an den zweiten Kontaktbereich (10) des elastischen Elementes (4) und damit zu einem wesentlich erhöhten Verformungswiderstand des Elementes (4). Somit wird in einfacher Weise eine zweistufige Federkennlinie realisiert.The invention relates to a flywheel arrangement which comprises a crankshaft (5) of an internal combustion engine and a flywheel (1) with a flywheel mass (2). The flywheel mass (2) is connected to the crankshaft (5) by means of an elastically deformable element (4) in order to prevent the flywheel from being decoupled from bending vibrations or wobble movements triggered by a wobble movement of the flywheel mass (2) that occurs during operation. However, the desired elasticity of the element (4) also leads to its stiffness in the axial direction of the crankshaft (5) being reduced, so that an axial deformation of the elastic element (4) and thus an axial displacement of the flywheel (2) occurs. In contrast, the flywheel mass (2) is connected according to the invention by the screw connections (3) in an edge area (6) to a first contact area (7) of the element (4) and has an axial shape (8) which is displaced radially inwards as the second contact surface ( 9), which encloses a gap (s) with respect to a second contact region (10) of the element (4). Under the influence of the coupling force (FK), if the centrifugal mass (2) is not shown axially, the formation (8) bears against the second contact area (10) of the elastic element (4) and thus there is a substantially increased resistance to deformation of the element (4). A two-stage spring characteristic is thus easily realized.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwungradanordnung, die eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, sowie ein Schwungrad umfasst, welches mittels zumindest eines elastisch verformbaren Elementes mit der Kurbelwelle verbunden ist, und die dazu dient, einer axialen Verlagerung einer Schwungmasse des Schwungrades, beispielsweise aufgrund eines Kupplungsvorganges, einen Verformungswiderstand als Rückstellkraft entgegenzusetzen.The invention relates to a flywheel assembly comprising a crankshaft of an internal combustion engine, and a flywheel which is connected by means of at least one elastically deformable element with the crankshaft, and which serves to an axial displacement of a flywheel of the flywheel, for example due to a coupling operation, a deformation resistance as a restoring force to oppose.

In der Praxis werden vielfach Schwungradanordnungen für eine Brennkraftmaschine eingesetzt, bei der ein Schwungrad direkt mit einer Kurbelwelle verbunden ist, wobei die Masse des Schwungrades zur Reduzierung der Drehungleichförmigkeit dient, die in einer Drehrichtung der Schwungradanordnung aufgrund periodisch auftretender Drehmomentänderungen erzeugt wird.In practice, flywheel assemblies are often used for an internal combustion engine in which a flywheel is directly connected to a crankshaft, wherein the mass of the flywheel is used to reduce the rotational nonuniformity which is generated in a rotational direction of the flywheel assembly due to periodically occurring torque changes.

Infolge der üblicherweise starren Anbindung des Schwungrades an die Kurbelwelle werden jedoch auch deren Bewegungen und innere Verformungen auf das Schwungrad übertragen, was sich in Biegeschwingungen und Taumelbewegungen des Schwungrades äußert und mit einer unerwünschten Geräuschentwicklung einhergeht, die von den Fahrzeuginsassen als störend empfunden wird.As a result of the usually rigid connection of the flywheel to the crankshaft but also their movements and internal deformations are transmitted to the flywheel, which manifests itself in bending vibrations and wobbling movements of the flywheel and is accompanied by an undesirable noise, which is perceived by the vehicle occupants as disturbing.

Zur Vermeidung solcher akustischer Probleme, die vor allem durch die Taumelbewegung des Schwungrades entstehen, ist in der Praxis bereits eine Schwungradanordnung vorgeschlagen worden, bei der das Schwungrad mit der Kurbelwelle über eine elastische oder flexible Platte verbunden ist und dadurch eine Entkopplung des Schwungrades von Biege- und Taumelbewegungen erfolgt.In order to avoid such acoustic problems, which are mainly caused by the wobbling motion of the flywheel, a flywheel arrangement has already been proposed in practice in which the flywheel is connected to the crankshaft via an elastic or flexible plate and thereby decoupling of the flywheel from bending. and wobbling occurs.

Die elastische Platte besitzt eine Steifigkeit in ihrer Drehrichtung, die groß genug für eine wirksame Übertragung des Drehmomentes von der Kurbelwelle auf die Schwungmasse ist, während die elastische Platte eine Steifigkeit in axialer Richtung klein genug für ein Verschieben einer Resonanzfrequenz der Biegeschwingung außerhalb eines Frequenzbandes einer verstärkten Vibration besitzt, die während der im Betrieb am meisten auftretenden Motordrehzahlen entstehen, um so die unerwünschte Geräuschentwicklung zu reduzieren.The elastic plate has a stiffness in its rotational direction which is large enough for an effective transmission of the torque from the crankshaft to the flywheel, while the elastic plate has a stiffness in the axial direction small enough for shifting a resonance frequency of the bending vibration outside of a frequency band of a reinforced Has vibration that occur during the most occurring engine speeds during operation, so as to reduce the unwanted noise.

Aus der DE 103 03 561 A1 ist ein flexibles Schwungrad für eine Kupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem biegsamen Blech bekannt, das endseitig an einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors befestigt ist und das eine fest mit dem äußeren Umfang des biegsamen Bleches verbundene ringförmige Schwungmasse aufweist.From the DE 103 03 561 A1 is a flexible flywheel for a clutch, in particular for motor vehicles, known with a flexible sheet which is fixed end to a crankshaft of an internal combustion engine and having a fixedly connected to the outer periphery of the flexible sheet annular flywheel.

Weiterhin ist auch in der JP 61-233240 A eine Schwungradanordnung beschrieben, die ein das Drehmoment übertragendes elastisches Element zur Verbindung der Kurbelwelle mit der Schwungmasse aufweist.Furthermore, in the JP 61-233240 A describes a flywheel assembly having a torque transmitting elastic member for connecting the crankshaft with the flywheel.

Als nachteilig beim Stand der Technik hat es sich bereits erwiesen, dass die Steifigkeit des elastischen Elementes in der axialen Richtung aufgrund der funktional erforderlichen Biegeelastizität des Elementes oftmals gering ist, sodass aufgrund des Kupplungshubes bei der Kupplungsbetätigung eine Axialverformung auftritt, was zu einem verzögerten Ansprechverhalten des Kupplungseingriffs- und -lösevorganges führt. Insbesondere werden der nutzbare Auskuppelweg und der Freigang des Schwungrades reduziert. Hierdurch kann es zu einem Fehlverhalten bei der Kupplungsbetätigung kommen.As a disadvantage in the prior art, it has been proven that the stiffness of the elastic element in the axial direction due to the functionally required bending elasticity of the element is often low, so that due to the clutch stroke in the clutch actuation axial deformation occurs, resulting in a delayed response of the Coupling engagement and -lösevorganges leads. In particular, the usable Auskuppelweg and the clearance of the flywheel are reduced. This can lead to a malfunction in the clutch operation.

Andererseits reduziert sich bei einer erhöhten axialen Steifigkeit des elastischen Elementes zugleich auch dessen Wirkung zur Entkopplung von sekundären Bewegungen aus der Kurbelwelle.On the other hand, reduced at an increased axial stiffness of the elastic element at the same time its effect for decoupling secondary movements of the crankshaft.

Ferner ist aus der JP 2000-266125 A eine Anordnung bekannt, bei der eine flexible Platte zwischen Kurbelwelle und Schwungmasse in axialer Richtung beidseitig von klammerförmigen Dämpferplatten eingefasst ist, die gegen die flexible Platte anliegen.Furthermore, from the JP 2000-266125 A an arrangement is known in which a flexible plate between the crankshaft and flywheel in the axial direction is enclosed on both sides by clamp-shaped damper plates which rest against the flexible plate.

Aus der EP 0 385 752 B1 ist eine Schwungradanordnung zur Übertragung eines Motordrehmomentes von der Kurbelwelle auf das Schwungrad mittels eines elastischen Elementes bekannt. Hierbei ist ein Verstärkungsteil mit einem nach außen gerichteten Flansch vorgesehen, der einen Anschlag für einen inneren Umfangsbereich des Schwungrades bildet und so die relative axiale Bewegung des elastischen Elementes gegenüber dem Flansch begrenzt. Derartige Anschläge können allerdings zu einer zusätzlichen Schwingungsanregung führen, wenn das Schwungrad im Betrieb gegen diesen Anschlag verlagert und so das Schwungrad mit der Kurbelwelle verbunden wird.From the EP 0 385 752 B1 a flywheel assembly for transmitting an engine torque from the crankshaft to the flywheel by means of an elastic element is known. Here, a reinforcing member is provided with an outwardly directed flange which forms a stop for an inner peripheral portion of the flywheel and so limits the relative axial movement of the elastic member relative to the flange. However, such attacks can lead to an additional vibration excitation, when the flywheel displaced in operation against this stop and so the flywheel is connected to the crankshaft.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schwungradanordnung der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass eine axiale Verlagerung der Schwungmasse, welche die Größe der zulässigen Bewegungen im normalen Motorbetrieb übersteigt, gebremst wird.Against this background, the invention has the object to perform a flywheel assembly of the type mentioned in such a way that an axial displacement of the flywheel, which exceeds the size of the permissible movements in normal engine operation, is braked.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Schwungradanordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved with a flywheel assembly according to the features of claim 1. The subclaims relate to particularly expedient developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also eine Schwungradanordnung vorgesehen, bei der in einer ersten axialen Position der Schwungmasse auf der Kurbelwelle ein erster Verformungswiderstand oder eine erste Rückstellkraft und in einer zweiten, gegenüber der ersten Position axial verlagerten axialen Position ein zweiter Verformungswiderstand oder eine zweite Rückstellkraft größer als der erste Verformungswiderstand bzw. die erste Rückstellkraft wirksam ist. Hierdurch führt also die relative Verlagerung der Schwungmasse nicht zur starren Verbindung der Schwungmasse mit der Kurbelwelle, sondern es wird vielmehr der axialen Verlagerung ein zusätzlicher bzw. zunehmender Verformungswiderstand entgegengesetzt. In der ersten axialen Position wird die Übertragung der Biegeschwingungen aus dem Kurbeltrieb gemäß der eigentlichen Funktion vermieden, während die zweite Position im normalen Motorbetrieb, ohne Kupplungsbetätigung, nicht eingenommen wird. Darüber hinaus wird aber bei entsprechender Auslegung des zweiten Verformungswiderstandes die axiale Verlagerung reduziert, weil dieser bereits bei einer vergleichsweise geringen axialen Verlagerung unmittelbar wirksam wird und der weiteren Verlagerung den erhöhten Widerstand entgegensetzt. According to the invention, therefore, a flywheel arrangement is provided in which, in a first axial position of the flywheel on the crankshaft, a first deformation resistance or a first restoring force and in a second, compared to the first position axially displaced axial position, a second deformation resistance or a second restoring force greater than the first Deformation resistance or the first restoring force is effective. As a result, therefore, the relative displacement of the flywheel does not lead to the rigid connection of the flywheel with the crankshaft, but rather it is opposed to the axial displacement of an additional or increasing deformation resistance. In the first axial position, the transmission of the bending vibrations from the crank mechanism according to the actual function is avoided, while the second position is not taken during normal engine operation, without clutch operation. In addition, however, the axial displacement is reduced with an appropriate design of the second deformation resistance, because this is already effective at a relatively low axial displacement and the further displacement opposes the increased resistance.

Das Element könnte unterschiedliche Abschnitte, beispielsweise Ebenen aufweisen, die je nach dem Betrag der axialen Verlagerung wirksam werden. Besonders Erfolg versprechend ist hingegen eine Abwandlung der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Schwungmasse in einer ersten axialen Position mit einem ersten Kontaktbereich des elastisch verformbaren Elementes und in einer zweiten axialen Position mit einem zweiten Kontaktbereich des Elementes verbunden ist. Indem die Schwungmasse in der verlagerten zweiten axialen Position zusätzlich oder ausschließlich mit einem zweiten Kontaktbereich des Elementes zusammenwirkt, also gegen diesen zweiten Kontaktbereich anliegt, wird ein entsprechend abweichender Verformungswiderstand wirksam. Dieser unterschiedliche Verformungswiderstand kann beispielsweise durch unterschiedliche Materialeigenschaften oder Geometrien sowie durch abweichende Hebelwirkungen der zueinander beabstandeten Kontaktbereiche realisiert werden.The element could have different sections, for example planes, which take effect according to the amount of axial displacement. In contrast, a modification of the present invention in which the flywheel is connected in a first axial position to a first contact region of the elastically deformable element and in a second axial position to a second contact region of the element is particularly promising. By the flywheel in the displaced second axial position additionally or exclusively cooperates with a second contact region of the element, that is applied against this second contact region, a correspondingly different deformation resistance is effective. This different deformation resistance can be realized for example by different material properties or geometries as well as by deviating leverage effects of the contact areas spaced from each other.

Bei einer besonders Erfolg versprechenden Ausgestaltung der Erfindung ist dabei der zweite Kontaktbereich des Elementes gegenüber dem ersten Kontaktbereich radial nach innen verlagert. Indem also der zweite Kontaktbereich des Elementes auf einem zu der Kurbelwelle konzentrischen Kreis liegt, welcher zu der Kurbelwellenmittelachse einen deutlich reduzierten radialen Abstand gegenüber dem ersten Kontaktbereich aufweist, wird so ein entsprechend verkürzter Hebelarm als radialer Abstand wirksam. Diese Variante beruht demnach nicht auf ebenfalls realisierbaren, in verschiedenen radialen Abständen unterschiedlichen Verformungseigenschaften des Elementes, sondern im Wesentlichen auf der Veränderung des wirksamen Hebelarmes. Beispielsweise kann das Element als ein sich in der Querschnittsebene der Kurbelwelle erstreckendes ebenes Element, beispielsweise als ein Blech, ausgeführt sein, sodass durch die Verlagerung von der ersten in die zweite axiale Position eine radial nach innen verlagerte Kontaktfläche wirksam wird. Hierzu ist das Element beispielsweise mit einer Ausformung in axialer Richtung versehen, welche aufgrund einer axialen relativen Verlagerung in Eingriff kommt.In a particularly promising embodiment of the invention, the second contact region of the element is displaced radially inwards relative to the first contact region. Thus, since the second contact region of the element lies on a circle concentric with the crankshaft, which has a significantly reduced radial distance relative to the first contact region relative to the crankshaft center axis, a correspondingly shortened lever arm acts as a radial distance. Accordingly, this variant is not based on likewise realizable deformation properties of the element which differ in different radial distances, but essentially on the change of the effective lever arm. For example, the element can be embodied as a planar element extending in the cross-sectional plane of the crankshaft, for example as a metal sheet, so that a radially inwardly displaced contact surface becomes effective by the displacement from the first to the second axial position. For this purpose, the element is provided for example with a formation in the axial direction, which comes into engagement due to an axial relative displacement.

Bei einer anderen, ebenfalls besonders praxisgerechten Ausgestaltung der Erfindung weist die Schwungmasse eine Kontaktfläche mit zumindest einer Ausformung auf, derart, dass bei der axialen Verlagerung der Schwungmasse zusätzlich zu dem ersten Kontaktbereich ein zweiter Kontaktbereich des Elementes gegen die jeweilige Ausformung der Schwungmasse anliegt. Hierdurch wird erreicht, dass eine lediglich geringfügige Verlagerung der Schwungmasse zunächst mit einer geringen Änderung des Verformungswiderstandes verbunden ist, um so eine mögliche Schwingung, die zu unerwünschten Geräuschentwicklungen führen könnte, zu vermeiden. Bei zusätzlicher Anlage des zweiten Kontaktbereichs des Elements gegen die Ausformung wird eine Verformungskennlinie wirksam, welche sich ab Kontakt mit der ringförmigen Anlage stark verändert bzw. steil ansteigt.In another, likewise particularly practical embodiment of the invention, the flywheel on a contact surface with at least one shape, such that during the axial displacement of the flywheel in addition to the first contact region, a second contact region of the element abuts against the respective shape of the flywheel. This ensures that only a slight displacement of the flywheel is initially associated with a small change in the deformation resistance, so as to avoid a possible vibration that could lead to unwanted noise developments. With additional investment of the second contact region of the element against the formation of a deformation characteristic is effective, which varies greatly from contact with the annular system or rises sharply.

Bei einer anderen, ebenfalls besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ändert sich hingegen die radiale Position des Kontaktbereiches bei fortschreitender axialer Verlagerung der Schwungmasse stetig. Hierzu ist ein sich nach innen hin vergrößernder Spalt zwischen dem flexiblen Element und der stirnseitigen Fläche der Schwungmasse vorgesehen, welcher sich bei der axialen Verlagerung kontinuierlich schließt, mit der Folge, dass der wirksame Hebelarm des elastischen Elementes reduziert wird und der Verformungswiderstand zunimmt. Insbesondere kann so eine progressive Federkennlinie realisiert werden.In another, also particularly expedient embodiment of the present invention, however, the radial position of the contact area changes continuously as the axial displacement of the flywheel progresses. For this purpose, an inwardly enlarging gap between the flexible element and the end face of the flywheel is provided, which closes continuously in the axial displacement, with the result that the effective lever arm of the elastic element is reduced and the deformation resistance increases. In particular, such a progressive spring characteristic can be realized.

Weiterhin hat es sich bereits als besonders Erfolg versprechend erwiesen, wenn das Element zumindest abschnittsweise gegenüber einer insbesondere in der Querschnittsebene zu der Kurbelwelle liegenden axialen Stirnfläche der Schwungmasse beabstandet angeordnet und in einem umfangsnahen Randbereich stirnseitig oder umfangsseitig an der Schwungmasse fixiert ist. Hierzu ist das Element in Bezug auf die dem Element zugewandte Stirnfläche der Schwungmasse vorzugsweise konkav ausgeführt, sodass das Element zunächst lediglich im Randbereich gegen die Schwungmasse anliegt und sich durch eine fortschreitende Verformung aufgrund der axialen Verlagerung der Schwungmasse an diese beginnend mit dem äußeren Randbereich nach radial innen fortschreitend gegen dessen Stirnfläche anlegt. Selbstverständlich kann zusätzlich oder alternativ auch die Stirnfläche mit einer dementsprechenden konkaven Ausformung ausgestattet sein.Furthermore, it has already proven to be particularly promising if the element is at least partially spaced from a lying in particular in the cross-sectional plane to the crankshaft axial end face of the flywheel and fixed in a peripheral edge region frontally or peripherally on the flywheel. For this purpose, the element with respect to the element facing the end face of the flywheel is preferably made concave, so that the element initially rests only in the edge region against the flywheel and due to a progressive deformation due the axial displacement of the flywheel at this beginning with the outer edge region radially inwardly progressively abuts against the end face. Of course, in addition or alternatively, the end face may be equipped with a corresponding concave shape.

Dabei ist das Element nicht auf ein einzelnes Bauteil beschränkt. Vielmehr kann das Element auch als ein federelastisches Blech oder Blechpaket ausgeführt sein.The element is not limited to a single component. Rather, the element can also be designed as a resilient sheet or laminated core.

Hierzu eignet es sich auch besonders gut, wenn das Element im Wesentlichen roationssymmetrisch ausgeführt ist und gegen die Schwungmasse konzentrisch zu der Kurbelwelle anliegt, also beispielsweise nach Art einer Tellerfeder ausgeführt ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Verformungswiderstand in das Schwungrad konzentrisch eingeleitet wird und insbesondere eine Auslenkung des Schwungrades aus der Querschnittsebene, die zu einem Verkippen und somit zu einer Taumelbewegung führen könnte, vermieden.For this purpose, it is also particularly well, if the element is designed essentially rotationally symmetrical and is applied against the flywheel concentric to the crankshaft, so for example, designed in the manner of a plate spring. This ensures that the deformation resistance is introduced concentrically into the flywheel and in particular avoids a deflection of the flywheel from the cross-sectional plane, which could lead to a tilting and thus to a wobbling motion.

Vorzugsweise ist das Element austauschbar oder modular erweiterbar mit der Schwungmasse verbunden, sodass dieses gegebenenfalls an unterschiedliche Kupplungskräfte verschiedener Leistungsstufen durch Ergänzung weiterer Elemente problemlos angepasst und der konstruktive Aufwand dadurch reduziert werden kann.Preferably, the element is interchangeable or modular expandable connected to the flywheel, so this optionally adapted to different coupling forces different levels of performance by supplementing other elements easily and the design effort can be reduced.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe invention allows numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows in

1 eine perspektivische Darstellung einer Schwungradanordnung mit einem Schwungrad; 1 a perspective view of a flywheel assembly with a flywheel;

2 eine geschnittene Seitenansicht des in 1 gezeigten Schwungrades; 2 a sectional side view of the in 1 shown flywheel;

3 eine vergrößerte Detaildarstellung einer Variante der in 1 gezeigten Schwungradanordnung. 3 an enlarged detail of a variant of in 1 shown flywheel assembly.

Eine erfindungsgemäße Schwungradanordnung wird nachstehend anhand der 1 bis 3 näher erläutert, wobei in den 1 und 2 eine erste Variante eines Schwungrades 1 in einer perspektivischen Ansicht bzw. in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt ist. Wie insbesondere auch in 2 zu erkennen, ist eine kreisscheibenförmige, mit einer umfangsseitigen Verzahnung ausgestattete Schwungmasse 2 des Schwungrades 1 in ihrem Randbereich mittels Schraubverbindungen 3 mit einem als Blechformteil ausgeführten elastischen Element 4 verbunden. Durch dieses Element 4 ist die Schwungmasse 2 mit einer Kurbelwelle 5 verbunden, um so das unerwünschte Auftreten von Biegeschwingungen und Taumelbewegungen der Schwungmasse 2 zu verhindern. Die gewünschte Elastizität des Elementes 4 führt jedoch zugleich dazu, dass seine Steifigkeit in der axialen Richtung der Kurbelwelle 5 vermindert ist, sodass aufgrund einer bei der Kupplungsbetätigung in axialer Richtung wirkenden Kupplungskraft Feine Axialverformung des elastischen Elementes 4 und somit eine axiale Verlagerung der Schwungmasse 2 auftritt. Hiermit ist beim Stand der Technik ein verzögertes Ansprechverhalten des Kupplungseingriffs- und -trennungsvorganges und zugleich eine Reduzierung des nutzbaren Auskuppelweges verbunden.A flywheel assembly according to the invention will be described below with reference to 1 to 3 explained in more detail, wherein in the 1 and 2 a first variant of a flywheel 1 is shown in a perspective view and in a sectional side view. As in particular in 2 to recognize, is a circular disk-shaped, equipped with a circumferential toothing flywheel 2 the flywheel 1 in its edge area by means of screw connections 3 with a designed as a sheet metal part elastic element 4 connected. Through this element 4 is the momentum 2 with a crankshaft 5 connected so as to avoid the undesirable occurrence of bending vibrations and tumbling movements of the flywheel 2 to prevent. The desired elasticity of the element 4 However, at the same time causes its rigidity in the axial direction of the crankshaft 5 is reduced, so that due to a coupling force acting in the axial direction of the coupling force Fine axial deformation of the elastic element 4 and thus an axial displacement of the flywheel 2 occurs. This is in the prior art, a delayed response of the clutch engagement and separation process and at the same time a reduction of the usable Auskuppelweges connected.

Demgegenüber ist bei der vorliegenden Erfindung, wie insbesondere aus 2 erkennbar, die Schwungmasse 2 durch die Schraubverbindungen 3 in einem Randbereich 6 mit einem ersten Kontaktbereich 7 des Elementes 4 verbunden. Weiterhin hat die Schwungmasse 2 eine radial nach innen verlagert angeordnete axiale Ausformung 8 als zweite Anlagefläche 9, die gegenüber einem zweiten Kontaktbereich 10 des Elementes 4 in der von der Kupplungskraft F_K unbelasteten ersten axialen Position der Schwungmasse 2 einen Spalt s einschließt. Unter dem Einfluss der Kupplungskraft F_K kommt es somit bei einer nicht gezeigten axialen Verlagerung der Schwungmasse 2 zu einer Anlage der Ausformung 8 an den zweiten Kontaktbereich 10 des elastischen Elementes 4. Ausgehend von der von der Kupplungskraft F_K unbelasteten Normalposition, in der aufgrund des langen Hebelarmes 11 ein erster Verformungswiderstand wirksam ist, wird der Verformungswiderstand durch den mit dem Kontakt in dem zweiten Kontaktbereich 10 verbundenen verkürzten Hebelarm 12 in der verlagerten axialen Position der Schwungmasse 2 ein zweiter Verformungswiderstand wirksam, welcher entsprechend dem Verhältnis der Hebelarme 11, 12 größer ist als der erste Verformungswiderstand. Auf diese Weise wird eine zweistufige Federkennlinie realisiert, deren Steifigkeit im Falle der wirksamen Anlage der Ausformung 8 in dem zweiten Kontaktbereich 10 des elastischen Elementes 4 sprunghaft erhöht ist. Zur Vermeidung von Kantenträgern weist die axiale Ausformung 8 als zweite Anlagefläche 9 eine lediglich andeutungsweise dargestellte konvex gewölbte Oberflächenbeschaffenheit auf.In contrast, in the present invention, as in particular 2 recognizable, the flywheel 2 through the screw connections 3 in a border area 6 with a first contact area 7 of the element 4 connected. Furthermore, the flywheel has 2 a radially inwardly displaced axial formation 8th as a second contact surface 9 facing a second contact area 10 of the element 4 in the unloaded from the coupling force F _K first axial position of the flywheel 2 includes a gap s. Under the influence of the coupling force F _K thus occurs in an axial displacement, not shown, of the flywheel 2 to a plant of the molding 8th to the second contact area 10 of the elastic element 4 , Starting from the unloaded by the coupling force F _K normal position, in the due to the long lever arm 11 a first deformation resistance is effective, the deformation resistance becomes by the contact in the second contact region 10 connected shortened lever arm 12 in the displaced axial position of the flywheel 2 a second deformation resistance effective, which corresponds to the ratio of the lever arms 11 . 12 greater than the first deformation resistance. In this way, a two-stage spring characteristic is realized whose rigidity in the case of the effective investment of the molding 8th in the second contact area 10 of the elastic element 4 is increased by leaps and bounds. To avoid Kantenträgern has the axial shape 8th as a second contact surface 9 an only hinted convex curved surface texture.

Demgegenüber ist in 3 in einer vergrößerten Detaildarstellung ein lediglich ausschnittsweise dargestelltes Schwungrad 13 mit einer Schwungmasse 14 gezeigt, die eine ebene, sich radial ohne Ausnehmungen erstreckende Anlagefläche 15 aufweist. Die Anlagefläche 15 weist eine derart bearbeitete Oberfläche auf, dass durch eine Krümmung die Anlagefläche 15 in Richtung kleiner werdenden Durchmessers von dem Element 4 zunehmend beabstandet ist. Dadurch ist ein radial nach innen zunehmender Spalt s zwischen der Schwungmasse 14 und dem Element 4 gebildet. In ihrem äußeren Kontaktbereich 7 ist die Schwungmasse 14 mittels einer Schraubverbindung 16 mit dem elastischen Element 4 verbunden. Mit zunehmender axialer Belastung verlagert sich die Anlage des elastischen Elementes 4 an der Schwungmasse 14 in den Kontaktbereich der Anlagefläche 15 nach innen hin, wobei der sich vergrößernde Spalt s geschlossen wird. Dabei wird eine progressive Federkennlinie realisiert bzw. ein progressiv zunehmender Verformungswiderstand erzeugt. Durch diese stetige Zunahme des Spaltes s bis zu einem maximalen Wert von ca. 0,2 mm in einem inneren radialen zweiten Kontaktbereich 10 führt eine axiale Verlagerung der Schwungmasse 14 dazu, dass sich die radiale Position der Kontaktfläche, die als Hebelarm wirksam wird, zwischen den Kontaktbereichen 7, 10 bei fortschreitender axialer Verlagerung der Schwungmasse 14 ebenso wie der dadurch bestimmte Verformungswiderstand stetig ändert. Hierdurch wird eine progressive Federkennlinie realisiert.In contrast, in 3 in an enlarged detail representation of a fragmentary illustrated flywheel 13 with a flywheel 14 shown that a flat, radially without recesses extending contact surface 15 having. The contact surface 15 has a machined surface such that by a curvature of the contact surface 15 in the direction of decreasing diameter of the element 4 is increasingly spaced. As a result, a radially inwardly increasing gap s between the flywheel 14 and the element 4 educated. In her outer contact area 7 is the momentum 14 by means of a screw connection 16 with the elastic element 4 connected. With increasing axial load, the system of elastic element shifts 4 on the flywheel 14 in the contact area of the contact surface 15 towards the inside, wherein the increasing gap s is closed. In this case, a progressive spring characteristic is realized or generates a progressively increasing deformation resistance. Due to this steady increase of the gap s up to a maximum value of approximately 0.2 mm in an inner radial second contact region 10 leads an axial displacement of the flywheel 14 in that the radial position of the contact surface, which acts as a lever arm, between the contact areas 7 . 10 with progressive axial displacement of the flywheel 14 just as the deformation resistance determined by it constantly changes. As a result, a progressive spring characteristic is realized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Schwungradflywheel
22: SchwungmasseInertia
33: Schraubverbindungscrew
44: Elementelement
55: Wellewave
66: Randbereichborder area
77: Kontaktbereichcontact area
88th: Ausformungformation
99: Anlageflächecontact surface
1010: Kontaktbereichcontact area
1111: Hebelarmlever arm
1212: Hebelarmlever arm
1313: Schwungradflywheel
1414: SchwungmasseInertia
1515: Anlageflächecontact surface
1616: Schraubverbindungscrew
F_K F _K: Kupplungskraftcoupling force
ss: Spaltgap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10303561 A1 [0006]
JP 61-233240A [0007]
JP 2000-266125A [0010]
EP 0385752 B1 [0011]

Claims

Flywheel assembly containing a crankshaft ( 5 ) an internal combustion engine, and a flywheel ( 1 ), which by means of at least one elastically deformable element ( 4 ) with the crankshaft ( 5 ), so that an axial displacement of a flywheel ( 2 ) of the flywheel ( 1 ) a deformation resistance of the element ( 4 ) counteracts as restoring force, characterized in that the flywheel ( 2 ) in a first region of its axial displacement against a first deformation resistance of the element ( 4 ) and is movable in a second region of its continued axial displacement adjoining the first region against a second deformation resistance, which is greater than the first deformation resistance.

Flywheel assembly according to claim 1, characterized in that the flywheel ( 2 ) in a first axial position with a first contact region ( 7 ) of the element ( 4 ) is in contact and in a second axial position with a second contact region ( 10 ) of the element ( 4 ) is in contact.

Flywheel arrangement according to claims 1 or 2, characterized in that the second contact area ( 10 ) of the element ( 4 ) compared to the first contact area ( 7 ) is displaced radially inwards.

Flywheel assembly according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flywheel ( 2 ) a contact surface ( 9 ) with at least one shape ( 8th ), such that during the axial displacement of the flywheel ( 2 ) in addition to the first contact area ( 7 ) a second contact area ( 10 ) of the element ( 4 ) against the shaping ( 8th ) the flywheel ( 2 ) is present.

Flywheel assembly according to at least one of the preceding claims, characterized in that a between the flywheel ( 2 ) and the element ( 4 ) sectionally existing gap (s) increases radially inwards.

Flywheel assembly according to at least one of the preceding claims, characterized in that the element ( 4 ) is designed as a resilient sheet or laminated core.

Flywheel assembly according to at least one of the preceding claims, characterized in that the element ( 4 ) is substantially rotationally symmetrical and against the flywheel ( 2 ) concentric with the crankshaft ( 5 ) is present.

Flywheel assembly according to at least one of the preceding claims, characterized in that the element ( 4 ) replaceable and / or modular expandable with the flywheel ( 2 ) connected is.