-
Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad mit einer Primärmasse und einer Sekundärmasse, die entgegen der Wirkung eines Federspeichers gegeneinander verdrehbar sind, wobei sich die Sekundärmasse mit einem Axialgleitlager und einem Radialgleitlager an der Primärmasse abstützt.
-
Zweimassenschwungräder werden als Schwingungstilger für Torsionsschwingungen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzt, wobei das Zweimassenschwungrad in der Regel zwischen der Kurbelwelle einer das Kraftfahrzeug antreibenden Verbrennungskraftmaschine und einer dem Schaltgetriebe vorgelagerten Fahrzeugkupplung angeordnet ist. Durch die gegen Federkraft und gegebenenfalls auch gegen trockene Reibung relativ zueinander verdrehbare Primärschwungmasse und Sekundärschwungmasse werden Drehschwingungen, die durch das ungleichmäßige Antriebsmoment des in der Regel als Kolbenmotor ausgeführten Verbrennungsmotors hervorgerufen werden, getilgt.
-
Die Sekundärmasse stützt sich bei einigen Ausführungsformen des Zweimassenschwungrades an einem Gegenlager der Primärmasse, meist in Form einer mit der Primärmasse verschraubten Nabe, ab. Die Sekundärmasse stützt sich dabei mit einem Axialgleitlager und einem Radialgleitlager an der Primärmasse ab. Sowohl das Radiallager als auch das Axiallager umfassen Sinterbronzelager. 1, 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer solchen Lagerung, wobei 2 eine zweiteilige und 3 eine einteilige Ausführung der Lagerbuchsen zeigt.
-
Nachteilig an der bekannten Lösung sind die Kosten des Axiallagers. Zudem ist die Abfuhr der Reibwärme aus dem Axiallager im Falle der zweiteiligen Ausführung erschwert. Dadurch entsteht ein erhöhtes Risiko der Gleitschichtablösung am Axiallager. Nachteilig ist zudem der Bauraumbedarf des Axiallagers und der Montageaufwand beim Fügen des Axiallagers, falls es sich um eine zweiteilige Ausführung handelt.
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Alternative Lagerung anzugeben, die die zuvor genannten Nachteile vermeidet.
-
Dieses Problem wird durch ein Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen, Ausführungsformen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch ein Zweimassenschwungrad mit einer Primärmasse und einer Sekundärmasse, die entgegen der Wirkung eines Federspeichers gegeneinander verdrehbar sind, wobei sich die Sekundärmasse mit einem Axialgleitlager und einem Radialgleitlager an der Primärmasse abstützt, wobei das Axialgleitlager durch eine Stirnfläche der Sekundärmasse und einen Stützring der Primärmasse gebildet wird. Die Stirnfläche der Sekundärmasse stützt sich unmittelbar gleitend an dem Stützring der Primärmasse ab. Zwischen der Stirnfläche der Sekundärmasse und dem Stützring der Primärmasse ist also abgesehen von einem Schmiermittel kein weiteres Lagerelement angeordnet, insbesondere ist kein Sinterbronzelager zwischen beiden angeordnet. Der Federspeicher ist insbesondere eine Bogenfederanordnung mit einer oder mehreren Bogenfedern.
-
Der Stützring ist in einer Ausführungsform der Erfindung an einer Zentriernabe befestigt. Die Zentriernabe ist mit der Primärseite verschraubt oder vernietet, was die Fertigung der Einzelteile erleichtert.
-
Das Axialgleitlager wird in einer Ausführungsform der Erfindung durch eine Lagerhülse gebildet, die an einem Stützrohr der Zentriernabe gleitend gelagert ist. Das Axialgleitlager umfasst vorzugsweise ein Sinterbronzelager in Form einer Lagerhülse aus Sinterbronze, die mit der Sekundärseite verpresst ist.
-
Die Lagerhülse umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung einen zylindrischen Teil sowie einen diesem gegenüber aufgeweiteten Teil. Der aufgeweitete Teil dient der axialen Festlegung der Lagerhülse, insbesondere der formschlüssigen axialen Festlegung in Richtung auf die Fahrzeugkupplung.
-
Die Lagerhülse ist in einer Ausführungsform der Erfindung in einem Lagerflansch befestigt. Der Lagerflansch weist eine Öffnung oder Bohrung auf, in der die Lagerhülse befestigt ist. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise reibschlüssig, insbesondere durch Einpressen der Lagerhülse.
-
Der Lagerflansch weist in einer Ausführungsform der Erfindung einen Freistich auf, der vorzugsweise mit dem aufgeweiteten Teil der Lagerhülse zusammen einen Anschlag bildet.
-
Die Stirnfläche der Sekundärmasse ist in einer Ausführungsform der Erfindung an dem Lagerflansch angeordnet, wobei die Stirnfläche vorzugsweise fein bearbeitet ist. Unter einer feinen Bearbeitung wird hier jede Form der Verringerung der Rauigkeit verstanden, beispielsweise durch Schleifen, Polieren, Fräsen oder dergleichen.
-
Der Stützring ist in einer Ausführungsform der Erfindung aus Kunststoff. Es kann sich dabei um ein Spritzgussteil handeln, das Oberflächenbeschichtet ist. Ein solches Kunststoffbauteil ist kostengünstig herzustellen und leicht zu montieren.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 ein Ausführungsbeispiel eines Zweimassenschwungrades in einer Schnittdarstellung als Vergleichsbeispiel,
-
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1,
-
3 eine alternative Lageranordnung als Vergleichsbeispiel,
-
4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lageranordnung.
-
1 zeigt ein Zweimassenschwungrad 1 nach Stand der Technik in einer Schnittdarstellung als Vergleichbeispiel zum Verständnis der Erfindung. Ein solches Zweimassenschwungrad 1 wird im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und der Fahrzeugkupplung angeordnet. Der Verbrennungsmotor ist üblicherweise ein Otto- oder Dieselmotor. Die Fahrzeugkupplung ist eine Einfach- oder Doppelkupplung. Das Drehmoment der Fahrzeugkupplung wird über ein Schaltgetriebe, das ein Schaltgetriebe mit einer Vorgelegewelle (bei einer Einfachkupplung) oder mit zwei Vorgelegewellen (bei einer Doppelkupplung) ist über ein oder bei Allrad mehrere Differenzialgetriebe und Kardanwellen auf die Antriebsräder übertragen.
-
Die Rotationsachse des Zweimassenschwungrades ist in 1 mit R bezeichnet. Die Rotationsachse R ist die Rotationsachse des Zweimassenschwungrades 1 und gleichzeitig die Rotationsachse einer Kurbelwelle eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors und auch die Rotationsachse einer dem Zweimassenschwungrad 1 nachgeordneten Fahrzeugkupplung, die ebenfalls nicht dargestellt ist. Im Folgenden wird unter der axialen Richtung die Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung eine Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden. Die Umfangsrichtung ist eine Drehung um die Rotationsachse R.
-
Das Zweimassenschwungrad 1 umfasst eine Primärmasse bzw. Primärseite 2 sowie eine Sekundärmasse bzw. Sekundärseite 3, die gegen die Kraft einer Bogenfederanordnung 4 relativ zueinander um die Rotationsachse R verdreht werden können. Die Bogenfederanordnung 4 umfasst mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Bogenfedern 8, wobei jede Bogenfeder 8 koaxial angeordnete innere und äußere Federn umfassen kann. Die Bogenfedern 8 werden im Betrieb durch die auf diese einwirkende Fliehkraft nach außen gegen die Primärmasse 2 gedrückt. Daher sind an der radial außen gelegenen Seite Gleitschalen 21 angeordnet, welche den Verschleiß zwischen den Bogenfedern und der Primärmasse 2 verringern. Die Primärmasse 2 umfasst ein motorseitiges Primärmassenblech 6 und einen kupplungsseitigen Primärmassendeckel 5. Das Primärmassenblech 6 und der Primärmassendeckel 5 schließen eine Bogenfederaufnahme 12 ein, in der die Bogenfedern 8 angeordnet sind. Die Bogenfedern 8 stützen sich mit einem Federende jeweils an der Primärmasse 2 ab, beispielsweise an hier nicht dargestellten Stegen oder Nasen, die in die von dem Primärmassenblech 6 und dem Primärmassendeckel 5 umschlossene Bogenfederaufnahme 12 ragen. Mit dem jeweils anderen Federende stützen sich die Dämpferfedern 8 an Flanschflügeln 13 eines Sekundärflansches 9 ab. Die Flanschflügel 13 erstrecken sich radial nach außen und Fassen die Federenden der Bogenfedern 8 ein. Die Seelenachse der Bogenfedern, das ist eine kreisförmige Linie, die entlang der Kreismittelpunkte der Bogenfeder bei Schnitten parallel zur Rotationsachse entsteht, ein solcher Schnitt ist z. B. der gemäß 1, verläuft durch die Flanschflügel 13. Zwei Außenbereiche der Federenden der Bogenfedern stützen sich jeweils an dem Primärmassenblech 6 und Primärmassendeckel 5 ab. Der Sekundärflansch 9 weist Absätze jeweils nach Art einer Kröpfung auf, sodass ein äußerer Teil axial in Richtung der Kurbelwelle versetzt zu einem inneren Teil angeordnet ist. Dadurch kann der Primärmassenblech 6 in Richtung auf die Kurbelwelle gewölbt ausgeführt sein, sodass die Bogenfederaufnahme 12 auf die Kurbelwelle bzw. den Motorblock hin verschoben angeordnet ist, wobei der axiale Bauraum verringert werden kann. Der Sekundärflansch 9 ist mit einer Gegendruckplatte 10 mittels Nieten 15 verbunden. Die Gegendruckplatte 10 ist Teil einer Ein- oder Mehrscheibenkupplung. In Einbaulage des Zweimassenschwungrades ist die Masse bzw. das Massenträgheitsmoment der Gegendruckplatte samt aller drehfest mit dieser verbundenen Teile wie Druckplatte(n), Tellerfeder(n) etc. Teil der Sekundärmasse.
-
An dem Primärmassendeckel 7 ist ein Anlasserzahnkranz 11 angeordnet, welcher in Einbaulage des Zweimassenschwungrades mit einem hier nicht dargestellten elektrischen Anlasser des Kraftfahrzeugs in Eingriff gebracht werden kann. Die Primärmasse 2 wird in Einbaulage zur Übertragung eines Drehmoments mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit nicht dargestellten Befestigungsschrauben mit der nicht dargestellten Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verschraubt.
-
An dem Sekundärflansch 9 ist eine Tellerfedermembran 16 angeordnet. Die Tellerfedermembran 16 ist zwischen dem Sekundärflansch 9 und der Gegendruckplatte 10 eingeklemmt und mit diesen zusammen vernietet. Eine Kontaktfläche 17 der Tellerfedermembran 16 ist mit einem Membranring 18, der an dem Primärmassendeckel 5 angeordnet ist, in gleitendem Kontakt. Die Tellerfedermembran 16 ist so in axialer Richtung vorgespannt, dass die Kontaktfläche 17 auf den Membranring 18 gedrückt wird. Der Membranring 18 hat einen in etwa L-förmigen Querschnitt mit einer sich im Wesentlichen axial erstreckenden Axialschenkel und einem sich schräg erstreckenden Radialschenkel. Mit schräg ist hier gemeint, dass sich der Radialschenkel um einen Winkel größer als null gegenüber der radialen Richtung geneigt erstreckt. Der Axialschenkel liegt an einer umlaufenden radialen Anlageschulter einer Ausnehmung im radial inneren Bereich des Primärmassendeckels 5 an. Der Radialschenkel liegt an einer schräg verlaufenden Anlagefläche an. Die Tellerfedermembran 16 bildet mit dem Membranring 18 eine Dichtung. Montagebedingte Öffnungen 19 in dem Primärmassenblech 6 sind durch eingepresste Dichtkappen 20 abgedichtet.
-
Das Primärmassenblech 6 liegt mit seinem radial inneren Bereich an einem Flanschteller 22 einer Zentriernabe 23 ab. Die Zentriernabe 23 umfasst neben dem Flanschteller 22 ein Stützrohr 24, das über einen Verbindungsabschnitt 25 mit dem Flanschteller 22 verbunden ist. In den Flanschteller 22 sind Bohrungen 26 eingebracht, die in Einbaulage deckungsgleich mit Bohrungen 27 im Primärmasseblech 6 sind. Die Bohrungen 26 und 27 dienen der Verschraubung des Zweimassenschwungrades mit der hier nicht dargestellten Kurbelwelle. Auf der dem Flanschteller 22 abgewandten Seite des Primärmassenblechs 6 ist ein Reibträgerblech 28 angeordnet, welches einen Dichtungsring 29 trägt.
-
Die Gegendruckplatte 10 der Fahrzeugkupplung umfasst einen Lagerflansch 30, mit dem sich diese in radialer und axialer Richtung über eine Lageranordnung 31 an der Zentriernabe 23 abstützt.
-
Der Lagerflansch 30 weist Bohrungen 32 auf, durch die Schrauben zur Verschraubung von Reibträgerblech, Primärmassenblech 6 sowie Flanschteller 22 mit der nicht dargestellten Kurbelwelle eingeführt werden können.
-
2 zeigt einen Ausschnitt um die Lageranordnung 31 in 1 in einer vergrößerten Darstellung.
-
Die Lageranordnung 31 umfasst eine im Schnitt L-förmige erste Lagerhülse 33, eine hohlzylindrische zweite Lagerhülse 34 sowie einen Stützring 35, die Teile eines Radialgleitlagers 36 sowie eines Axialgleitlagers 37 sind.
-
Der Lagerflansch 30 weist eine Bohrung mit einer Oberfläche 38 auf. An der in Einbaulage der Kurbelwelle zugewandten Stirnseite weist der Lagerflansch 30 eine plane Stirnfläche 39 auf. Die erste Lagerhülse 33 ist mit ihrem hohlzylindrischen Schenkel in die Bohrung in dem Lagerflansch 30 eingepresst. Entsprechend ist die zweite Lagerhülse 34 in die Bohrung in dem Lagerflansch 30 eingepresst. Die erste Lagerhülse 33 und die zweite Lagerhülse 34 sind daher fest mit dem Lagerflansch 30 verbunden.
-
Die erste Lagerhülse 33 umfasst einen zylindrischen Abschnitt 33a sowie einen ringförmigen Abschnitt 33b. Der zylindrische Abschnitt 33a dient im Wesentlichen der Befestigung der ersten Lagerhülse 33 an dem Lagerflansch 30, der ringförmige Abschnitt 33b bildet eine axiale Fläche, die an dem Stützring 35 anliegt und Teil des Axialgleitlagers 37 ist.
-
Die innere Oberfläche der zweiten Lagerhülse 34 bildet mit der äußeren Oberfläche des Stützrohrs 24 das Radialgleitlager 36. Der tellerförmige Schenkel der ersten Lagerhülse 33 stützt sich an dem fest mit dem der Zentriernabe 23 verbundenen Stützring 35 ab und bildet mit diesem zusammen das Axialgleitlager 37.
-
3 zeigt ein weiteres Vergleichsbeispiel, bei dem eine einstückige Lagerhülse 40 verwendet wird. Statt einer ersten Lagerhülse 33 und einer zweiten Lagerhülse 34 ist nur noch die einstückige Lagerhülse 40 vorhanden, dies entspricht einer Ausführungsform, bei dem die erste Lagerhülse 33 einstückig mit der zweiten Lagerhülse 34 ausgeführt ist. Die einstückige Lagerhülse 40 umfasst einen zylindrischen Abschnitt 40a und einen ringförmigen Abschnitt 40b. Abgesehen von der Einstückigkeit der Lagerhülse 40 ist die Ausführungsform der 3 identisch mit der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform.
-
Die Lagerhülsen 33, 34 und 40 sind aus Sinterbronze hergestellt, bei dem Radialgleitlager 36 läuft daher die Sinterbronze der Lagerhülsen gegen Stahl, bei dem Axialgleitlager 37 läuft die Sinterbronze der ersten Lagerhülse 33 bzw. der Lagerhülse 40 gegen den aus Kunststoff hergestellten Stützring 35.
-
4 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Lageranordnung 31. Das Radialgleitlager 36 umfasst hier eine zylindrische Lagerhülse 41, die zusammen mit dem Stützrohr 24 ein Axialgleitlager bildet. Der Lagerflansch 30 weist im Bereich der Stirnfläche 39 einen umlaufenden Freistich 42 auf, in die ein aufgeweiteter Teil 43 der zylindrischen Lagerhülse 41 ragt. Die Lagerhülse 41 umfasst einen zylindrischen Teil 44 sowie den aufgeweiteten Teil 43. Der aufgeweitete Teil 43 weicht folglich von der Zylinderform ab und ist nach Art eines Kegelstumpfes geformt, wobei der maximale Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des zylindrischen Teils der Lagerhülse 41. Der aufgeweitete Teil 43 bildet mit dem Freistich 42 einen in axialer Richtung wirkenden Anschlag, der eine Bewegung der Lagerhülse 41 in Richtung der Kupplung verhindert. An der dem aufgeweiteten Teil 43 gegenüber liegenden Seite weist die Lagerhülse 41 eine Fase 45 an ihrer Außenseite auf.
-
Die Stirnfläche 39 des Lagerflansches 30 läuft direkt auf dem Stützring 35 und bildet das Axialgleitlager 37. Bei dem Axiallager 37 handelt es sich daher um eine Materialpaarung Stahl des Lagerflansches 30 gegenüber Kunststoff des Stützrings 35.
-
Den Vergleichsbeispielen der 2 und 3 ist gemeinsam, dass das Axialgleitlager 37 jeweils aus dem fest mit der Zentriernabe 23 verbunden Stützring 35 und einem sich in radialer Richtung erstreckenden tellerförmigen Bereich, dies ist der ringförmige Abschnitt 33b der ersten Lagerhülse bzw. der ringförmige Abschnitt 40b der einstückigen Lagerhülse 40, gebildet wird. Bei beiden Vergleichsbeispielen wird das Axialgleitlager 37 also durch die Materialpaarung Sinterbronze der Lagerhülse gegenüber Kunststoff des Stützrings 35 gebildet.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dagegen wird auf Sinterbronze für das Axialgleitlager 37 verzichtet, die Materialpaarung des Gleitlagers ist daher Kunststoff des Stützrings 35 und Stahl der Stirnfläche 39 des Lagerflansches 30.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Zweimassenschwungrad
- 2
- Primärmasse
- 3
- Sekundärmasse
- 4
- Bogenfederanordnung
- 5
- Primärmassendeckel
- 6
- Primärmassenblech
- 8
- Bogenfedern
- 9
- Sekundärflansch
- 10
- Gegendruckplatte der Fahrzeugkupplung
- 11
- Anlasserzahnkranz
- 12
- Bogenfederaufnahme
- 13
- Flanschflügel
- 15
- Niet
- 16
- Tellerfedermembran
- 17
- Kontaktfläche
- 18
- Membranring
- 19
- Öffnung
- 20
- Dichtkappe
- 21
- Gleitschale
- 22
- Flanschteller
- 23
- Zentriernabe
- 24
- Stützrohr
- 25
- Verbindungsabschnitt
- 26
- Bohrung in Flanschteller
- 27
- Bohrung in Primärmasseblech
- 28
- Reibträgerblech
- 29
- Dichtungsring
- 30
- Lagerflansch
- 31
- Lageranordnung
- 32
- Bohrung
- 33
- erste Lagerhülse
- 33a
- zylindrischer Abschnitt
- 33b
- ringförmiger Abschnitt
- 34
- zweite Lagerhülse
- 35
- Stützring
- 36
- Radialgleitlager
- 37
- Axialgleitlager
- 38
- Oberfläche Bohrung Lagerflansch
- 39
- Stirnfläche
- 40
- einstückige Lagerhülse
- 40a
- zylindrischer Abschnitt
- 40b
- ringförmiger Abschnitt
- 41
- Lagerhülse
- 42
- umlaufender Freistich
- 43
- aufgeweiteter Teil
- 44
- zylindrischer Teil
- 45
- Fase
