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Die Erfindung betrifft eine Anordnung umfassend eine Fliehkraftpendeleinrichtung sowie eine Tellerfederdichtmembran, wobei ein Fliehkraftpendelflansch der Fliehkraftpendeleinrichtung mit der Tellerfederdichtmembran mittels Nieten vernietet ist, ein Verfahren zum Auswuchten einer solchen Anordnung, einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Anordnung sowie ein Verfahren zur Montage von Baupruppen eines Antriebsstranges.
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In Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen, Baumaschinen und dergleichen sind Verbrennungsmotoren als Antriebsmaschinen angeordnet, die mit in Brennräumen wie Zylindern ablaufenden Verbrennungsvorgängen bauartbedingt ein nicht kontinuierliches Drehmoment auf die den Antriebsstrang antreibende Kurbelwelle übertragen. Daher treten Dreh- oder Torsionsschwingungen auf, zu deren Dämpfung Drehschwingungsdämpfer oder Drehschwingungstilger eingesetzt werden.
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Als Drehschwingungsdämpfer sind sogenannte Zweimassenschwungräder (ZMS) beispielsweise aus der
DE 39 31 429 A1 bekannt, bei denen das an der Kurbelwelle angeordnete Schwungrad ein Primärteil mit einer zugeordneten Primärmasse und ein Sekundärteil mit einer zugeordneten Sekundärmasse umfasst und Primärteil und Sekundärteil begrenzt entgegen der Wirkung von Energiespeichern verdrehbar angeordnet sind.
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Fliehkraftpendel oder Fliehkraftpendeleinrichtungen (FKP) sind als Drehschwingungstilger insbesondere bei Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen beispielsweise aus der
DE 102004011 830 A1 bekannt. Hier werden Tilgermassen begrenzt verschwenkbar an einem Pendelflansch angeordnet, der von einer mit Drehschwingungen behafteten Antriebseinheit wie einem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Infolge der durch unterschiedliche Drehbeschleunigung des Pendelflansches bewirkten Pendelbewegung der Tilgermassen gegenüber dem Pendelflansch tritt ein Tilgungseffekt der Drehschwingungen ein.
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Derartige Fliehkraftpendeleinrichtungen werden im Stand der Technik auch zusammen mit einem Zweimassenschwungrad eingesetzt, wobei die Fliehkraftpendeleinrichtung auf der Sekundärseite des Zweimassenschwungrades angeordnet ist. Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung der eingangs genannten Art, ein Verfahren zum Auswuchten einer solchen Anordnung, einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Montage von Baugruppen des Antriebsstrangs anzugeben, bei denen eine geringere Unwucht vorhanden ist.
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Dieses Problem wird durch eine Anordnung nach Patentanspruch 1, ein Verfahren nach den Patentansprüchen 4 und 9 sowie einen Antriebsstrang nach Patentanspruch 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Anordnung umfassend eine Fliehkraftpendeleinrichtung sowie eine Tellerfederdichtmembran, wobei ein Fliehkraftpendelflansch der Fliehkraftpendeleinrichtung mit der Tellerfederdichtmembran mittels Nieten einer Vorvernietung vernietet ist, sodass eine Unwucht der Anordnung und/oder der Fliehkraftpendeleinrichtung allein zumindest teilweise ausgeglichen wird. Die Anzahl und Lage oder Anordnung in einer der Bohrungen des oder der Niete der Vorvernietung bestimmt sich anhand der Lage und Größe der auszugleichenden Unwucht. Der gemeinsame Schwerpunkt der Niete der Vorvernietung wird möglichst bezüglich der Rotationsachse punktsymmetrisch zu dem Schwerpunkt der Unwucht angeordnet. Beide Schwerpunkte haben jeweils eine Masse (der Unwucht bzw. der Niete der Vorvernietung als Ausgleichsgewichte) und eine Polarkoordinate als Winkel zu einer mitrotierenden Bezugsachse und einem Abstand zur Rotationsachse. Wie im Stand der Technik beim Auswuchten üblich wird kein vollständiges Auswuchten angestrebt, sondern nur eine Minimierung der Unwucht bei Verwendung einer maximalen Anzahl von gleichartigen Niete der Vorvernietung oder einer Auswahl weniger Arten von Niete der Vorvernietung mit unterschiedlichen Massen.
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Die Niete der Vorvernietung sind vorzugsweise auf einem Nietkreis angeordnet. Alle Niete haben dabei den gleichen Abstand zur Rotationsachse. Vorzugsweise sind die Niete bzw. die Bohrungen für die Niete gleichmäßig (äquidistant) über den Nietkreis verteilt angeordnet.
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Die Niete bzw. die Bohrungen für die Niete der Vorvernietung sind in einer Ausführungsform der Erfindung zwischen Bohrungen für eine Hauptvernietung der Fliehkraftpendeleinrichtung mit einem Sekundärflansch eines Zweimassenschwungrades und/oder einer Sekundärschwungmasse angeordnet. Die Niete bzw. die Bohrungen für die Niete der Vorvernietung sind dabei vorzugsweise mittig zwischen den Bohrungen für die Hauptvernietung angeordnet.
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Das oben genannte Problem wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Auswuchten einer erfindungsgemäßen Anordnung, bei dem zunächst zwei gegenüberliegende Niete der Vorvernietung gesetzt werden, danach die Unwucht der Anordnung bestimmt und schließlich an mindestens einer freien Nietposition ein weiterer Niet der Vorvernietung gesetzt werden.
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In einem alternativen erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass
- (a) zunächst die Unwucht der Anordnung bestimmt wird und
- (b) anschließend an mindestens einer freien Nietposition ein Niet der Vorvernietung gesetzt wird. Die freien Nietpositionen sind die freien Bohrungen für Niete der Vorvernietung. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass das Auswuchten leicht zu handhaben ist und das Ergebnis gut reproduzierbar ist, da der Anteil der Tellerfederdichtmembran an der Unwucht eher gering ist. Ein wesentlicher Vorteil ist, dass im Prinzip zumindest zwei zusätzliche Positionen verfügbar sind gegenüber dem Wuchten nach dem Vorvernieten. Darüber hinaus bietet diese Variante den Vorteil, dass sämtliche Bohrungen für die Niete der Vorvernietung zum Auswuchten verwendet werden können.
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In Schritt (b) werden in einer Ausführungsform der Erfindung zwei Niete der Vorvernietung gesetzt, wobei vorzugsweise zwischen den zwei Nieten der Vorvernietung mindestens eine Nietbohrung frei bleibt um die Wirksamkeit der Vorvernietung zu erhöhen.
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Das oben genannte Problem wird auch gelöst durch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Zweimassenschwungrad mit einer Primärmasse und einer Sekundärmasse, die gegen die Kraft einer Federanordnung relativ zueinander verdrehbar sind, weiter umfassend eine erfindungsgemäße Anordnung umfassend eine Fliehkraftpendeleinrichtung sowie eine Tellerfederdichtmembran.
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Das oben genannte Problem wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Montage von Baugruppen eines Antriebsstranges umfassend ein Zweimassenschwungrad, eine Fliehkraftpendeleinrichtung, eine Tellerfederdichtmembran sowie eine Sekundärschwungmasse, wobei zunächst die Anordnung umfassend die Fliehkraftpendeleinrichtung sowie die Tellerfederdichtmembran ausgewuchtet und vormontiert wird und anschließend die Montage aller Baugruppen erfolgt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schwungradanordnung in einer Schnittdarstellung;
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2 eine Einzeldarstellung einer Baugruppe umfassend eine erfindungsgemäße Anordnung einer Fliehkraftpendeleinrichtung und einer Tellerfederdichtmembran in einer ersten Ansicht,
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3 eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Vernietung von Fliehkraftpendelflansch mit Sekundärflansch und Sekundärschwungmasse,
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4 eine Einzeldarstellung einer Baugruppe umfassend eine erfindungsgemäße Anordnung einer Fliehkraftpendeleinrichtung und einer Tellerfederdichtmembran in einer zweiten Ansicht,
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5 eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Vernietung von Fliehkraftpendelflansch mit Sekundärflansch und Sekundärschwungmasse,
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6 eine Prinzipdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Vernietung von Fliehkraftpendelflansch mit Sekundärflansch und Sekundärschwungmasse.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung in einer Schnittdarstellung. Eine Rotationsachse der Anordnung ist in 1 mit R bezeichnet. Die Rotationsachse R ist zugleich die Rotationsachse einer Kurbelwelle eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors. Im Folgenden wird unter der axialen Richtung die Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung eine Richtung senkecht zur Rotationsachse R verstanden. Die Umfangsrichtung ist eine Drehung um die Rotationsachse R.
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Die Anordnung umfasst ein Zweimassenschwungrad 1, das sekundärseitig mit einer Fliehpendeleinrichtung 2 sowie einer Sekundärschwungmasse 3 einer Fahrzeugkupplung 4 verbunden ist. Das Zweimassenschwungrad 1 umfasst eine Primärmasse 5, die wiederum einen Primärmassenflansch 6 und einen Primärmassedeckel 7 umfasst. Der Primärmassenflansch 6 und der Primärmassedeckel 7 sind miteinander verschweißt und umschließen einen Federaufnahmeraum 9. An seinem Innenradius weist der Primärmassenflansch 6 einen abgekröpften Bereich 10 auf, wobei die Kröpfung in Richtung der Kupplung ausgebildet ist. Mit dem abgekröpften Bereich 10 umgreift der Primärmassenflansch 6 einen Befestigungsring 11 eines Kurbelwellenflansches 12.
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Durch Bohrungen 13a in dem Primärmassenflansch 6 und Bohrungen 13b in dem Befestigungsring 11 können der Primärmassenflansch 6 sowie der Kurbelwellenflansch 12 mit einer hier nicht dargestellten Kurbelwelle mittels Schrauben verbunden werden. An der der Kupplung zugewandten Seite des abgekröpften Bereichs 10 werden dazu Unterlegscheiben 14 angeordnet.
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In dem Federaufnahmeraum 9 sind mehrere Bogenfedern 15 angeordnet, die koaxial angeordnete äußere Bogenfedern und innere Bogenfedern umfassen. Die Bogenfedern 15 stützen sich an einem in Umfangsrichtung gelegenen Federende an hier nicht dargestellten Vorsprüngen oder Fahnen, die fest mit der Primärmasse 5 verbunden sind, ab. An dem jeweiligen anderen Federende stützen sich die Bogenfedern 15 an einem Sekundärflansch 16 ab, der Teil einer Sekundärmasse 17 ist. Die Sekundärmasse 17 kann gegen die Kraft der Federanordnungen 15 relativ zur Primärmasse 5 verdreht werden.
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Die Sekundärmasse 17 umfasst im vorliegenden Fall neben dem Sekundärflansch 16 des Weiteren die Fliehkraftpendeleinrichtung 2 sowie die Sekundärschwungmasse 3 als Teil der Fahrzeugkupplung 4 und weitere drehfest mit der Sekundärschwungmasse 3 der Fahrzeugkupplung 4 verbundene Bauteile. Diese weiteren Bauteile sind beispielsweise unter anderem eine Druckplatte, ein Kupplungsgehäuse, eine Kupplungstellerfeder und weitere Bauteile. Die Fahrzeugkupplung 4 selbst ist hier nicht dargestellt, da es auf deren Ausgestaltung zum Verständnis der Erfindung nicht ankommt. Lediglich Bolzen 18 zur Verbindung der Sekundärschwungmasse 3 mit weiteren Bauteilen des Kupplungsgehäuses sind hier dargestellt.
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Der Sekundärflansch 16 ist mittels Nieten 19 mit einem Fliehkraftpendelflansch 20 sowie einem Verbindungsring 21 der Sekundärschwungmasse 3 verbunden. Die Sekundärschwungmasse 3 weist äußere Durchbrüche 22 und innere Durchbrüche 23 auf, dies sind die nicht geschnittenen Bereiche in der Darstellung der 1. Der Verbindungsring 21 stützt sich über ein Wälzlager 24 an dem Kurbelwellenflansch 12 ab.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung
2 umfasst Pendelmassen
25, die jeweils aus Massenelementen
26a und
26b bestehen, die beiderseits des Fliehkraftpendelflansches
20 angeordnet sind und durch Pendelbolzen
27 fest miteinander verbunden sind. Die Pendelbolzen
27 sind jeweils von Lagerringen
28 umgeben, die in Langlöchern
29 des Fliehkraftpendelflansches
20 beweglich gelagert sind. Üblicherweise erfolgt die Lagerung der Pendelmassen
25 durch jeweils zwei Pendelbolzen
27, die in jeweils zwei Langlöchern
29 gelagert sind. Die Pendelmassen
25 sind sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung relativ zur Rotationsachse R der Schwungradanordnung verschiebbar. Eine solche Fliehkraftpendeleinrichtung ist als Drehschwingungstilger in ihrer Wirkungsweise insbesondere aus dem Einsatz in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen beispielsweise aus der
DE 10 2004 011 830 A1 bekannt. Daher wird deren Aufbau und Wirkungsweise hier nicht näher beschrieben.
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Ein äußerer Bereich 30 der Sekundärschwungmasse 3 ist in axialer Richtung versetzt zum Verbindungsring 21 der Sekundärschwungmasse 3 angeordnet. Dazu ist ein Verbindungsbereich 31, der den Verbindungsring 21 mit dem äußeren Bereich 30 der Sekundärschwungmasse 3 verbindet, abgeschrägt nach Art eines Kegelstumpfs bzw. in der Schnittdarstellung nach Art einer Kröpfung ausgebildet. Der Verbindungsbereich 31 weist auch die äußeren Durchbrüche 22 auf. Durch die axiale Versetzung des äußeren Bereichs 30 der Sekundärschwungmasse 3 gegenüber dem Verbindungsring 21 entsteht ein axialer und radialer Freiraum 32, in dem die Fliehkraftpendeleinrichtung 2 angeordnet ist.
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Der Primärmassenflansch 6 der Primärmasse 5 ist mit einer Zusatzmasse 33 versehen. An dem Primärmassedeckel 7 der Primärmasse 5 ist ein Anlasserzahnkranz 34 angeordnet. Der Anlasserzahnkranz 34 weist eine Verzahnung 35 auf, in die ein Ritzel eines nicht dargestellten elektrischen Anlassers eingespurt werden kann, um den hier ebenfalls nicht dargestellten Verbrennungsmotor zu starten.
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An dem Anlasserzahnkranz 34 ist des Weiteren ein in Umfangsrichtung umlaufendes Abdeckblech 36 angeordnet, das die Fliehkraftpendeleinrichtung 2 nach außen hin abdeckt.
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Zwischen dem Fliehkraftpendelflansch 20 und dem Sekundärflansch 16 ist eine Tellerfederdichtmembran 37 angeordnet. Diese ist mit dem Fliehkraftpendelflansch 20 und dem Sekundärflansch 16 vernietet. Die Tellerfederdichtmembran 37 ist so vorgespannt, dass diese an einer an dem Primärmasseflansch 6 angeordneten umlaufenden Dichtlippe 38 anliegt. Die Tellerfederdichtmembran 37 und die Dichtlippe 38 dichten den Federaufnahmeraum 9 nach außen hin ab. Die Montage der in 1 gezeigten Anordnung erfolgt dergestalt, dass vorgefertigte Baugruppen mittels der Niete 19 miteinander vernietet werden.
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2 zeigt die Fliehkraftpendeleinrichtung 2 mit daran angeordneter Tellerfederdichtmembran 37 als vormontierte Baugruppe. Diese wird bei der Montage des Antriebsstrangs mit dem Zweimassenschwungrad 1 sowie der Sekundärschwungmasse 3 mittels der Niete 19 vernietet. Die Niete 19 werden jeweils in Hauptnietbohrungen 40 in dem Fliehkraftpendelflansch 20 eingebracht. Die Hauptnietbohrungen 40 sind auf einem Nietkreis 41 angeordnet, der schematisch in 3 dargestellt ist. Über den Umfang des Nietkreises 41 sind mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel acht, Hauptnietbohrungen 40 verteilt angeordnet. Zur Unterscheidbarkeit der acht Hauptnietbohrungen 40 sind diese mit einem Index .1 bis .8 versehen und so mit den Bezugszeichen 40.1 bis 40.8 bezeichnet. Die Hauptnietbohrungen 40.1 bis 40.8 sind äquidistant zueinander, somit alle 22,5° auf dem Nietkreis 41, angeordnet. Zwischen den Hauptnietbohrungen 40 sind jeweils erfindungsgemäß Vorvernietungsbohrungen 42.1 bis 42.8 angeordnet. Mit den Vorvernietungsbohrungen 42.1 bis 42.8 wird die Tellerfederdichtmembran 37 mit dem Fliehkraftpendelflansch 20 mittels Nieten 43 vernietet, siehe dazu 4. Die Niete 43 der Vorvernietung dienen dazu, die Baugruppe umfassend die Tellerfederdichtmembran 37 sowie die Fliehkraftpendeleinrichtung 2 vorzuvernieten, um die Baugruppe gemäß der 2 und 4 zu erhalten.
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Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, die Niete 43 der Vorvernietung zum Auswuchten der Fliehkraftpendeleinrichtung 2 zu nutzen. Dies ist in zwei Varianten möglich. 5 zeigt eine erste Variante. Bei dieser wird die Tellerfederdichtmembran 37 zunächst mit zwei der acht vorhandenen Vorvernietungsbohrungen 42.1 bis 42.8 vorvernietet. Dazu werden zwei Niete 43.1 und 43.2 der Vorvernietung in gegenüberliegenden Vorvernietungsbohrungen 42.1 bis 42.8 vernietet. Danach wird die Unwucht der Baugruppe umfassend die Fliehkraftpendeleinrichtung 2 samt Fliehkraftpendelflansch 20 und der Tellerfederdichtmembran 37 ermittelt und durch mindestens einen weiteren Niet 43.3 oder weitere Niete 43 der Vorvernietung als Wuchtmassen oder Wuchtniete soweit möglich ausgeglichen. Das heißt, es bleiben bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit acht Vorvernietungsbohrungen 42.1 bis 42.8 sechs der Vorvernietungsbohrungen 42.1 bis 42.8, in denen ein weiterer Niet 43 zum Auswuchten eingebracht werden kann. Die Anzahl der zum Auswuchten einzubringenden Niete kann dabei beliebig zwischen einem Niet und mehreren Nieten gewählt werden.
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6 zeigt ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel in einer skizzenhaften Darstellung. Dabei wird die Unwucht der Anordnung vor dem Vernieten der Tellerfederdichtmembran 37 mittels der Niete 43 ermittelt, das heißt, die Unwucht der Fliehkraftpendeleinrichtung 2 umfassend den Fliehkraftpendelflansch 20 und die Pendelmassen 25. Nach Ermitteln der Unwucht werden mindestens zwei Niete 43 zum Vorvernieten der Tellerfederdichtmembran 37 verwendet, wobei die Niete 43 entsprechend der Unwucht zu deren Ausgleich ausgerichtet sind. Dazu dürfen die beiden Niete 43 nicht direkt in benachbarten Vorvernietungsbohrungen 42 eingesetzt werden, um ein höheres Zusammenhalten der Bauteile zu gewährleisten. Bei mehr als drei Nieten ist es nicht notwendig, zwischen den Nieten eine Bohrung frei zu halten, bei mehr als drei Nieten können diese auch direkt nebeneinander gelegen sein. Auch hier kann eine höhere Anzahl an Nieten 43 der Vorvernietung verwendet werden.
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Nach dem Auswuchten der Baugruppe umfassend die Tellerfederdichtmembran 37 sowie die Fliehkraftpendeleinrichtung 2 wird diese mit dem Zweimassenschwungrad 1 und der Sekundärschwungmasse 3 mittels der Niete 19 vernietet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zweimassenschwungrad
- 2
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 3
- Sekundärschwungmasse
- 4
- Fahrzeugkupplung
- 5
- Primärmasse
- 6
- Primärmassenflansch
- 7
- Primärmassedeckel
- 8
- Schweißnaht
- 9
- Federaufnahmeraum
- 10
- abgekröpfter Bereich
- 11
- Befestigungsring
- 12
- Kurbelwellenflansch
- 13a
- Bohrung
- 13b
- Bohrung
- 14
- Unterlegscheibe
- 15
- Bogenfeder
- 16
- Sekundärflansch
- 17
- Sekundärmasse
- 18
- Bolzen
- 19
- Nieten
- 20
- Fliehkraftpendelflansch
- 21
- Verbindungsring
- 22
- äußere Durchbrüche
- 23
- innere Durchbrüche
- 24
- Wälzlager
- 25
- Pendelmassen
- 26a
- Massenelement
- 26b
- Massenelement
- 27
- Pendelbolzen
- 28
- Lagerring
- 29
- Langlöcher
- 30
- äußerer Bereich der Sekundärschwungmasse
- 31
- Verbindungsbereich
- 32
- Freiraum
- 33
- Zusatzmasse
- 34
- Anlasserzahnkranz
- 35
- Verzahnung
- 36
- Abdeckblech
- 37
- Tellerfederdichtmembran
- 38
- Dichtlippe
- 40; 41.1–41.8
- Hauptnietbohrung
- 41
- Nietkreis
- 42; 42.1–42.8
- Vorvernietungsbohrung
- 43
- Niete Vorvernietung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3931429 A1 [0003]
- DE 102004011830 A1 [0004, 0028]
