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Die Erfindung betrifft eine Schwungradanordnung mit einem an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommenen Scheibenteil und einem mit diesem vernieteten Ringteil und einem Fliehkraftpendel mit einem Pendelflansch und an dem Pendelflansch über den Umfang verteilt und gegenüber diesem im Fliehkraftfeld der drehenden Schwungradanordnung pendelfähig aufgenommenen Pendelmassen.
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Schwungradanordnungen mit Fliehkraftpendeln dienen der Beruhigung des drehschwingungsbehafteten Drehmoments von Brennkraftmaschinen und sind an deren Kurbelwelle aufgenommen. Beispielsweise ist aus der
DE 10 2012 221 956 A1 eine Schwungradanordnung bekannt, bei der ein mit der Kurbelwelle verbundenes Scheibenteil massiv hergestellt ist und auf der der Brennkraftmaschine zugwandten Seite ein Fliehkraftpendel aufnimmt. Das Fliehkraftpendel ist mittels eines Pendelflanschs radial außen an einem axialen Ansatz des Scheibenteils aufgenommen. Die beidseitig an dem Pendelflansch angeordneten Pendelmassen sind im Fliehkraftfeld der drehenden Schwungmassenanordnung pendelfähig aufgenommen. Die Aufnahme erfolgt mittels Pendellagern, die die Bahnbewegung und damit die Tilgerordnung des Fliehkraftpendels vorgeben. Die Tilgerordnung ist dabei auf die Schwingungsordnung der Brennkraftmaschine abgestimmt, so dass neben der reinen Tilgerwirkung des Massenträgheitsmoments des Scheibenteils eine drehzahladaptive Drehschwingungstilgung vorgesehen werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung einer gattungsgemäßen Schwungradanordnung. Insbesondere soll die Funktionsfähigkeit des Fliehkraftpendels verbessert werden. Insbesondere sollen die Kosten für die Herstellung der Schwungradanordnung gesenkt werden. Insbesondere soll die Funktionssicherheit der Schwungradanordnung verbessert werden.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Die vorgeschlagene Schwungradanordnung ist an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommen, beispielsweise mit dieser verschraubt. Hierzu kann beispielsweise ein aus Blech hergestelltes Scheibenteil der Schwungradanordnung entsprechende Öffnungen aufweisen. Ein Verstärkungsring kann zur Stabilisierung der Verbindung an dem Scheibenteil angebracht und/oder mit dem Scheibenteil zusammen mit der Kurbelwelle verschraubt sein. Radial außen ist mit dem Scheibenteil ein Ringteil verbunden.
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Die Schwungradanordnung enthält ein Fliehkraftpendel mit einem Pendelmassenträger und an dem Pendelmassenträger über den Umfang verteilt und gegenüber diesem im Fliehkraftfeld der drehenden Schwungradanordnung pendelfähig aufgenommenen Pendelmassen. Der Pendelmassenträger nimmt zumindest zwei, bevorzugt zwischen zwei und sechs über den Umfang verteilte, mithilfe von zwei voneinander in Umfangsrichtung beabstandeten Pendelrollen verlagerbare Pendelmassen auf. Der um die Drehachse der Kurbelwelle drehende Pendelmassenträger kann aus zwei Seitenteilen gebildet sein, die zwischen sich einen axial erweiterten Bereich bilden, in denen die Pendelmassen aufgenommen sind. Die Seitenteile berühren sich radial außen und sind zusammen mit dem Scheibenteil und dem Ringteil miteinander verbunden. Die Pendelmassen sind aus einem oder mehreren, beispielsweise zwei axial geschichteten Pendelmassenteilen gebildet. Die Pendelmassen sind mittels in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager pendelnd an den Seitenteilen aufgehängt. Die Pendellager sind jeweils aus einer Pendelrolle und an den Seitenteilen und an den Pendelmassenteilen vorgesehenen Laufbahnen gebildet, auf denen die Pendelrollen unter Fliehkrafteinwirkung der nach radial außen beschleunigten Pendelmassen abwälzen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Pendelmassenträger aus einem Pendelflansch gebildet, an dem beidseitig Pendelmassen angeordnet sind. Axial gegenüberliegende Pendelmassen sind mittels den Pendelflansch durchgreifender Verbindungsmittel wie Abstandsnieten und dergleichen zu Pendelmasseneinheiten verbunden. Die Pendellager sind in dieser Ausführungsform durch Ausnehmungen mit Laufbahnen an den axial gegenüberliegenden Pendelmassen und dem Pendelflansch gebildet, wobei ein Wälzkörper wie beispielsweise eine Pendelrolle die Ausnehmungen übergreift.
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Die Pendelrollen wälzen jeweils auf Laufbahnen mit vorgegebenen Formkurven ab, die komplementär zueinander in den Pendelmassen und in den Seitenteilen beziehungsweise im Pendelflansch vorgesehen sind. Hierzu sind jeweils Ausnehmungen vorgesehen, an denen die Laufbahnen eingebracht sind. Jeweils eine Pendelrolle übergreift dabei die Ausnehmungen in den Seitenteilen und in der Pendelmasse beziehungsweise in den axial gegenüber liegenden Pendelmassen und im Pendelflansch, so dass hierdurch jeweils ein Pendellager ausgebildet wird. Durch die Form der Formkurven der Laufbahnen wird dabei die Pendelbahn wie Pendelschwingung einer Pendelmasse vorgegeben, beispielsweise eine Pendelschwingung in Freiform oder eine Pendelschwingung entsprechend einer bifilar an parallel oder trapezförmig an dem Pendelmassenträger aufgehängten Pendelmasseneinheit.
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Zur Vereinfachung und robusten Ausbildung der Schwungradanordnung ist der Pendelmassenträger axial zwischen dem Scheibenteil und dem Ringteil angeordnet und radial außerhalb der Pendelmassen fest mit dem Scheibenteil und dem Ringteil verbunden. Beispielsweise können Scheibenteil, Ringteil und Pendelflansch miteinander mittels über den Umfang verteilt angeordneter Niete vernietet sein.
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Das Scheibenteil kann axial elastisch als Flexplate ausgebildet sein und somit an der Kurbelwelle auftretende Axial-, Taumel- und/oder Schirmschwingungen dämpfen. Alternativ kann das Scheibenteil im Wesentlichen axial starr ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Scheibenteil aus Blech mit entsprechender Materialstärke oder massiv ausgebildet sein.
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Das Ringteil kann als Blechteil, Gussteil oder Schmiedeteil ausgebildet sein. An dem Scheibenteil kann eine Reibungskupplung aufgenommen sein, die ausdrücklich in den Umfang der vorgeschlagenen Schwungradanordnung aufgenommen sein kann. Hierzu kann das Ringteil als Gegendruckplatte der Reibungskupplung dienen und Verbindungsmittel zur Aufnahme einer Kupplungsdruckplatte mit Anpressplatte, Gehäuse, Tellerfeder und gegebenenfalls einer selbsttätig wirksamen Verschleißnachstelleinrichtung enthalten.
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An dem Scheibenteil kann radial außen ein Anlasserzahnkranz aufgenommen sein. Hierbei kann der Pendelmassenträger, beispielsweise je nach Ausbildung des Fliehkraftpendels eines der Seitenteile des Pendelmassenträgers oder der Pendelflansch einen axialen Anschlag für den Anlasserzahnkranz bilden. Der Anlasserzahnkranz ist hierbei getrenntteilig zum Scheibenteil ausgebildet und auf einen axialen Ansatz des Scheibenteils aufgeschrumpft, aufgepresst oder in anderer Weise fest aufgenommen und kann mit Sicherungsmitteln, beispielsweise mittels Schweißpunkten gegenüber dem Scheibenteil axial gesichert sein. In einer alternativen Ausführungsform kann in das Scheibenteil eine Anlasserverzahnung einteilig, beispielsweise mittels eines Kaltwalzverfahrens eingebracht sein.
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Zur Schaffung eines Bauraums für das Fliehkraftpendel ohne wesentliche axiale Bauraumerweiterung sind das Scheibenteil und das Ringteil radial außerhalb der Pendelmassen axial aufeinander zu erweitert und bilden radial innerhalb ihrer Verbindung mit dem Pendelflansch einen Aufnahmebereich für die Pendelmassen. Hierbei können die Nieten sowohl an dem Scheibenteil als auch an dem Ringteil versenkt aufgenommen sein, so dass an den Grenzflächen des Scheibenteils gegenüber der Gehäuseseite der Brennkraftmaschine und des Ringteils gegenüber der Kupplungsdruckplatte keine Überstände der Nieten auftreten.
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Es kann vorgesehen sein, dass radial innerhalb der Pendelmassen Bauraum für eine Dämpfungsanordnung einer Kupplungsscheibe der Reibungskupplung vorgesehen ist. Beispielsweise kann ein Torsionsschwingungsdämpfer radial innerhalb einer Reibfläche des Ringteils die Reibfläche axial überschneiden und sich in den Innenumfang des Ringteils radial innerhalb der Pendelmassen erstrecken.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 den oberen Teil einer Schwungradanordnung im Schnitt,
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2 die Schwungradanordnung der 1 in 3D-Ansicht,
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3 eine geschnittene 3D-Ansicht der Schwungradanordnung der 1 und 2,
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4 den oberen Teil einer gegenüber der Schwungradanordnung der 1 bis 3 abgeänderten Schwungradanordnung im Schnitt
und
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5 den oberen Teil einer gegenüber der Schwungradanordnung der 1 bis 4 abgeänderten Schwungradanordnung im Schnitt.
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Die 1 zeigt den oberen Teil der auf der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angeordneten Schwungradanordnung 1 im Schnitt. Die Schwungradanordnung 1 weist das Scheibenteil 2 auf, welches radial innen mittels nicht dargestellter Öffnungen und des Verstärkungsrings 3 mit der Kurbelwelle verschraubt ist. Radial außen ist das Scheibenteil 2 axial in Richtung Brennkraftmaschine umgelegt und nimmt radial außen den Anlasserzahnkranz 4 auf. Das Scheibenteil 2 ist aufgrund seiner Materialstärke von beispielsweise 2 bis 3 mm axial elastisch ausgebildet und dämpft damit Axial-, Taumel- und/oder Schirmschwingungen, die von der Kurbelwelle auf das Scheibenteil 2 übertragen werden. Das Scheibenteil 2 ist mittels eines Stanz- und Umformverfahrens aus Blech hergestellt. Radial außen ist an dem Scheibenteil 2 das als Masseteil wirksame Ringteil 5 fest aufgenommen, beispielsweise mittels der Vernietung 6 mit den über den Umfang verteilt angeordneten Nieten 7. Das Ringteil 5 dient als Gegendruckplatte einer nicht dargestellten Reibungskupplung und weist zur Zentrierung einer Kupplungsdruckplatte Zentrierstifte 8 und nicht dargestellte Aufnahmemittel, beispielsweise Gewindeöffnungen auf. Das Ringteil 5 ist als Guss- oder Schmiedeteil ausgebildet und kann in weiteren Ausführungsformen aus Blech hergestellt sein.
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Axial zwischen dem Scheibenteil 2 und dem Ringteil 5 ist das Fliehkraftpendel 9 angeordnet. Das Fliehkraftpendel 9 enthält den Pendelmassenträger 10 und die an diesem pendelfähig und über den Umfang verteilt aufgenommenen Pendelmassen 11. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Pendelmassenträger 10 als Pendelflansch 12 ausgebildet, dessen radial äußerer Teil zusammen mit dem Scheibenteil 2 und dem Ringteil mittels der Niete 7 fest verbunden ist. Der Pendelflansch 12 ist radial außen über das Scheibenteil 2 erhaben ausgebildet und bildet dadurch den Axialanschlag 16 für den Anlasserzahnkranz 4.
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Die Pendelmassen 11 des Fliehkraftpendels 9 sind radial innerhalb der Vernietung 6 beidseitig des Pendelflanschs 12 angeordnet und an diesem in an sich bekannter Weise mittels nicht dargestellter Pendellager pendelfähig aufgenommen. Zur Ausbildung von Pendelmasseneinheiten 13 sind jeweils zwei axial gegenüberliegende Pendelmassen 11 mittels der Verbindungsmittel 15, welche Ausnehmungen 14 in dem Pendelflansch 12 durchgreifen, miteinander fest verbunden. Die Pendellager sind hierbei jeweils zwischen einer Pendelmasseneinheit 13 und dem Pendelflansch 12 ausgebildet, wobei jeweils eine Pendelrolle axial gegenüberliegende Ausnehmungen der Pendelmassen 11 und des Pendelflanschs 12 durchgreift und auf deren Laufbahnen abwälzt.
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Zur Begrenzung des axialen Bauraums der Schwungradanordnung 1 sind die Niete 7 jeweils in das Scheibenteil 2 und in das Ringteil 5 eingesenkt, so dass außen Überstände der Niete 7 vermieden werden und die Oberfläche des Scheibenteils 2 nah an das Gehäuse der Brennkraftmaschine angenähert vorgesehen werden kann und das Ringteil 5 bezüglich seiner Oberfläche eine nahe Annäherung der Anpressplatte beziehungsweise der Kupplungsscheibe ermöglicht wird. Das Scheibenteil 2 und das Ringteil 5 sind im Bereich der Vernietung 6 aufeinander zu erweitert, so dass radial innerhalb der Vernietung der axial erweiterte Aufnahmebereich 17 zur Aufnahme der Pendelmassen 11 gebildet wird. Durch die radial außen geschlossene Ausbildung des Aufnahmebereichs 17 kann ein separater Berstschutz für das Fliehkraftpendel 9 verzichtet werden. Insoweit stellt die Befestigung des Fliehkraftpendels 9 radial außerhalb der Vernietung 6 eine robuste Ausführung der Schwungradanordnung 1 dar. Zudem sind die Pendelmassen 11 in dem Aufnahmebereich gegen Verschmutzung und das Eindringen von Fremdkörpern geschützt. Durch die bauchförmige Erweiterung 18 des Scheibenteils 2 zwischen der Vernietung 6 und der Aufnahme an der Kurbelwelle wird dieser Aufnahmebereich 17 zusätzlich erweitert. Radial innerhalb der Pendelmassen 11 ist zusätzlich ein axialer Bauraum 19 vorgesehen, in den eine Dämpfungseinrichtung wie Drehschwingungsdämpfer der Kurbelwelle unter axialer Überschneidung des Ringteils 5 eintauchen kann.
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Die 2 zeigt die Schwungradanordnung 1 der 1 in 3D-Ansicht von der Kupplungsseite mit dem Scheibenteil 2 auf dem der Anlasserzahnkranz 4 aufgebracht ist. Mittels des Verstärkungsrings 3 und der Öffnungen 23 ist das Scheibenteil 2 auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aufgenommen. Mittels der Niete 7 sind der Pendelflansch 12 (1) und das Ringteil 5 miteinander verbunden. Die Pendelmassen 11 sind mittels der Pendellager 20 an dem Pendelflansch 12 aufgenommen. Das Ringteil 5 weist Gewindeöffnungen 21 und Zentrierstifte 8 zur zentrierten Aufnahme der Kupplungsdruckplatte der Reibungskupplung auf.
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Die 3 zeigt die Schwungradanordnung 1 der 1 und 2 in geschnittener 3D-Teilansicht mit dem Scheibenteil 2, dem Ringteil 5 und dem Pendelflansch 12, die radial außerhalb der Pendelmassen 11 miteinander mittels der Vernietung 6 mit den über den Umfang angeordneten Nieten 7 miteinander verbunden sind.
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Die 4 zeigt den oberen Teil der gegenüber der Schwungradanordnung 1 der 1 bis 3 ähnlich ausgebildeten Schwungradanordnung 1a im Schnitt. Im Unterschied zu der Schwungradanordnung 1 ist das Scheibenteil 2a im Wesentlichen starr ausgebildet. Das Scheibenteil 2a ist zwar ebenfalls aus Blech hergestellt, erhält seine hohe axiale Steifigkeit jedoch aus einer vergrößerten Materialstärke von beispielsweise größer 3 mm bis 5 mm, bevorzugt 4 mm.
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Die 5 zeigt den oberen Teil der gegenüber den Schwungradanordnungen 1, 1a der 1 bis 4 ähnlich ausgebildeten Schwungradanordnung 1b im Schnitt. Im Unterschied zu den Schwungradanordnungen 1, 1a weist die Schwungradanordnung 1b ein Scheibenteil 2b auf, die einteilig die radial außen angeordnete Anlasserverzahnung 4b enthält. An dem Scheibenteil 2b ist der axiale Ansatz 22b angeformt, in den beispielsweise mittels eines Kaltwalzverfahrens die Anlasserverzahnung 4b eingewalzt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwungradanordnung
- 1a
- Schwungradanordnung
- 1b
- Schwungradanordnung
- 2
- Scheibenteil
- 2a
- Scheibenteil
- 2b
- Scheibenteil
- 3
- Verstärkungsring
- 4
- Anlasserzahnkranz
- 4b
- Anlasserverzahnung
- 5
- Ringteil
- 6
- Vernietung
- 7
- Niet
- 8
- Zentrierstift
- 9
- Fliehkraftpendel
- 10
- Pendelmassenträger
- 11
- Pendelmasse
- 12
- Pendelflansch
- 13
- Pendelmasseneinheit
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Verbindungsmittel
- 16
- Axialanschlag
- 17
- Aufnahmebereich
- 18
- Erweiterung
- 19
- Bauraum
- 20
- Pendellager
- 21
- Gewindeöffnung
- 22b
- axialer Ansatz
- 23
- Öffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012221956 A1 [0002]
