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Die Erfindung betrifft eine Schwungmassenanordnung für eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zu deren Herstellung mit zumindest einem Scheibenteil und über den Umfang verteilt angeordnete Durchgriffsöffnungen des zumindest einen Scheibenteils durchgreifenden Schrauben zur Aufnahme der Schwungmassenanordnung auf der Kurbelwelle, wobei die Schrauben an der Schwungmassenanordnung mittels einer Verliersicherung aufgenommen sind. Schwungmassenanordnungen, insbesondere als Zweimassenschwungrad ausgebildete Schwungmassenanordnungen dienen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen mit drehschwingungsbehafteter Brennkraftmaschine der Drehmomentberuhigung. Hierzu wird zumindest ein Scheibenteil mittels Schrauben an der Kurbelwelle befestigt. Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, die Schrauben an der Schwungmassenanordnung verliersicher vorzuhalten, um die Montage der Schwungmassenanordnung an die Kurbelwelle zu vereinfachen. Beispielsweise wurden eine Vielzahl von Hilfsmitteln wie Hülsen oder Laschen aus Blech oder Kunststoff vorgeschlagen, die verhindern, dass die Schrauben im nicht mit der Kurbelwelle verschraubten Zustand aus den hierfür in dem betreffenden Scheibenteil vorgesehenen Durchgriffsöffnungen fallen, indem sie eine Verspannung zwischen dem Scheibenteil beispielsweise den Durchgriffsöffnungen herstellen oder den Schraubenkopf der Schrauben zumindest teilweise überdecken. Die Hilfsmittel stellen dabei jeweils separate Bauteile dar, die für diesen Zweck hergestellt werden und gegebenenfalls im verbauten Zustand keine weitere Funktion aufweisen oder Montageabfall sind.
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Wie aus der
DE 41 17 584 A1 bekannt, kann eine Verliersicherung auch durch weitere, Funktionsbauteile eines Zweimassenschwungrads darstellende Bauteile eines Zweimassenschwungrads vorgesehen sein, wobei ein Herausfallen der Schrauben verhindert wird, indem die Schraubenköpfe zumindest teilweise überdeckt werden. Hierzu muss allerdings eine entsprechende Zuordnung von Funktionsbauteilen gegeben sein.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Schwungmassenanordnung mit vereinfachter Verliersicherung der der Befestigung der Scheibenanordnung an der Kurbelwelle dienenden Schrauben. Insbesondere soll eine Schwungmassenanordnung vorgeschlagen werden, die ohne Zusatzbauteile auskommt. Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung, ein Herstellverfahren für eine Schwungmassenanordnung mit einer Verliersicherung vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Die von den Ansprüchen 1 und 9 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Gegenstände der Ansprüche 1 und 9 wieder.
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Die vorgeschlagene Schwungmassenanordnung dient der Drehmomentberuhigung des Drehmoments einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine insbesondere in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Hierzu wird die Schwungmassenanordnung an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mittels über den Umfang verteilt angeordneter Schrauben befestigt. Die hierfür nötigen Durchgriffsöffnungen sind in zumindest einem Scheibenteil über den Umfang angeordnet, beispielsweise gebohrt oder gestanzt. Die Schrauben sind dabei an der Schwungmassenanordnung mittels einer Verliersicherung aufgenommen und werden damit an der Schwungmassenanordnung in den jeweiligen Durchgriffsöffnungen zur vereinfachten Montage der Schwungmassenanordnung an der Kurbelwelle bereitgehalten.
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Zur Einsparung von Bauteilen ist die Verliersicherung der Schrauben stoffeinheitlich aus dem zumindest einen Scheibenteil gebildet. Dies bedeutet, dass mit den Schrauben in Kontakt tretende Rückhaltemittel zur Ausbildung der Verliersicherung aus dem Material des die Durchgriffsöffnungen aufweisenden Scheibenteils mittels Materialumformung ausgebildet sind. Beispielsweise können in dem Innenumfang der Durchgriffsöffnungen erweiterte Materialverdrängungen vorgesehen sein, die eine axiale Verlagerung der Schrauben in den Durchgriffsöffnungen zumindest erschweren. Hierbei kann eine reib- oder formschlüssige Hemmung der Schrauben in den Durchgriffsöffnungen vorgesehen sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Schwungmassenanordnung kann die Verliersicherung als mit einem Gewinde der Schrauben wechselwirkender Gewindeabschnitt ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass die Schrauben in den Durchgriffsöffnungen eine Schraubverbindung soweit eingehen, dass die Verliersicherung der Schrauben gewährleistet wird. Hierzu kann beispielsweise eine einzige Gewindewindung ausreichend sein.
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Der Gewindeabschnitt kann beispielsweise aus einem gerollten Gewinde gebildet sein. Hierbei werden bevorzugt Rollwerkzeuge zugleich an allen Durchgriffsöffnungen oder bei unzureichend zur Verfügung stehendem Bauraum ein Rollwerkzeug nach einander an den Durchgriffsöffnungen angesetzt um einen Gewindeabschnitt an den Durchgriffsöffnungen anzubringen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Gewindeabschnitt aus mehreren über den Umfang angeordneten Gewindeabschnittssegmenten gebildet sein. Beispielsweise können drei über den Umfang verteilt angeordnete, in den Innenumfang einer Durchgriffsöffnung vorspringende Materialverdrängungen mit Gewindesteigung vorgesehen sein, die mit dem Gewinde der Schrauben eine Schraubverbindung und damit die Verliersicherung bilden.
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Die Materialverdrängung zur Herstellung der Gewindeabschnittssegmente ist in bevorzugter Weise mittels Schaben aus Durchgriffsöffnungen gebildet. Die Herstellung der Gewindeabschnittsegmente kann dabei in einem mehrstufigen Umformwerkzeug zur Herstellung des Scheibenteils mit den Durchgriffsöffnungen aus Blech werkzeugfallend vorgesehen sein.
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Die Schrauben sind zur Bildung der Verliersicherung mittels ihrer Gewinde an dem Gewindeabschnitt aufgenommen, so dass eine Baueinheit der Schwungmassenanordnung mit dem zumindest einen Scheibenteil mit den Durchgriffsöffnungen und den Schrauben vorgesehen werden kann. Die Verliersicherung kann dabei als feste Schraubverbindung vorgesehen sein, bei dem bis zur Montage die Schrauben mit dem Gewindeabschnitt verschraubt sind. Hierbei kann durch entsprechende Auswahl der Gewindesteigung des Gewindeabschnitts eine geringe Hemmung der Schraubverbindung vorgesehen sein. Alternativ können die Schrauben durch den Gewindeabschnitt durchgeschraubt werden, so dass der Gewindeabschnitt in einem gewindefreien Zwischenraum zwischen einem Teilgewinde und einem Schraubkopf der Schraube die Verliersicherung bildet.
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Es ist beispielsweise zur Vermeidung einer Überbestimmung zwischen dem Kurbelwellengewinde und dem Gewindeabschnitt vorteilhaft, die Schrauben mit einem Teilgewinde auszubilden, so dass der Gewindeabschnitt von dem Gewinde der Schraube getrennt ist, wenn dieses in Schraubverbindung mit dem zugehörigen Innengewinde der Kurbelwelle tritt.
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Die Schwungmassenanordnung kann als Einmassenschwungrad aus Guss, Blech oder als Schmiedeteil ausgebildet sein. Hierbei bildet in einteiliger Ausführung oder enthält in mehrteiliger Ausführung das Einmassenschwungrad das Scheibenteil mit den Durchgriffsöffnungen und die in diesen mittels der vorgeschlagenen Verliersicherung aufgenommenen Schrauben. In das Einmassenschwungrad kann ein Fliehkraftpendel integriert sein.
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Weiterhin kann die vorgeschlagene Schwungmassenanordnung ein mehrteiliges Schwungrad, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad bilden. Dieses enthält ein als Primärschwungmasse ausgebildetes Eingangsteil und ein Ausgangsteil mit einer zugeordneten Sekundärschwungmasse, wobei Eingangsteil und Ausgangsteil aufeinander verdrehbar entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung gelagert sind. Das Eingangsteil ist dabei an der Kurbelwelle mittels der Schrauben aufgenommen. Das Eingangsteil kann als Scheibenteil mit den Durchgriffsöffnungen und der vorgeschlagenen Verliersicherung ausgebildet sein. Hierbei kann das Eingangsteil einteilig einen Lagerdom mit einem axialen Ansatz aufweisen, der das Ausgangsteil verdrehbar wälz- oder gleitgelagert aufnimmt.
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Alternativ kann das Eingangsteil ein erstes Scheibenteil und ein zweites, als Lagerdom ausgebildetes Scheibenteil aufweisen, wobei der Lagerdom die Durchgriffsöffnungen für die Schrauben und die vorgeschlagene Verliersicherung stoffeinheitlich enthält. Das erste Scheibenteil kann mit dem Lagerdom verbunden sein. Das erste Scheibenteil kann ebenfalls Durchgriffsöffnungen aufweisen und zusammen mit dem Lagerdom mit der Kurbelwelle verschraubt sein. In einer weiteren vorteilhaften Funktion kann eine Schwungmassenanordnung in Form eines mehrteiligen Schwungrads wie Zweimassenschwungrad ausgebildet sein, wobei die mittels der vorgeschlagenen Verliersicherung verliergesichert aufgenommen Schrauben im nicht montierten Zustand des Zweimassenschwungrads eine Verdrehsicherung zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil, also dem Scheibenteil mit der Verliersicherung und den Schrauben und der Sekundärschwungmasse ausbilden.
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Das vorgeschlagene Verfahren dient der Herstellung einer Schwungmassenanordnung mit einer stoffeinheitlichen Verliersicherung wie vorgeschlagen. Mittels des Verfahrens wird zumindest ein Scheibenteil der Schwungmassenanordnung mittels eines Stanzumformverfahrens mit Durchgriffsöffnungen für Schrauben hergestellt, wobei an den Durchgriffsöffnungen eine Verliersicherung für die Schrauben mit einem Gewinde stoffeinheitlich mit dem zumindest einen Scheibenteil hergestellt wird. In bevorzugter Weise wird am Innenumfang der Durchgriffsöffnungen ein auf das Gewinde der Schrauben abgestimmter Gewindeabschnitt durch axiales Schaben entlang der Mittelachse der Durchgriffsöffnungen hergestellt.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 den oberen Teil einer um eine Drehachse angeordneten Schwungmassenanordnung im Schnitt,
- 2 ein Detail der 1,
- 3 ein Detail der Schwungmassenanordnung der 1 in 3D-Ansicht und
- 4 die Schwungmassenanordnung der 1 während des Montagevorgangs in derselben Schnittdarstellung.
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Die 1 zeigt den oberen Teil der um die Drehachse d angeordneten Schwungmassenanordnung 1 im Schnitt, wobei der radial äußere Teil weggelassen ist. Die Schwungmassenanordnung 1 ist als Zweimassenschwungrad 2 mit dem Eingangsteil 3 und dem Ausgangsteil 4, die aufeinander mittels der Drehlagerung 5 - hier ein Rillenkugellager - entgegen der Wirkung einer radial außerhalb der Schnittdarstellung vorgesehenen Federeinrichtung begrenzt verdrehbar gelagert sind.
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Das Eingangsteil 3 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in das Scheibenteil 6, welches Teil einer Primärschwungmasse ist, und das als Lagerdom 8 ausgebildete und die eingangsseitige Lagerung bildende Scheibenteil 7 geteilt. Eine Verbindung zwischen den beiden Scheibenteilen 6, 7 ist an nicht einsehbarer Stelle vorgesehen. Die beiden Scheibenteile 6, 7 weisen fluchtende, über den Umfang verteilt angeordnete Durchgriffsöffnungen 9, 10 auf, durch die jeweils eine Schraube 11 geführt und mit der nicht dargestellten Kurbelwelle verschraubt wird.
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Zum Vorhalten der Schrauben 11 in der Schwungmassenanordnung 1 sind diese in den Durchgriffsöffnungen 10 des zweiten Scheibenteiles 7 mittels der stoffeinheitlich an den Durchgriffsöffnungen 10 vorgesehenen Verliersicherung 12 aufgenommen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind hierzu Gewindeabschnitte 13 an den Innenumfängen der Durchgriffsöffnungen 10 vorgesehen, die mit dem Gewinde 14 der Schrauben 11 eine Schraubverbindung bilden. Die Schrauben 11 werden in bevorzugter Weise soweit in die Durchgriffsöffnungen 9, 10 eingedreht, dass die Stirnseite der Schrauben 11 bündig mit der Anlagefläche 16 des ersten Scheibenteils 6 ist. Die Schrauben 11 weisen gewindefreie Abschnitte 17 auf, wobei zur Vermeidung einer Überbestimmung die Schraubverbindung mit der Kurbelwelle erst einsetzt, wenn die Schraubverbindung der Schrauben 11 gegenüber den Gewindeabschnitten 13 gelöst ist. Hierzu ist das als Teilgewinde ausgebildete Gewinde 14 kürzer als der Abstand zwischen der Anlagefläche 16 und den Gewindeabschnitten 13.
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Die Länge der Schrauben 11 ermöglicht ein axiales Eingreifen der Schraubenköpfe 19 der Schrauben 11 in die Durchgriffsöffnungen 18 des ausgangsseitigen Scheibenteils 20, so dass ein unbeabsichtigtes Verdrehen von Eingangsteil 3 und Ausgangsteil 4 vermieden wird.
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Die 2 zeigt im Detail der 1 einen der über den Umfang verteilt angeordneten, jeweils an der Durchgriffsöffnung 10 durch Materialverdrängung erzeugten Gewindeabschnitte 13. Der Gewindeabschnitt 13 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus drei über den Umfang der Durchgriffsöffnung 10 verteilt angeordneten Gewindeabschnittssegmente 15 gebildet, die jeweils durch Schaben von der den Schrauben 11 abgewandten Seite nach radial innen verdrängt sind. Die Gewindeabschnittssegmente 15 weisen Steigungen auf, die mit dem Gewinde 14 die Schraubverbindung bilden. Die Schraubverbindung kann durch entsprechende Ausbildung der Steigungen selbsthemmend ausgebildet sein.
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Die 3 zeigt ein Detail des Lagerdoms 8 der 1 in 3D-Ansicht mit der Durchgriffsöffnung 10 und dem Gewindeabschnitt 13. Der Gewindeabschnitt 13 ist aus den drei über den Umfang in Richtung des Pfeils 21 geschabten Gewindeabschnittssegmenten 15 mit den Steigungen 22 ausgebildet, die komplementär zu dem Gewinde 14 der Schrauben 11 der 1 ausgebildet sind.
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Die 4 zeigt die Schwungmassenanordnung 1 der 1 in derselben Darstellung während des Montagevorgangs an der nur angedeutet dargestellten Kurbelwelle 23. Hieraus wird deutlich, dass durch die Länge des Gewindes 14 sicher gestellt wird, dass bei einer Ausbildung der Schraubverbindung des Gewindes 14 mit dem Innengewinde 24 der Kurbelwelle 23 das Gewinde 14 den Gewindeabschnitt 13 an dem Lagerdom 8 verlassen hat.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwungmassenanordnung
- 2
- Zweimassenschwungrad
- 3
- Eingangsteil
- 4
- Ausgangsteil
- 5
- Drehlagerung
- 6
- Scheibenteil
- 7
- Scheibenteil
- 8
- Lagerdom
- 9
- Durchgriffsöffnung
- 10
- Durchgriffsöffnung
- 11
- Schraube
- 12
- Verliersicherung
- 13
- Gewindeabschnitt
- 14
- Gewinde
- 15
- Gewindeabschnittssegment
- 16
- Anlagefläche
- 17
- Abschnitt
- 18
- Durchgriffsöffnung
- 19
- Schraubenkopf
- 20
- Scheibenteil
- 21
- Pfeil
- 22
- Steigung
- 23
- Kurbelwelle
- 24
- Innengewinde
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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