-
Die Erfindung betrifft die Wuchtaufspannung eines Zweimassenschwungrades, das einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zugeordnet ist und das antriebsseitig eine mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundene Primärmasse sowie abtriebsseitig eine mit einer Eingangswelle von einem Getriebe verbundene Sekundärmasse umfasst, wobei die axial zueinander positionierten Massen entgegen der Wirkung einer Bogenfedern einschließenden Federdämpfereinrichtung zumindest begrenzt zueinander verdrehbar sind und der Sekundärmasse eine Zusatzmasse zugeordnet ist und bei einer Wuchtaufspannung zum Auswuchten des Zweimassenschwungrades ein Innendurchmesser der Primärmasse einen Innendurchmesser der Sekundärmasse übertrifft.
-
In Kraftfahrzeugen eingesetzte Brennkraftmaschinen übertragen bauartbedingt ein nicht kontinuierliches Drehmoment, wodurch die Antriebsstränge mit Dreh- oder Torsionsschwingungen beaufschlagt werden. Zur Dämpfung dieser nachteiligen, den Komfort einschränkenden Schwingungen werden Drehschwingungsdämpfer eingesetzt, die auch als Zweimassenschwungräder (ZMS) bezeichnet werden.
-
Aus der
DE 39 31 429 A1 ist beispielhaft ein ZMS bekannt, bei dem zwei Massen, eine an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angeordnete Primärmasse gegenüber einer der Abtriebsseite zugeordneten Sekundärmasse entgegen der Wirkung von Bogenfedern begrenzt verdrehbar angeordnet sind. Weiterhin sind in Antriebsträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzte, mit einem Zweimassenschwungrad zusammenwirkende Fliehkraftpendel (FKP) als Drehschwingungstilger bekannt. Wie in der
DE 10 2004 011 830 A1 gezeigt, sind Tilgermassen des Fliehkraftpendels an einem mit der Sekundärmasse des Zweimassenschwungrades verbundenen Pendelflansch begrenzt verschwenkbar angeordnet. Infolge der durch unterschiedliche Drehbeschleunigung des Pendelflansches bewirkten Pendelbewegung der Tilgermassen gegenüber dem Pendelflansch tritt ein Tilgungseffekt der Drehschwingungen ein.
-
Bei sich drehenden Maschinenteilen tritt eine Unwucht bei einer nicht gleichmäßig verteilten Masse von rotationssymmetrischen Maschinenteilen auf. Die mit der Unwucht auftretenden unerwünschten Vibrationen können zu einer Beschädigung bis hin zum Ausfall der zugehörigen Maschine führen. Zur Vermeidung einer nachteiligen Unwucht werden derartige Maschinenteile ausgewuchtet.
-
Zum Auswuchten eines Zweimassenschwungrades kann dieses in einer Vorrichtung eingesetzt bzw. aufgespannt werden. Dabei erfordert die Montage des Zweimassenschwungrades eine Zentrierung von dem Innendurchmesser der Primärmasse sowie der Sekundärmasse, deren Maße von dem Kunden des Zweimassenschwungrades bestimmt werden. Der Innendurchmesser der Primärmasse ist dabei an einen Zentrierdurchmesser von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine anzupassen, der das Zweimassenschwungrad zugeordnet ist. Für die Sekundärmasse wird von dem Kunden das Profil der Getriebeeingangswelle vorgegeben, auf das die Abtriebsnabe der Sekundärmasse abgestimmt wird.
-
Die
DE 10 2017 106 573 A1 zeigt ein Zweimassenschwungrad mit einer Zusatzmasse, an der zum Auswuchten des Drehschwingungsdämpfers ein Wuchtelement angebracht ist. Das Wuchtelement ist auf einem großen Radius angeordnet, so dass mit einer relativ geringen Masse des Wuchtelementes ein großes Massenträgheitsmoment bereitgestellt werden kann.
-
Die
DE 10 2017 121 801 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Auswuchten von einem Unterzusammenbau einer sekundärseitigen Seite eines Zweimassenschwungrades. Dieses Auswuchtverfahren erfolgt ohne die im Betriebszustand des Zweimassenschwungrades mitrotierende Primärmasse. Zum Auswuchten des Unterzusammenbaus greift die mit der Sekundärmasse verbundene Abtriebsnabe über eine Innenverzahnung in einen angetriebenen rotierbaren Mitnehmer der Wuchtanlage. An dem Mitnehmer ist eine Auflageplatte befestigt, auf welcher der Unterzusammenbau über die Zusatzmasse abgelegt ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zur Realisierung eines bauteiloptimierten Aufbaus des Zweimassenschwungrades aufzuzeigen, der ein vereinfachtes kostengünstiges Auswuchten von dem Zweimassenschwungrad ermöglicht.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Zweimassenschwungrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
-
Die zuvor genannte Problemstellung wird erfindungsgemäß durch eine Wuchtaufspannung gelöst, bei der das Zweimassenschwungrad über die Zusatzmasse aufgenommen wird. Dabei ist die Zusatzmasse sowohl kontaktlos zur Eingangswelle des Getriebes als auch kontaktlos zur Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angeordnet.
-
Vorteilhaft ist die Zusatzmasse so ausgelegt bzw. konzipiert, dass deren Innendurchmesser ohne ein zusätzliches Bauteil kleiner ausgelegt ist als der Innendurchmesser der Primärmasse. Mit dem erfindungsgemäßen, bauteiloptimierten Konzept kann im Vergleich zu bekannten Lösungen ein Bauteil eingespart werden, wodurch sich der Montageaufwand vereinfacht und die Durchlaufzeit beim Auswuchten reduziert. Durch den Wegfall eines Zusatzbauteils der sekundären Zusatzmasse stellt sich weiterhin ein geringeres Gewicht sowie in axialer Richtung ein reduzierter Bauraum ein, zur Schaffung eines bauraum- und gewichtsoptimierten Zweimassenschwungrades. Die Erfindung ermöglicht eine vereinfachte und funktionsverbessernde Wuchtaufspannung, die zu einer Kostenreduktion des Auswuchtens und folglich zu geringeren Herstellungskosten des gesamten Zweimassenschwungrades führt.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zusatzmasse der Sekundärmasse unmittelbar an einer Abtriebsnabe der Sekundärmasse abgestützt ist. Konstruktiv ist die Zusatzmasse so gestaltet, dass diese abgekröpft radial nach außen gerichtet verläuft. In axialer Richtung betrachtet ist die Zusatzmasse dabei beabstandet zu einem Deckelelement der Primärmasse angeordnet, wobei die Zusatzmasse einen Abschnitt von einem Trägerflansch sowie zumindest einen Teil von einem der Primärmasse zugeordneten Deckelelement abdeckt.
-
Alle Bauteile der Sekundärmasse wie ein mit den Bogenfedern verbundener Trägerflansch, die einer Getriebewelle zugeordnete Abtriebsnabe sowie die sekundäre Zusatzmasse sind zur Schaffung einer Baueinheit über bevorzugt symmetrisch umfangsverteilte Nietverbindungen miteinander gekoppelt.
-
Eine weitere konstruktive Auslegung der erfindungsgemäßen Zusatzmasse sieht vor, dass ein Außendurchmesser eines der Primärmasse zugeordneten Deckelelements den Außendurchmesser der Zusatzmasse übertrifft. Dazu ist vorzugsweise eine radiale Differenz ΔR ≥ 10 mm vorgesehen.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Zweimassenschwungrad mit sekundärer Zusatzmasse mit einem Fliehkraftpendel kombiniert werden, welches vorzugsweise dem Trägerflansch zugeordnet ist, in dem das Zweimassenschwungrad integriert ist.
-
Bevorzugt ist eine als Formteil weitestgehend spanlos aus einem Stahlblech hergestellte Zusatzmasse eingesetzt, die durch einen Umformprozess bzw. ein Metallumformverfahren wie beispielsweise ein Tiefziehverfahren hergestellt ist. Nach dem Umformprozess erfolgt eine spangebende Nacharbeit des Innendurchmessers. Alternativ dazu bietet es sich an, eine durch ein Gussverfahren hergestellte Sekundärmasse einzusetzen. Unabhängig von dem Herstellprozess ist für die Zusatzmasse vorzugsweise eine durchgehende Materialstärke von ≥ 2 mm vorgesehen.
-
Ein zur Aufnahme der Federdämpfereinrichtung bestimmter Federraum des Zweimassenschwungrades ist zum Schutz gegenüber Umwelteinflüssen wie Schmutz und Feuchtigkeit abgedichtet. Dazu ist radial innenseitig innerhalb des Federraums eine an der Primärmasse befestigte Dichtscheibe vorgesehen, die mit einem abgewinkelten Bord kraftschlüssig an zumindest einem elastischen Dichtelement bzw. Reibelement abgestützt ist, welches formschlüssig in der Zusatzmasse fixiert ist.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigt:
- 1: in einem Halbschnitt ein Zweimassenschwungrad mit einer Zusatzmasse gemäß dem bekannten Stand der Technik;
- 2: in einem Halbschnitt ein Zweimassenschwungrad mit einer erfindungsgemä-ßen, mit der Sekundärmasse verbundenen Zusatzmasse.
-
Die 1 zeigt in einem Halbschnitt ein aus dem Stand der Technik bekanntes, auch Drehschwingungsdämpfer genanntes Zweimassenschwungrad 1. Das in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingesetzte Zweimassenschwungrad 1 ist antriebsseitig mit einer Kurbelwelle 2 einer Brennkraftmaschine und abtriebsseitig mit einer Eingangswelle 3 von einem Getriebe verbunden. Das Zweimassenschwungrad 1 umfasst brennkraftmaschinenseitig eine auch als Primärteil bezeichnete Primärmasse 4 und abtriebsseitig eine auch Sekundärteil genannte, mehrteilig aufgebaute Sekundärmasse 5, die gemeinsam um eine Rotationsachse 6 drehbar und begrenzt relativ zueinander verdrehbar sind. Die flanschscheibenartige Primärmasse 4 gemeinsam mit einem zugehörigen Deckelelement 7 begrenzen einen Federraum 8, der für eine Federdämpfereinrichtung 9 bekannten Aufbaus und bekannter Wirkungsweise bestimmt ist. Innerhalb des Federraums 8 sind Bogenfedern 10 der Federdämpfereinrichtung 9 mit einem ersten Federende an Anschlägen (nicht gezeigt) der Primärmasse 4 und mit dem weiteren Federende an Anschlägen (nicht gezeigt) eines mit der Sekundärmasse 5 verbundenen Trägerflansches 11 abgestützt.
-
Eine Relativverdrehung zwischen der Primärmasse 4 und der Sekundärmasse 5 erfolgt entgegen einer Federkraft der Bogenfedern 10. Die mehrteilig aufgebaute Sekundärmasse 5 umfasst neben dem Trägerflansch 11 eine mit einer Eingangswelle 3 des Getriebes verbundene Abtriebsnabe 12, eine Zusatzmasse 13 sowie eine Einstellscheibe 14, wobei alle Bauteile der Sekundärmasse 5 über umfangsverteilt angeordnete Nietverbindungen 15 zu einer Baueinheit verbunden sind. Über die Nietverbindungen 15 ist weiterhin eine Tellerfedermembran 16 an dem Sekundärteil 5 befestigt, die radial außenseitig kraftschlüssig innenseitig an dem Deckelelement 7 abgestützt ist. Der Trägerflansch 11 dient weiterhin zur Aufnahme eines Fliehkraftpendels 17, dessen Pendelmassen 18, 19 beidseitig des Trägerflansches 11 beweglich angeordnet sind. Die Einstellscheibe 14 wird zum Auswuchten des Zweimassenschwungrades 1 benutzt, wobei in einer Wuchtaufspannung einer Auswuchteinrichtung (nicht gezeigt) das Zweimassenschwungrad 1 über einen Innendurchmesser Ip der Primärmasse 4 sowie einen Innendurchmesser Is der mit der Sekundärmasse 5 verbundenen Einstellscheibe 14 zentriert wird.
-
Dabei erfordert eine Montage des Zweimassenschwungrades 1 in die Auswuchteinrichtung, dass der Innendurchmesser Ip der Primärmasse 4 den Innendurchmesser Is der Einstellscheibe 14 übertrifft.
-
Die 2 zeigt das erfindungsgemäß aufgebaute Zweimassenschwungrad 21, wobei für mit der 1 übereinstimmende Bauteile gleiche Bezugsziffern verwendet werden. Die folgende Beschreibung beschränkt sich weitestgehend auf den unterschiedlichen konstruktiven Aufbau des Zweimassenschwungrades 21.
-
Das in der 2 abgebildete Zweimassenschwungrad 21 umfasst eine bauteiloptimierte Sekundärmasse 25, die den Trägerflansch 31, die Abtriebsnabe 32, die Zusatzmasse 33 sowie die Tellerfedermembran 36 umfasst, die gemeinsam über Nietverbindungen 15 verbunden sind. Abweichend von 1 schließt die Sekundärmasse 25 keine Einstellscheibe ein. Die Funktion der Einstellscheibe übernimmt die Zusatzmasse 33, die radial innenseitig soweit verlängert ist, dass der Innendurchmesser Is den Innendurchmesser Ip der Primärmasse 4 unterschreitet. In der Wuchtaufspannung während des Auswuchtens von dem Zweimassenschwungrad 21 ist dieses über die Sekundärseite, den Innendurchmesser Is der Zusatzmasse 33 zentriert.
-
Der konstruktive Aufbau der einteilig aufgebauten Zusatzmasse 33 sieht einen abgekröpften bzw. gestuft radial nach außen gerichteten und dabei axial beabstandeten Verlauf zu dem Deckelelement 27 vor, wodurch dieses weitestgehend axial abgedeckt ist. Dabei ist zwischen einem Außendurchmesser AD des Deckelelements 27 und dem Außendurchmesser Az der Zusatzmasse 33 eine radiale Differenz ΔR ≥ 10 mm vorgesehen. Für die Zusatzmasse 33 ist eine durchgehende Wandstärke S von ≥ 2 mm vorgesehen. Der zur Aufnahme der Federdämpfereinrichtung 9 bestimmte Federraum 8 des Zweimassenschwungrades 21 ist zum Schutz gegenüber Umwelteinflüssen wie Schmutz und Feuchtigkeit abgedichtet. Dazu ist radial innenseitig innerhalb des Federraums 8 eine an der Primärmasse 4 befestigte Dichtscheibe 28 vorgesehen, die mit einem abgewinkelten Bord 29 kraftschlüssig an einem elastischen Dichtelement 30 abgestützt ist, welches formschlüssig in der Zusatzmasse 33 fixiert ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Zweimassenschwungrad
- 2
- Kurbelwelle
- 3
- Eingangswelle
- 4
- Primärmasse
- 5
- Sekundärmasse
- 6
- Rotationsachse
- 7
- Deckelelement
- 8
- Federraum
- 9
- Federdämpfereinrichtung
- 10
- Bogenfeder
- 11
- Trägerflansch
- 12
- Abtriebsnabe
- 13
- Zusatzmasse
- 14
- Einstellscheibe
- 15
- Nietverbindung
- 16
- Tellerfedermembran
- 17
- Fliehkraftpendel
- 18
- Pendelmasse
- 19
- Pendelmasse
- 21
- Drehschwingungsdämpfer
- 25
- Sekundärmasse
- 27
- Deckelelement
- 28
- Dichtscheibe
- 29
- Bord
- 30
- Dichtelement
- 31
- Trägerelement
- 32
- Abtriebsnabe
- 33
- Zusatzmasse
- 36
- Tellerfedermembran
- Ad
- Außendurchmesser (Deckelelement)
- Az
- Außendurchmesser (Zusatzmasse)
- Ip
- Innendurchmesser (Primärmasse)
- Is
- Innendurchmesser (Sekundärteil)
- S
- Wandstärke (Zusatzmasse)
- ΔR
- Differenz (Deckelelement -Zusatzmasse)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 3931429 A1 [0003]
- DE 102004011830 A1 [0003]
- DE 102017106573 A1 [0006]
- DE 102017121801 A1 [0007]
