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Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad mit einer Primärseite und einer Sekundärseite, die gegen die Kraft eines Energiespeichers relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind, wobei die Primärseite einen Primärdeckel sowie einen torsionssteifen und axial elastischen Primärflansch umfasst.
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Zweimassenschwungräder werden als Schwingungstilger für Torsionsschwingungen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzt, wobei das Zweimassenschwungrad in der Regel zwischen der Kurbelwelle eines das Kraftfahrzeug antreibenden Verbrennungsmotors und einer dem Schaltgetriebe vorgelagerten Fahrzeugkupplung oder einem Nebenantrieb angeordnet ist. Durch die gegen Federkraft und gegebenenfalls auch gegen trockene Reibung relativ zueinander verdrehbare Primärmasse und Sekundärmasse werden Drehschwingungen, die durch das ungleichmäßige Antriebsmoment des in der Regel als Kolbenmotor ausgeführten Verbrennungsmotors hervorgerufen werden, getilgt. Die Primärmasse des Zweimassenschwungrades ist bei gattungsgemäßen Zweimassenschwungrädern im Stand der Technik mehrteilig ausgeführt und umfasst einen Primärmassedeckel und ein Primärmasseblech, die miteinander verschweißt sind. Das Primärmasseblech umfasst eine Primärscheibe, die mit einem axial flexiblen Primärflansch, einer so genannten Flexplate, fest vernietet ist. Die Flexplate wird ggf. mit weiteren Bauteilen wie einer Zentriernabe für die Sekundärseite mit der Kurbelwelle verschraubt.
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Eine solche Flexplate umfasst meist mehrere Blechlagen, die mit der Primärscheibe vernietet werden.
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Bei nassen DCT (Dual Clutch Transmission - Doppelkupplungsgetriebe) und HybridAnwendungen stehen oft nur axial enge Bauräume zur Verfügung. Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, die axiale Baugröße zu verringern.
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Dieses Problem wird durch ein Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch ein Zweimassenschwungrad mit einer Primärseite und einer Sekundärseite, die gegen die Kraft eines Energiespeichers relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind, wobei die Primärseite einen Primärdeckel sowie einen torsionssteifen und axial elastischen Primärflansch umfasst, wobei der Primärflansch (direkt) an dem Primärdeckel befestigt ist. Statt die Flexplate mit einer Primärscheibe zu vernieten, die dann mit dem Primärmassedeckel verschweißt wird, wird der Primärflansch, der der Flexplate entspricht, reib-, form- oder stoffschlüssig direkt mit dem Primärdeckel verbunden. Die erfindungsgemäße Lösung verbessert die Biegeumlauffestigkeit insbesondere bei nassen DCT- und Hybridanwendungen. Zudem werden die Kosten durch die Verwendung von dünnerem Ausgangsmaterial für die Primärschwungmasse reduziert und die Spritzwasserdichtigkeit wird verbessert.
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Der Primärflansch weist vorzugsweise keine Hauptvernietungsbohrungen auf.
Der Energiespeicher ist vorzugsweise eine Bogenfeder, die sich an mindestens einem primärseitigen Bogenfederanschlag und mindestens einem sekundärseitigen Flanschflügel abstützt. Vorzugsweise kontaktiert der Primärflansch die Bogenfeder auf der der Kurbelwelle zugewandten Seite, entsprechend kontaktiert der Primärdeckel die Bogenfeder auf der der Kurbelwelle abgewandten Seite. Der wenigstens eine Flanschflügel kontaktiert die Bogenfeder in einer Ausführungsform der Erfindung axial außermittig zur Kurbelwelle hin versetzt. Der Bogenfederanschlag ist gegenüber Ausführungen nach dem Stand der Technik in einer Ausführungsform der Erfindung axial höher ausgelegt. Daher kann auf einen Bogenfederanschlag am Primärflansch verzichtet werden.
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Der Primärflansch umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung einen im wesentlichen radial verlaufenden tellerförmigen Bereich und einen im Wesentlichen axial verlaufenden topfförmigen Bereich.
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Der topfförmige Bereich ist in einer Ausführungsform der Erfindung durch eine Verstemmung an dem Primärdeckel axial formschlüssig festgelegt.
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Der topfförmige Bereich ist in einer Ausführungsform der Erfindung durch eine Schweißnaht an dem Primärdeckel festgelegt.
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Der topfförmige Bereich umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung einen Kragen, der an einer Stirnseite des Primärdeckels anliegt. Der Kragen kann axial verschweißt werden.
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Die Stirnseite umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung einen zumindest teilweise umlaufenden Zentrierring, durch den der Primärflansch gegenüber dem Primärdeckel zentriert wird, was die Zentrierung beim Verschweißen vereinfacht. Der Primärflansch umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung einen Kragen, der den Primärdeckel einfasst. Der Kragen zentriert den primärflansch gegenüber dem Primärdeckel und ermöglicht eine äußere umlaufende Schweißnaht.
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Der im Wesentlichen axial verlaufende topfförmige Bereich des Primärflansches liegt in einer Ausführungsform der Erfindung mit seinem axialen Rand an dem Primärmassedeckel an. Dies ermöglicht ein Einpressen des Primärflansches bis zum Anschlag an dem Primärmassedeckel.
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Der Primärflansch umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung einen konkav geformten Bereich zur Aufnahme einer Bogenfeder des Energiespeichers.
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Der Primärdeckel weist in einer Ausführungsform der Erfindung einen Anschlag auf, der den axialen Weg der Primärseite auf die Sekundärseite hin begrenzt. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades in einer Schnittdarstellung,
- 2 Teile eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades in einer Schnittdarstellung,
- 3 Teile eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades in einer Schnittdarstellung,
- 4 Teile eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades in einer Schnittdarstellung,
- 5 Teile eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades in einer Schnittdarstellung,
- 6 Teile eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades in einer Schnittdarstellung,
- 7 Teile eines siebten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades in einer Schnittdarstellung,
- 8 Teile eines achten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades in einer Schnittdarstellung,
- 9 Teile eines neunten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades in einer Schnittdarstellung,
- 10 Teile eines zehnten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades in einer Schnittdarstellung.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades 1. Ein solches Zweimassenschwungrad 1 wird im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und einem nebenantrieb oder einer Fahrzeugkupplung angeordnet. Die Rotationsachse des Zweimassenschwungrades ist in 1 mit R bezeichnet. Die Rotationsachse R ist in Einbaulage die Achse, um die das Zweimassenschwungrad 1 rotierbar gelagert ist. Im Folgenden wird unter der axialen Richtung die Richtung parallel zur Rotationsachse R, unter der radialen Richtung eine Richtung senkrecht zur Rotationsachse R und unter der Umfangsrichtung eine Drehung um die Rotationsachse R verstanden.
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Das Zweimassenschwungrad 1 umfasst eine Primärseite 2 und eine Sekundärseite 3, die gegen die Kraft einer Bogenfeder 4 als Energiespeicher begrenzt relativ zueinander um die Rotationsachse R verdreht werden können.
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Die Primärseite 2 umfasst einen torsionssteife und axial elastischen Primärflansch 5 und einen Primärdeckel 6. Der Primärflansch 5 und der Primärdeckel 6 schließen eine Bogenfederaufnahme 7 ein, in der die Bogenfeder 4 angeordnet ist. Die Bogenfeder 4 stützt sich mit einem Federende jeweils an der Primärseite 2 ab, beispielsweise an einem in den 2 bis 10 dargestellten aber nur in 2 mit einem Bezugszeichen versehenen Bogenfederanschlag 8, der an dem Primärdeckel 6 angeordnet ist. Mit dem jeweils anderen Federende stützt sich die Bogenfeder 4 an Flanschflügeln eines Sekundärflansches 10 ab. Die Flanschflügel 10 kontaktieren die Bogenfeder nicht mittig, sondern axial zur Kurbelwelle hin versetzt. Der Bogenfederanschlag 8 ist gegenüber Ausführungen nach dem Stand der Technik axial höher ausgelegt. An dem Primärflansch 5 ist kein Bogenfederanschlag angeordnet. Die Flanschflügel 9 erstrecken sich radial nach außen und fassen die Federenden der Bogenfeder 4 ein. Die Bogenfeder 4 wird im Betrieb durch die auf diese einwirkende Fliehkraft nach außen gedrückt. Daher ist optional an der radial außen gelegenen Seite eine Gleitschale 9 an dem Primärflansch 5 oder dem Primärdeckel 6 angeordnet, welche den Verschleiß zwischen den Bogenfedern und der Primärseite 2 verringert.
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Der Sekundärflansch 10 ist mit einer Fliehkraftpendeleinrichtung 11 versehen, bei der mehrere über den Umfang verteilte Pendelmassen 12 pendelbeweglich gegenüber dem Sekundärflansch 10 gelagert sind. Eine Abtriebsnabe 13 ist mit dem Sekundärflansch 10 mittels Nieten 14 vernietet und mittels einer Steckverzahnung 15 mit einer Abtriebswelle 16 verbunden. Eine Tellerfedermembran 17 ist mit der Vernietung von Abtriebsnabe 13 und Sekundärflansch 10 an diesen befestigt und stützt sich mit einem radial äußeren Bereich an dem Primärdeckel 6 ab, um so zusammen mit einem Dichtring 18, der radial außerhalb der Kurbelwellenverschraubung am Innendurchmesser des Sekundärflansches 10 angeordnet ist, den Aufnahmeraum für die Bogenfeder 4 und die Fliehkraftpendeleinrichtung 11 gegenüber der Umgebung abzudichten. Der Primärdeckel 6 ragt so weit radial nach innen, dass dieser den Außenrand der Abtriebsnabe 13 überdeckt und so einen axialen Anschlag 19 bildet.
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In den 1 bis 6 sind Ausführungsbeispiele mit einem Anlasserzahnkranz 20 gezeigt, in den 6 bis 10 Ausführungsbeispiele ohne Anlasserzahnkranz. Nachfolgend werden verschiedene Varianten der Verbindung von Primärflansch 5 und Primärdeckel 6 dargestellt.
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Der Primärflansch 5 umfasst in den in den 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 10 einen im wesentlichen radial verlaufenden tellerförmigen Bereich 21 und einen im Wesentlichen axial verlaufenden topfförmigen Bereich 22. Der tellerförmige Bereich 21 stellt die axiale Flexibilität des Primärflansches 5 bereit und dient der Befestigung an einer Kurbelwelle 23 eines Verbrennungsmotors, wie in 1 gezeigt. Der Primärflansch 5 kann dazu mittels Kurbelwellenschrauben 24 und einem Befestigungsring 25, der ggf. fest mit der Primärflansch 5 verbunden sein kann, an der Kurbelwelle 23 befestigt werden.
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Der topfförmige Bereich 22 des Primärflansches 5 liegt mit seinem Außenumfang an einem Innendurchmesser eines zylindrischen Teils 26 des Primärdeckels 6 an. Zur axialen Festlegung gegen ein herausziehen des topfförmigen Bereichs 22 aus dem zylindrischen Teil 26 weist letzterer im Ausführungsbeispiel der 2 eine Verstemmung 27 auf. Alternativ kann die Verstemmung wie in 3 gezeigt durch eine umlaufende oder teilweise umlaufende Schweißnaht 28, insbesondere durch Laserschweißen hergestellt, ersetzt sein.
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4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem der tellerförmige Bereich 21 im radial äußeren Bereich der Bogenfeder 4 konkav geformt ist und dann konvex in den topfförmigen Bereich 22 übergeht, der an dem zylindrischen Teil 26 des Primärdeckels 6 anliegt und in einen Kragen 29 übergeht, der an einer Stirnseite 30 des Primärdeckels 6 anliegt.
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Der topfförmige Bereich 22 kann wie in 5 gezeigt mit seinem axialen Rand 31 an dem Primärdeckel 6 anliegen.
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Die 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel ohne Anlasserzahnkranz, bei der der Primärflansch 5 mit dem topfförmigen Bereich 22 in den zylindrischen Teil 26 des Primärdeckels 6 eingepresst ist, also einzig eine reibschlüssige Verbindung in axialer Richtung sowie in Umfangsrichtung besteht.
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7 zeigt ein Ausführungsbeispiel ohne Anlasserzahnkranz, bei dem wie in dem Ausführungsbeispiel der 2 eine axiale Verstemmung 27 in den Primärdeckel 6 eingebracht ist.
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8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Primärflansch 5 im Bereich der Bogenfeder 4 eine umlaufende konkave Ausbuchtung 32 aufweist und an ihrem Außenumfang mit einer umlaufenden Laserschweißnaht 33 mit der Stirnseite 30 des Primärdeckels 6 verschweißt ist. Zur Zentrierung des Primärflansches 5 gegenüber dem Primärdeckel 6 beim Verschweißen weist der Primärdeckel 6 an der Stirnseite 30 einen zumindest teilweise umlaufenden Zentrierring 34 auf. Alternativ kann wie im Ausführungsbeispiel der 9 auf den Zentrierring 34 verzichtet werden.
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10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Primärflansch 5 einen Kragen 35 umfasst, der den Primärdeckel 6 an dessen Stirnseite einfasst und mit diesem durch eine umlaufende Laserschweißnaht 36 an der Außenseite verschweißt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zweimassenschwungrad
- 2
- Primärseite
- 3
- Sekundärseite
- 4
- Bogenfeder
- 5
- Primärflansch
- 6
- Primärdeckel
- 7
- Bogenfederaufnahme
- 8
- Bogenfederanschlag
- 9
- Flanschflügel
- 11
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 12
- Pendelmasse
- 13
- Abtriebsnabe
- 14
- Niete
- 15
- Steckverzahnung
- 16
- Abtriebswelle
- 17
- Tellerfedermembran
- 18
- Dichtring
- 19
- axialer Anschlag
- 20
- Anlasserzahnkranz
- 21
- tellerförmiger Bereich
- 22
- topfförmiger Bereich
- 23
- Kurbelwelle
- 24
- Kurbelwellenschraube
- 25
- Befestigungsring
- 26
- zylindrischer Teil
- 27
- Verstemmung
- 28
- Schweißnaht
- 29
- Kragen
- 30
- Stirnseite
- 31
- axialer Rand
- 32
- konkave Ausbuchtung
- 33
- Laserschweißnaht
- 34
- Zentrierring
- 35
- Kragen
- 36
- Laserschweißnaht
