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Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad (1) mit einer Primärseite (2) und einer Sekundärseite (3), die entgegen der Wirkung eines Energiespeichers (4, 7) umfassend mindestens eine Bogenfeder (7) gegeneinander verdrehbar sind, wobei die Sekundärseite (3) einen Bogenfederflansch (10) umfasst, an dem sich die mindestens eine Bogenfeder (7) sekundärseitig abstützt.
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Zweimassenschwungräder sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
DE 41 17 582 A1 , bekannt. Solche Zweimassenschwungräder werden als Schwingungstilger für Torsionsschwingungen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzt, wobei das Zweimassenschwungrad in der Regel zwischen der Kurbelwelle einer das Kraftfahrzeug antreibenden Verbrennungskraftmaschine und einer dem Schaltgetriebe vorgelagerten Fahrzeugkupplung angeordnet ist. Durch die gegen Federkraft einer oder mehrerer Bogenfedern als Energiespeicher und gegebenenfalls auch gegen trockene Reibung relativ zueinander verdrehbare Primärseite mit einer Primärschwungmasse und Sekundärseite mit einer Sekundärschwungmasse werden Drehschwingungen, die durch das ungleichförmige Antriebsmoment des in der Regel als Kolbenmotor ausgeführten Verbrennungsmotors hervorgerufen werden, getilgt.
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Fliehkraftpendel sind als Drehschwingungstilger insbesondere für Antriebsstränge von Kraftfahrzeugen beispielsweise aus der
DE 102004011 830 A1 bekannt. Hier werden Pendelmassen als 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 Pendelmassen gegenüber dem Pendelflansch tritt ein Tilgungseffekt der Drehschwingungen ein. Beidseitig des Pendelflansches sind dabei Pendelteilmassen angeordnet, wobei axial gegenüberliegende Pendelteilmassen mittels Nietbolzen als Stegen miteinander zu Pendelmassen verbunden sind. Die Nietbolzen bewegen sich in Öffnungen, deren Form dem Pendelweg der Pendelmassen angepasst ist.
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Zweimassenschwungräder (ZMS), die sekundärseitig mit einer Fliehkraftpendeleinrichtung (FKP, Fliehkraftpendel) gekoppelt sind, sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt.
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Für Antriebstränge von Verbrennungsmotoren, bei denen das Isolationsverhalten verbessert werden muss und bei denen der Isolationsgrad eines Fliehkraftpendel (FKP) zu wirksam ist, gibt es im Stand der Technik keine geeignete Lösung.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine bauraumneutrale Lösung zur Erhöhung der Isolation (Schwingungsdämpfung) bei Verzicht auf ein zusätzliches Fliehkraftpendel anzugeben.
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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 entgegen der Wirkung eines Energiespeichers umfassend mindestens eine Bogenfeder gegeneinander verdrehbar sind, wobei die Sekundärseite einen Bogenfederflansch umfasst, an dem sich die mindestens eine Bogenfeder sekundärseitig abstützt, wobei der Bogenfederflansch Mittel zur Erhöhung dessen Massenträgheitsmomentes umfasst. Die Mittel zur Erhöhung des Massenträgheitsmomentes umfassen in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens eine Zusatzmasse. Diese kann beliebig in dem freien Bauraum zwischen Bogenfeder und Hauptvernietung angeordnet sein. Das Massenträgheitsmoment der Sekundärseite wird höher, wenn die Zusatzmasse möglichst weit radial außen angeordnet ist.
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Die Zusatzmasse umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens zwei Zusatzteilmassen (23, 24) umfasst, die an einer Seite oder beiderseits des Bogenfederflansches angeordnet sind. Es können also beispielsweise radial ineinander liegende durchgehende oder unterbrochene Ringe an einer Seite oder an beiden Seiten des Bogenfederflansches angeordnet sein. Dies ermöglicht eine optimale Bauraumausnutzung.
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Die Zusatzmasse bzw. die Zusatzteilmassen sind in einer Ausführungsform der Erfindung als zusätzliche Bauteile lösbar oder unlösbar mit dem Bogenfederflansch verbunden. Der Bogenfederflansch kann wie im Stand der Technik beispielsweise als flaches Stanzteil hergestellt werden und sodann mit der oder den Zusatzmassen versehen werden. Dazu sind die Zusatzmasse bzw. die Zusatzteilmassen in einer Ausführungsform der Erfindung mit dem Bogenfederflansch vernietet und/oder verschraubt und/oder verschweißt. Zusätzlich können Zentrierhilfen für die Montage und/oder den betrieb wie Passstifte, Bolzen, Warzen, die in Vertiefungen des jeweils anderen Bauteils eingreifen oder dergleichen vorgesehen sein.
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Die Zusatzmasse bzw. die Zusatzteilmassen umfassen in einer Ausführungsform der Erfindung einen Massering. Dieser ist in einer Ausführungsform der Erfindung einteilig oder in einer alternativen Ausführungsform mehrteilig ausgeführt. Der Massering oder bei Anordnung zweier Zusatzteilmassen an beiden Seiten des Bogenfederflansches die Masseringe können durchgehend über den Umfang verlaufen oder Lücken zwischen einzelnen Abschnitten oder Segmenten der (Teil-) Masseringe aufweisen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zweimassenschwungrades in einer Schnittdarstellung.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Zweimassenschwungrades 1. Ein solches Zweimassenschwungrad 1 wird im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges insbesondere zwischen der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors und der Fahrzeugkupplung angeordnet. Der Verbrennungsmotor ist üblicherweise ein Otto- oder Dieselmotor. Das Drehmoment der Fahrzeugkupplung wird meist über ein Schaltgetriebe sowie über ein Differenzialgetriebe und Kardanwellen auf die Antriebsräder übertragen.
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Die Rotationsachse des Zweimassenschwungrades ist in 1 mit R bezeichnet. Die Rotationsachse R ist die Rotationsachse des Zweimassenschwungrades 1 und gleichzeitig die Rotationsachse einer Kurbelwelle eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors und auch die Rotationsachse einer dem Zweimassenschwungrad 1 nachgeordneten Fahrzeugkupplung, die ebenfalls nicht dargestellt ist. Im Folgenden wird soweit nicht anders angegeben 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 Eingangsseite oder Primärseite 2 sowie eine Ausgangsseite oder Sekundärseite 3, die gegen die Kraft einer Bogenfederanordnung 4 relativ zueinander um die Rotationsachse R verdreht werden können. Die Bogenfederanordnung 4 umfasst zwei in Umfangsrichtung angeordnete Bogenfedern 7, wobei jede Bogenfeder 7 koaxial angeordnete innere und äußere Federn umfassen kann. Die Primärseite 2 umfasst ein motorseitiges Primärschwungrad 6 und einen kupplungsseitigen Primärmassedeckel 5. Das Primärschwungrad 6 und der Primärmassedeckel 5 schließen eine Bogenfederaufnahme 8 ein, in der die Bogenfedern 7 angeordnet sind.
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Die Bogenfedern 7 werden im Betrieb durch die auf diese einwirkende Fliehkraft nach außen gegen das Primärschwungrad 6 gedrückt. Daher ist an der radial innen gelegenen Seite des im Wesentlichen hohlzylindrischen Bereichs des Primärschwungrads 6 eine Gleitschale 9 angeordnet, welche den Verschleiß zwischen den Bogenfedern und dem Primärschwungrad 6 verringern.
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Die Bogenfedern 7 stützen sich mit einem Federende jeweils an der Primärseite 2 ab, beispielsweise an hier nicht dargestellten Nasen, die in die von dem Primärschwungrad 6 und dem Primärmassendeckel 5 umschlossene Bogenfederaufnahme 8 ragen. Mit dem jeweils anderen Federende stützen sich die Bogenfedern 7 an Flanschflügeln 11 eines Bogenfederflansches 10 ab. Die Flanschflügel 11 erstrecken sich radial nach außen und Fassen die Federenden der Bogenfedern 7 ein. Die Federenden der Bogenfedern 7 stützen sich jeweils an dem Primärschwungrad 6 und Primärmassendeckel 5 ab, beispielsweise an ausgestellten Nasen des Primärmassendeckels 5. Der Bogenfederflansch 10 ist mit einer Abtriebsnabe 12 mittels Nieten 13 einer der Hauptvernietung verbunden. Die Abtriebsnabe 12 kann mit im Momentenfluss des Antriebsstranges dem Zweimassenschwungrad 1 nachgeordneten Komponenten wie eine Kupplung mittels einer Steckverzahnung 14 am Innenumfang der Abtriebsnabe gekoppelt werden.
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Die Primärseite 2 wird in Einbaulage zur Übertragung eines Drehmoments mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit Kurbelwellenschrauben 19, die durch Bohrungen 15 ragen, mit der nicht dargestellten Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verschraubt. Die Kurbelwellenschrauben 19 sind selbst nicht Teil des Zweimassenschwungrades 1 und sind nur zum leichteren Verständnis dargestellt.
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Mit den Kurbelwellenschrauben ist eine im Querschnitt L-förmige Deckscheibe 16 an der Primärseite 2 befestigt. Die Deckscheibe 16 umfasst eine Montagescheibe 17 und einen Außenring 18. Der Außenring 18 trägt an seiner Außenseite einen Reibring 20, der in axialer Richtung zwischen dem Primärschwungrad 6 und dem Bogenfederflansch 9 angeordnet ist. Der Reibring 20 bildet eine kupplungsseitige Dichtung für die Bogenfederaufnahme 8.
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An dem Bogenfederflansch 10 ist eine Tellerfedermembran 21 angeordnet. Diese ist zwischen dem Bogenfederflansch 10 und der Abtriebsnabe 12 eingeklemmt und mit diesen zusammen vernietet. Eine Kontaktfläche der Tellerfedermembran 21 ist mit einem Membranring 22, der an dem Primärmassendeckel 5 angeordnet ist, in gleitendem Kontakt. Die Tellerfedermembran 21 ist so in axialer Richtung vorgespannt, dass die Kontaktfläche auf den Membranring 22 gedrückt wird. Die Tellerfedermembran 21 bildet mit dem Membranring 22 einerseits eine kupplungsseitige Dichtung der Bogenfederaufnahme 8 und andererseits ein Reibungselement für trockene und/oder viskose Reibung zwischen der Primärseite 2 und der Sekundärseite 3.
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An dem Bogenfederflansch 10 ist radial unterhalb der Bogenfeder(n) 7 eine Zusatzmasse 23 als Mittel zur Erhöhung des Massenträgheitsmomentes angeordnet. Die Zusatzmasse 23 umfasst in gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Zusatzteilmassen 24, 25, die beiderseits des Bogenfederflansches 10 angeordnet sind, eine schwungradseitige Zusatzteilmasse 24 und eine deckelseitige Zusatzteilmasse 25. Diese sind jeweils ringförmig als Massering ausgebildet und mit dem Bogenfederflansch 10 verschweißt, verschraubt oder vernietet. Zusätzlich können Mittel zur Zentrierung bei der Montage und/oder im Betrieb zwischen dem Bogenfederflansch 10 und den Zusatzteilmassen 24, 25 angeordnet sein, beispielsweise Zentrierstifte, ausgestellte Bereiche oder Warzen in dem Bogenfederflansch 10 in Verbindung mit Bohrungen in den Zusatzteilmassen 24, 25 oder dergleichen. Die Zusatzteilmassen 24, 25 können aus einzelnen Segmenten bestehen, die zu jeweils einem geschlossenen Ring zusammengesetzt sind oder können bereichsweise Lücken in Umfangsrichtung aufweisen, um so die Masse und das Massenträgheitsmoment der Sekundärseite anpassen zu können.
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Am Außenumfang des Primärschwungrades 6 ist ein Anlasserzahnkranz angeschweißt oder aufgeschrumpft. Die Abtriebsnabe 12 weist Montagebohrungen 27 auf, durch die die Kurbelwellenschrauben 19 zur Montage zugänglich sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zweimassenschwungrad
- 2
- Primärseite
- 3
- Sekundärseite
- 4
- Bogenfederanordnung
- 5
- Primärmassendeckel
- 6
- Primärschwungrad
- 7
- Bogenfeder
- 8
- Bogenfederaufnahme
- 9
- Gleitschale
- 10
- Bogenfederflansch
- 11
- Flanschflügeln
- 12
- Abtriebsnabe
- 13
- Niet der Hauptvernietung
- 14
- Steckverzahnung
- 15
- Kurbelwellenbohrungen
- 16
- Deckscheibe
- 17
- Montagescheibe
- 18
- Außenring
- 19
- Kurbelwellenschrauben
- 20
- Reibring
- 21
- Tellerfedermembran
- 22
- Membranring
- 23
- Zusatzmasse
- 24, 25
- Zusatzteilmasse
- 26
- Anlasserzahnkranz
- 27
- Montagebohrung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4117582 A1 [0002]
- DE 102004011830 A1 [0003]
