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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schwungrad für einen Verbrennungsmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, und ein Verfahren zur Herstellung des Schwungrads.
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STAND DER TECHNIK
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Schwungräder in Verbrennungsmotoren speichern durch Zündimpulse von Kolben erzeugte Energie und übertragen diese an die Welle, so dass sie weiterhin mit dem nächsten Kolbenhub ruhig dreht. Es gibt zwei Typen von Schwungrädern, wobei es sich bei dem einen um Zweimassen-Schwungräder und bei dem anderen um Einmassen-Schwungräder handelt. Einmassen-Schwungräder ermöglichen ein schnelleres Hochdrehen des Motors und eignen sich für Bedingungen mit häufigen Motordrehzahländerungen und Schaltvorgängen, während Zweimassen-Schwungräder durch Motorvibrationen erzeugte schädliche Torsionspitzen besser dämpfen.
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Am Schwungrad befinden sich mehrere Indikatoren zur Bestimmung der Position der Motorkolben am Motorblock. Die Indikatoren werden von einem Sensor erfasst, der einem elektronischen Fahrzeugsteuergerät Daten liefert. In dem elektronischen Steuergerät werden von dem Sensor gelieferte Daten den Positionen der Kolben zugeordnet.
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Im Allgemeinen werden die Indikatoren mit Wälzfräsmaschinen zahnförmig an der Außenumfangsfläche am Schwungrad ausgebildet. In der
EP1834111 B1 ist ein Schwungrad mit an der Umfangsfläche ausgebildeten Zähnen zu sehen. Es gibt zahlreiche Nachteile beim Wälzfräsen in einem derartigen Prozess. Wälzfräsmaschinen sind teure Werkzeuge, so dass die Erstinvestition für ein derartiges Verfahren sehr hoch ist. Außerdem müssen einige der Zähne breiter sein als andere, um mehr Erfassungszeiten zu bieten. Für eine derartige Formgestaltung benötigt das Schwungrad einen zweiten Prozess, da Wälzfräsmaschinen lediglich identische Zähne herstellen können.
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Ein weiterer bekannter Indikatortyp wird an einem verlängerten Ende von Federabdeckungen oder an sich radial erstreckenden Teilen des Schwungrads ausgebildet. Bei diesem Typ werden die Abdeckungen größer ausgebildet als üblich, und durch Stanzen werden Aussparungen am Außendurchmesser der Federabdeckung ausgebildet. Anschließend werden die Abschnitte zwischen den Aussparungen zur Außenumfangsfläche des Schwungrads gebogen. Dieser Schwungradtyp erfordert sehr komplexe Stanz- und Biegeprozesse.
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Die
WO9636803A1 offenbart ein Verfahren zur Erkennung der Zylinderphase bei der inneren Verbrennung. Bei diesem Verfahren wird anstelle der Ausbildung einer gezahnten Außenumfangsfläche ein Zahnkranz fest und koaxial am Schwungrad angebracht. Ein Sensor ist zur Erfassung der Zähne des Zahnkranzes angeordnet. Die Herstellung von zahnradförmigen Teilen verursacht aufgrund der unbrauchbaren Teile, die nach dem Stanzen von Plattenmaterial entstehen, hohe Kosten. Das Verbinden von Teilen an der Ober- und Unterseite des Schwungrads ist auch aufgrund der Welle, die durch die Mitte des Schwungrads verläuft, ein sehr schwieriger Vorgang.
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Die oben genannten Probleme haben daher Verbesserungen am Stand der Technik notwendig gemacht.
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GEGENSTAND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die oben genannten Probleme zu beseitigen und technische Verbesserungen am Stand der Technik zu schaffen.
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Das Hauptziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Schwungrads mit Indikatoren, die besser realisierbar und einfacher herzustellen und zu montieren ist.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Taktgeberrings, der sich selbst auf das Schwungrad zentrieren kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung nach dem obigen Verfahren und die sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ergibt, ist ein Trägheitsschwungrad mit einer Drehachse, die an einem Ende der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors von Fahrzeugen befestigt werden kann, das mindestens eine ringförmige Masse für Trägheit bei der Drehung aufweist. Dementsprechend umfasst die vorliegende Erfindung einen Taktgeberring, der einen Indikator zur Bestimmung der Position des Schwungrads und des Kolbens des Verbrennungsmotors aufweist, wobei der Taktgeberring die Form eines Bands hat und zur Anordnung an der Außenumfangsfläche der ringförmigen Masse gebogen ist.
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So wird ein Taktgeberring bereitgestellt, der viel kostengünstiger hergestellt werden kann und außerdem die Montage erleichtert. Außerdem verändert der Taktgeberring die axiale Länge des Schwungrads nicht, verursacht aber auch keine wesentliche Vergrößerung des Durchmessers.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Enden des Taktgeberrings fest miteinander verbunden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Enden des Taktgeberrings miteinander verschweißt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst mindestens ein Verriegelungsmittel und eine Verriegelungsvertiefung, wobei eines dieser Elemente am Taktgeberring ausgebildet ist, wobei eine Verriegelungsvertiefung so vorgesehen ist, dass das Verriegelungsmittel darin angeordnet ist, so dass ein Öffnen des bandförmigen Taktgeberrings verhindert wird.
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Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Enden des bandförmig ausgebildeten Taktgeberrings zu verbinden. Darüber hinaus wurde neben der Montage auch für die Demontage eine große Bequemlichkeit und die Fähigkeit einer Selbstzentrierung für den Taktgeberring zur Verfügung gestellt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verriegelungsmittel am Taktgeberring ausgebildet.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Verriegelungsvertiefung am Taktgeberring ausgebildet.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind sowohl das Verriegelungsmittel als auch die Verriegelungsvertiefung am Taktgeberring ausgebildet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst mindestens zwei Verriegelungsmittel oder zwei Verriegelungsvertiefungen, die an den Enden des Taktgeberrings vorgesehen sind.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst mindestens zwei Verriegelungsmittel, die an den Enden des Taktgeberrings vorgesehen sind.
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Eine alternative Ausführungsform der Erfindung umfasst mindestens zwei Verriegelungsvertiefungen, die an den Enden des Taktgeberrings vorgesehen sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei Verriegelungsmittel zur Anordnung in einer Verriegelungsvertiefung ausgebildet.
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Dadurch wird die Anzahl der erforderlichen Verriegelungsvertiefungen verringert und dementsprechend der Herstellungsprozess für die Verriegelungsvertiefungen stark verkürzt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verriegelungsmittel ein Vorsprung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Vorsprung am Taktgeberring ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Vorsprung radial.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Vorsprung axial.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Verriegelungsmittel einen gebogenen Teil auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Verriegelungsmittel einen gebogenen Teil auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der gebogene Teil durch Stanzen oder Biegen hergestellt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verriegelungsmittel oder die Verriegelungsvertiefung an der ringförmigen Masse ausgebildet, oder die Verriegelungsvertiefung ist an einem umfangsmäßig an der ringförmigen Masse vorgesehenen Anlasserzahnkranz ausgebildet, und das andere Element ist am Taktgeberring ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verriegelungsvertiefung an der ringförmigen Masse ausgebildet.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Verriegelungsmittel an der ringförmigen Masse ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verriegelungsvertiefung in einem Anlasserzahnkranz ausgebildet, der umfangsmäßig an der ringförmigen Masse vorgesehen ist.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Verriegelungsmittel in einem Anlasserzahnkranz ausgebildet, der umfangsmäßig an der ringförmigen Masse vorgesehen ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst zwei ringförmige Massen, die über Dämpfungsmittel elastisch miteinander verbunden sind, und eine sich radial erstreckende Platte, die sich zwischen den ringförmigen Massen erstreckt, wobei das Verriegelungsmittel oder die Verriegelungsvertiefung an der sich radial erstreckenden Platte ausgebildet ist und die sich radial erstreckende Platte ein Umfangsteil der Abdeckung der Dämpfungsmittel ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verriegelungsvertiefung an der sich radial erstreckenden Platte ausgebildet.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Verriegelungsmittel an der sich radial erstreckenden Platte ausgebildet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst mindestens einen sich axial erstreckenden, umlaufenden Ringspalt zur Anordnung des Taktgeberrings.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der umlaufende Ringspalt an der ringförmigen Masse oder an dem umfangsmäßig an der ringförmigen Masse vorgesehenen Anlasserzahnkranz und/oder an dem Umfangsteil der Abdeckung, der eine sich radial erstreckende Platte ist und sich zwischen den ringförmigen Massen erstreckt, oder mindestens auf zwei von diesen Elementen ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Indikatoren Aussparungen und/oder Abschnitte zwischen Aussparungen, die an dem bandförmigen Taktgeberring ausgebildet sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine der Aussparungen breiter als andere.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Taktgeberring aus Blech hergestellt.
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Die vorliegende Erfindung nach dem obigen Verfahren, die sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ergibt, ist ein System zur Bestimmung der Position eines Trägheitsschwungrads und eines Kolbens eines Verbrennungsmotors. Dementsprechend umfasst die vorliegende Erfindung ein Trägheitsschwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder einer der in der detaillierten Beschreibung offenbarten Ausführungsformen, ein elektronisches Steuergerät mit Daten, die Indikatoren und die Position des Kolbens des Verbrennungsmotors zueinander paarweise verknüpft, und einen Sensor zur Erfassung von Indikatoren am Taktgeberring.
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Die vorliegende Erfindung nach dem obigen Verfahren, die sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ergibt, ist ein Verfahren zur Herstellung eines Trägheitsschwungrads, das an einem Ende der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors von Fahrzeugen befestigt werden kann. Dementsprechend umfasst die vorliegende Erfindung die folgenden Schritte: Schneiden von Plattenmaterial in Form von Bändern und Ausbilden von Indikatoren auf dem Band, so dass ein Taktgeberring gebildet wird, Anordnen des Taktgeberrings an der Außenumfangsfläche der ringförmigen Masse.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt, bei dem die Enden des Taktgeberrings fest miteinander verbunden werden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt, bei dem die Enden des Taktgeberrings miteinander verschweißt werden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst Schritte, bei denen mindestens ein Verriegelungsmittel am Taktgeberring ausgebildet wird, mindestens ein Verriegelungsmittel und eine Verriegelungsvertiefung ausgebildet werden und eines von diesen Elementen am Taktgeberring ausgebildet wird, das mindestens eine Verriegelungsmittel in der mindestens einen Verriegelungsvertiefung angeordnet wird, so dass das Öffnen des bandförmigen Taktgeberrings verhindert wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Verriegelungsmittel am Taktgeberring ausgebildet.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird die Verriegelungsvertiefung am Taktgeberring ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden mindestens zwei Verriegelungsmittel oder zwei Verriegelungsvertiefungen ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden mindestens zwei Verriegelungsmittel oder zwei Verriegelungsvertiefungen an den Enden des Taktgeberrings ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden mindestens zwei Verriegelungsmittel an den Enden des Taktgeberrings ausgebildet.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung werden mindestens zwei Verriegelungsvertiefungen an den Enden des Taktgeberrings ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Verriegelungsmittel an den Enden des Taktgeberrings ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden mindestens zwei Verriegelungsmittel in einer Verriegelungsvertiefung angeordnet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt, bei dem ein weiteres Verriegelungsmittel und eine weitere Verriegelungsvertiefung ausgebildet werden und das Verriegelungsmittel in der Verriegelungsvertiefung angeordnet wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt, bei dem das Verriegelungsmittel in Form eines Vorsprungs ausgebildet wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt, bei dem das Verriegelungsmittel in Form eines Vorsprungs am Taktgeberring ausgebildet wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt, bei dem der Vorsprung so ausgebildet wird, dass er sich in axialer Richtung erstreckt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt, bei dem ein gebogener Teil am Verriegelungsmittel ausgebildet wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt, bei dem die Verriegelungsvertiefung an der ringförmigen Masse ausgebildet wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt, bei dem ein umfangsmäßig an der ringförmigen Masse vorgesehener Anlasserzahnkranz bereitgestellt und die Verriegelungsvertiefung am Anlasserzahnkranz ausgebildet wird.
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Eine alternative Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt, bei dem ein umfangsmäßig an der ringförmigen Masse vorgesehener Anlasserzahnkranz bereitgestellt und das Verriegelungsmittel am Anlasserzahnkranz ausgebildet wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst Schritte, bei denen zwei ringförmige Massen bereitgestellt werden, die über Dämpfungsmittel elastisch miteinander verbunden sind, und eine sich radial erstreckende Platte bereitgestellt wird, die sich zwischen den ringförmigen Massen erstreckt, und die Verriegelungsvertiefung an der sich radial erstreckenden Platte ausgebildet wird, wobei die sich radial erstreckende Platte ein Umfangsteil der Abdeckung der Dämpfungsmittel ist.
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Eine alternative Ausführungsform der Erfindung umfasst Schritte, bei denen zwei ringförmige Massen bereitgestellt werden, die über Dämpfungsmittel elastisch miteinander verbunden sind, und eine sich radial erstreckende Platte bereitgestellt wird, die sich zwischen den ringförmigen Massen erstreckt, und das Verriegelungsmittel an der sich radial erstreckenden Platte ausgebildet wird, wobei die sich radial erstreckende Platte ein Umfangsteil der Abdeckung der Dämpfungsmittel ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt, bei dem mindestens ein sich axial erstreckender umlaufender Ringspalt zur Anordnung des Taktgeberrings ausgebildet wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der umlaufende Ringspalt an der ringförmigen Masse ausgebildet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt, bei dem ein umfangsmäßig an der ringförmigen Masse vorgesehener Anlasserzahnkranz bereitgestellt wird und der umlaufende Ringspalt am Anlasserzahnkranz ausgebildet wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst Schritte, bei denen zwei ringförmige Massen bereitgestellt werden, die über Dämpfungsmittel elastisch miteinander verbunden sind, und eine sich radial erstreckende Platte bereitgestellt wird, die sich zwischen den ringförmigen Massen erstreckt, und der umlaufende Ringspalt an der sich radial erstreckenden Platte ausgebildet wird, wobei die sich radial erstreckende Platte ein Umfangsteil der Abdeckung der Dämpfungsmittel ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Indikatoren als Aussparungen und/oder Abschnitte zwischen den Aussparungen ausgebildet, die an dem bandförmigen Taktgeberring ausgebildet werden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt zur Ausbildung der Indikatoren durch Stanzen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst einen Schritt zur Ausbildung der Aussparung, die breiter ist als andere.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Taktgeberring aus Blech.
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Figurenliste
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- 1 veranschaulicht eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die als Einmassen-Schwungrad eingerichtet ist.
- 1.A veranschaulicht eine Draufsicht von 1.
- 1.B veranschaulicht eine Querschnittansicht von 1.
- 2 veranschaulicht eine Draufsicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die als Zweimassen-Schwungrad eingerichtet ist.
- 2.A veranschaulicht eine Querschnittansicht von 2.
- 3 veranschaulicht eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform des Taktgeberrings.
- 4 veranschaulicht eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform mit einer Verriegelungsanordnung.
- 4.A veranschaulicht eine Detailansicht der Verriegelungsanordnung von 4.
- 4. B veranschaulicht eine Detailansicht einer alternativen Ausführungsform der Verriegelungsanordnung von 4.
- 4.C veranschaulicht eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform mit einer alternativen Verriegelungsanordnung.
- 4.D veranschaulicht eine Detailansicht der Verriegelungsanordnung von 4.C.
- 4.E veranschaulicht eine isometrische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Taktgeberrings.
- 4.F veranschaulicht eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Taktgeberrings.
- 4.G veranschaulicht eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform mit einer weiteren alternativen Verriegelungsanordnung.
- 4.H veranschaulicht eine Detailansicht der Verriegelungsanordnung von 4.G.
- 5 veranschaulicht eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform mit einer weiteren alternativen Verriegelungsanordnung.
- 5.A veranschaulicht eine Detailansicht der Verriegelungsanordnung von 5.
- 5.B veranschaulicht eine Detailansicht des Taktgeberrings von 5.
- 6 veranschaulicht eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform mit einer weiteren alternativen Verriegelungsanordnung.
- 6.A veranschaulicht eine Detailansicht der Verriegelungsanordnung von 6.
- 6.B veranschaulicht eine Detailansicht des Taktgeberrings von 6.
- 7 veranschaulicht eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform mit einer weiteren alternativen Verriegelungsanordnung.
- 7.A veranschaulicht eine Detailansicht der Verriegelungsanordnung von 7.
- 7.B veranschaulicht eine Detailansicht des Taktgeberrings von 7.
- 8 veranschaulicht eine schematische Ansicht eines Systems zur Bestimmung der Position eines Trägheitsschwungrads und eines Kolbens.
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Die beigefügten Zeichnungen sind lediglich zur Veranschaulichung eines Schwungrads und eines dazugehörigen Herstellungsverfahrens gegeben, deren Vorteile gegenüber dem Stand der Technik oben hervorgehoben wurden und nachfolgend kurz erläutert werden. Die Zeichnungen sollen weder den in den Ansprüchen angegebenen Schutzumfang beschränken noch sollen sie allein zur Interpretation des in den Ansprüchen angegebenen Bereichs ohne Rückgriff auf die technische Offenbarung in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung herangezogen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Schwungrad
- 2.
- ringförmige Masse
- 3.
- Anlasserzahnkranz
- 4.
- Nabe
- 5.
- Flansch
- 6.
- Außenumfangsfläche
- 7.
- umlaufender Ringspalt
- 8.
- Abdeckung
- 10.
- Taktgeberring
- 11.
- Indikator
- 12.
- Enden
- 20.
- Verriegelungsmittel
- 21.
- Seitenfläche
- 22.
- Vorderfläche
- 23.
- Stirnfläche
- 24.
- gebogener Teil
- 30.
- Verriegelungsvertiefung
- 100.
- System
- C.
- Kurbelwelle
- D.
- Dämpfungsmittel
- E.
- Motor
- P.
- Kolben
- S.
- Sensor
- EC.
- elektronisches Steuergerät
- R.
- Achse
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In dieser ausführlichen Beschreibung sind zur weiteren Beschreibung des Erfindungsgegenstands ein Schwungrad (1) und ein dazugehöriges Herstellungsverfahrens gemäß der Erfindung mit nicht einschränkenden Beispielen veranschaulicht worden.
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Die Erfindung betrifft ein Schwungrad (1) für einen Verbrennungsmotor (E), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, und ein Verfahren zur Herstellung des Schwungrads (1). Das Schwungrad (1) weist insbesondere einen Taktgeberring mit einem Indikator (11) zur Bestimmung der Position des Schwungrads (1) und des Kolbens (P) des Verbrennungsmotors (E) auf.
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Der Taktgeberring (10) der vorliegenden Erfindung ist sowohl bei einem Einmassen- als auch bei einem Zweimassen-Schwungrad (1) anwendbar. Bei beiden Anwendungen ist der Taktgeberring (10) an der Außenumfangsfläche (6) der ringförmigen Masse (2) angeordnet. Alle Ausführungsformen in der vorliegenden Anmeldung sind als für beide Typen anwendbar zu interpretieren, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.
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Das Schwungrad (1) weist mindestens eine ringförmige Masse (2) auf. Es kann auch ein Anlasserzahnkranz (3) aufweisen, der umfangsmäßig an der ringförmigen Masse (2) und/oder an der Abdeckung (8) für Dämpfungsmittel (D) vorgesehen ist.
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Mit Bezug auf die 1 und 1.A ist das Schwungrad (1) so ausgebildet, dass es um die Achse (R), die eine Nabe (4) zentriert, in Drehrichtung drehbar ist. Das Schwungrad (1) ist kreisförmig. Am Außenumfang des Schwungrads (1) ist ein Anlasserzahnkranz (3) angebracht. Das Schwungrad in den 1-1.B ist ein Einmassen-Schwungrad und umfasst eine ringförmige Masse (2).
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Mit Bezug auf die 2 und 2.A kann das Schwungrad (1) ein Zweimassen-Schwungrad sind. Das Zweimassen-Schwungrad (1) ist so ausgebildet, dass es um eine Drehachse (R), die eine Nabe (4) zentriert, in Drehrichtung (RD) drehbar ist. Das Zweimassen-Schwungrad (1) ist kreisförmig. Ein Anlasserzahnkranz (3) ist am Außenumfang des Schwungrads (1) angebracht.
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Das Zweimassen-Schwungrad (1) umfasst zwei ringförmige Massen (2), bei denen es sich um eine primäre und eine sekundäre ringförmige Masse (2) handelt. Gemäß 2.A ist die primäre ringförmige Masse (2) untere ringförmige Masse (2), und die sekundäre ringförmige Masse ist die obere ringförmige Masse (2).
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Die ringförmigen Massen (2) sind über Dämpfungsmittel (D) elastisch miteinander verbunden. Die Dämpfungsmittel (D) können Federn sein, die umfangsmäßig zwischen den ringförmigen Massen (2) positioniert sind. Die ringförmigen Massen (2) sind koaxial angeordnet.
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Ein sich radial erstreckender Flansch (5) ist zwischen den ringförmigen Massen (2) des Schwungrads angeordnet und mit einer davon vernietet. Der Flansch (5) ist scheibenförmig. Ein umfangsmäßig am Flansch (5) angeordneter zahnähnlicher Teil erstreckt sich zwischen den Dämpfungsmitteln (60).
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Eine Abdeckung (8) ist an dem Zweimassen-Schwungrad (1) angeordnet ist. Die Abdeckung (8) ist eine sich radial erstreckende Platte und bildet zusammen mit einer der ringförmigen Massen (2) eine Aufnahme für die Dämpfungsmittel (D). Das Ende der Abdeckung kann für die Dämpfungsmittel (D) bogenförmig vorgesehen sein.
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Der Taktgeberring (10) ist an der Außenumfangsfläche (6) des Schwungrads (1) angeordnet und ist wie in 3 gezeigt bandförmig.
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Mit Bezug auf 3 ist der Taktgeberring (10) vorzugsweise einstückig ausgebildet. Darüber hinaus kann der Taktgeberring (10) mehrere Bandteile umfassen, die miteinander verbunden sind, so dass sie einen einstückigen Aufbau bilden.
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Der Taktgeberring (10) wird durch Biegen von bandförmigem Material gebildet. Das Biegen kann vor oder nach dem Anordnen des Taktgeberrings (10) am Schwungrad (1) vorgesehen sein.
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Der Taktgeberring (10) besteht vorzugsweise aus Metall. Es ist jedoch klar, dass er aus Kunststoff, Metalllegierungen oder aus ähnlichen geeigneten Materialien bestehen kann.
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Die Indikatoren (11) sind am Taktgeberring (10) ausgebildet. Bei den Indikatoren (1) handelt es sich vorzugsweise um Aussparungen oder um Abschnitte zwischen Aussparungen. Die Indikatoren (11) sollen von einem Sensor (S) erfasst werden, so dass sowohl die Aussparungen als auch die Abschnitte zwischen den Aussparungen von dem Sensor (S) als Indikatoren (11) interpretiert werden können.
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Außerdem können die Indikatoren (11) als Vertiefungen oder Vorsprünge oder als Formen mit einer beliebigen Geometrie ausgebildet sein, die von Sensoren (S), wie etwa von Anwesenheits- oder Näherungssensoren (S) erfasst werden können.
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In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist einer oder sind mehrere der Indikatoren (11) so ausgebildet, dass sie länger als andere von dem Sensor (S) erfasst werden. Wenn die Indikatoren (11) Aussparungen sind, ist beispielsweise eine von ihnen breiter als andere.
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Die Enden des bandförmigen Taktgeberrings (10) können miteinander verbunden sein. Die Enden (12) können beispielsweise miteinander verschweißt sein.
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Die Enden (12) können vor oder nach dem Anordnen des Taktgeberrings (10) am Schwungrad (1) fest miteinander verbunden werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind ein Verriegelungsmittel (20) und eine Verriegelungsvertiefung (30) so vorgesehen, dass das Verriegelungsmittel (20) darin so angeordnet ist, dass das Öffnen des bandförmigen Taktgeberrings (10) verhindert wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Schwungrad (1) eine Verriegelungsvertiefung (30) auf, und der Taktgeberring (10) weist ein Verriegelungsmittel (20) auf, das in der Verriegelungsvertiefung (30) anzuordnen ist.
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Alternativ kann die Verriegelungsvertiefung (30) am Taktgeberring (10) und das Verriegelungsmittel (20) am Schwungrad (1) ausgebildet sein. Das Verriegelungsmittel und die Verriegelungsvertiefung (20, 30) können auch dann verwendet werden, wenn die Enden (12) des Schwungrads fest miteinander verbunden sind. Die Hauptfunktion des Verriegelungsmittels und der Verriegelungsvertiefung (20, 30) besteht jedoch darin, eine derartige Verbindungsanforderung für die Enden (12) des Taktgeberrings (10) zu elimieren.
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Der bandförmige Taktgeberring (10) neigt dazu, sich zu öffnen. Genauer gesagt, neigt er dazu, nach dem Biegen die erste Bandform erneut anzunehmen, wenn die Enden (12) nicht fest miteinander verbunden sind. Um diese Entwicklung zu verhindern, wird das Verriegelungsmittel (20) in der Verriegelungsvertiefung (30) angeordnet, wodurch die Verriegelungsvertiefung (30) die Bewegung des Verriegelungsmittels (20) und somit des Taktgeberrings begrenzt oder vollständig blockiert. Darüber hinaus bieten das Verriegelungsmittel und die Verriegelungsvertiefung (20, 30) und die Neigung des Taktgeberrings (10), sich zu öffnen, eine Selbstzentrierung des Taktgeberrings (10).
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Der Taktgeberring (10) weist mindestens eine, vorzugsweise mindestens zwei Verriegelungsmittel oder -vertiefungen (20, 30) auf.
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Jedes Verriegelungsmittel (20) kann zur Anordnung in einer Verriegelungsvertiefung (30) ausgebildet sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei, vorzugsweise zwei Verriegelungsmittel (20) für die Anordnung in einer Verriegelungsvertiefung (30) ausgebildet. Somit wird die Verriegelungsfunktion des Taktgeberrings (10) nur durch eine Verriegelungsvertiefung (30) gewährleistet, so dass das Verfahren zur Herstellung des Schwungrads (1) einfacher und die Bildung einer Vertiefung verhindert wird.
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Das Verriegelungsmittel oder die Verriegelungsvertiefung (20, 30) können an den Enden (12) des Taktgeberrings (10) ausgebildet sein. Darüber hinaus können das Verriegelungsmittel oder die Verriegelungsvertiefung (20, 30) zu den Enden (12) beabstandet oder am Indikator oder an den aussparungsförmigen Indikatoren (11) ausgebildet sein.
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Die Verriegelungsvertiefungen (30) sind vorzugsweise an der ringförmigen Masse (2) und/oder an einem Anlasserzahnkranz (3) ausgebildet. Wenn es sich bei dem Schwungrad (1) um ein Zweimassen-Schwungrad handelt, können die Verriegelungsvertiefungen (30) an der Abdeckung (8) für Dämpfungsmittel (D) ausgebildet sein, wobei dies nicht bedeutet, dass die Verriegelungsvertiefungen (30) des Zweimassen-Schwungrads (1) nur an der Abdeckung (8) vorgesehen sind. Es ist möglich, die Verriegelungsvertiefungen (30) an der ringförmigen Masse (2) und/oder am Anlasserzahnkranz (3) des Zweimassen-Schwungrads (1) auszubilden.
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Mit Bezug auf die 4 und 4.A ist die Verriegelungsvertiefung (30) an der ringförmigen Masse (2) des Schwungrads (1) ausgebildet, und der Taktgeberring (10) weist zwei Verriegelungsmittel (20) auf, die zur Anordnung in ein und derselben Verriegelungsvertiefung (30) ausgebildet sind, wenn der bandförmige Taktgeberring (10) in eine Ringform gebogen ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Verriegelungsmittel (20) an den Enden (12) des Taktgeberrings (10) ausgebildet. Die Verriegelungsvertiefung (30) ist so ausgebildet, dass sie sich radial erstreckt.
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Darüber hinaus kann die Verriegelungsvertiefung (30) als Loch ausgebildet sein, so dass eine Aufnahme für das Verriegelungsmittel (20) bereitgestellt wird.
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Wie in 4.B zu sehen ist, ist die Verriegelungsvertiefung (30) am Anlasserzahnkranz (3) ausgebildet, der umfangsmäßig an der ringförmigen Masse (2) vorgesehen ist. Bis auf diesen Unterschied entspricht der Rest der Ausführungsform der in 4.A gezeigten Ausführungsform.
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Mit Bezug auf die 4.C und 4.D handelt es sich bei dem Schwungrad (1) insbesondere um ein Zweimassen-Schwungrad mit zwei ringförmigen Massen (2), wobei das Dämpfungsmittel (D) die ringförmigen Massen (2) elastisch miteinander verbindet. Die Abdeckung (8) ist so vorgesehen, dass sie sich radial zwischen den ringförmigen Massen (2) erstreckt. Die Verriegelungsvertiefung (30) ist an dem sich radial erstreckenden Teil der Abdeckung (8) ausgebildet.
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In 4.E ist eine der bevorzugten Ausführungsformen des Taktgeberrings (10) gezeigt. In dieser Ausführungsform hat das Verriegelungsmittel (20) des Taktgeberrings (10) die Form eines Vorsprungs, vorzugsweise eines sich radial erstreckenden Vorsprungs. Das vorsprungförmige Verriegelungsmittel (20) kann auch so ausgebildet sein, dass es sich axial erstreckt oder sowohl radial als auch axial erstreckt, wie in den 4.H und 5.B zu sehen ist.
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Mit Bezug auf 4F ist die Verriegelungsvertiefung (30) am Taktgeberring (10) ausgebildet. Das entsprechende Verriegelungsmittel (20) kann an der ringförmigen Masse (2) und/oder am Anlasserzahnkranz (3) ausgebildet sein. Wenn es sich bei dem Schwungrad (1) um ein Zweimassen-Schwungrad handelt, können die Verriegelungsvertiefungen (30) an der Abdeckung (8) für Dämpfungsmittel (D) ausgebildet sein, wobei dies aber nicht bedeutet, dass die Verriegelungsvertiefungen (30) des Zweimassen-Schwungrads (1) nur an der Abdeckung (8) vorgesehen sind.
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Anstelle der Form in 4.F kann die Verriegelungsvertiefung (30) am Taktgeberring (1) die Form einer Aufnahme für das Verriegelungsmittel (20) haben, die dessen Bewegung in radialer Richtung begrenzen kann.
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Alternativ weist der Taktgeberring (10) sowohl das Verriegelungsmittel als auch die Verriegelungsvertiefung (20, 30) auf. Dementsprechend weist auch die ringförmige Masse (2), der Anlasserzahnkranz (3) oder die Abdeckung (8) sowohl das Verriegelungsmittel als auch die Verriegelungsvertiefung (20, 30) auf. Darüber hinaus weist die ringförmige Masse (2), der Anlasserzahnkranz (3) oder die Abdeckung (8) das Verriegelungsmittel (20) auf, und ein anderes dieser Elemente weist die Verriegelungsvertiefung (30) auf.
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Mit Bezug auf 4.G und 4.H kann die Erfindung ein weiteres Verriegelungsmittel (20) und eine weitere Verriegelungsvertiefung (30) für das Verriegelungsmittel (20) aufweisen. Dieses Verriegelungsmittel und diese Verriegelungsvertiefung (20, 30), die zusätzlich zu den anderen ausgebildet sind, sind in den 1-4.F und in den 5-7. B gezeigt. Das zusätzliche Verriegelungsmittel (20) ist am Taktgeberring (10) und die Verriegelungsvertiefung (30) am Schwungrad (1) oder umgekehrt ausgebildet.
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Das zusätzliche Verriegelungsmittel (20) erstreckt sich vorzugsweise axial und/oder radial. Die Verriegelungsvertiefung (30) ist an der Abdeckung (80) ausgebildet. Es ist auch möglich, sie an der ringförmigen Masse (2) oder am Anlasserzahnkranz (3) auszubilden.
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Mit Bezug auf die 5-5.B weist das Schwungrad (1) zwei Verriegelungsvertiefungen (30) und zwei Verriegelungsmittel (20) für die Verriegelungsvertiefung (30) auf. Die Verriegelungsvertiefungen (30) sind an der ringförmigen Masse (2) ausgebildet, und das Verriegelungsmittel (20) ist von den Enden (12) des Taktgeberrings (10) entfernt ausgebildet. Darüber hinaus sind die Verriegelungsmittel (20) an den Indikatoren (11) in Form von Aussparungen ausgebildet.
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In 5.B sind die Verriegelungsmittel (20) Vorsprünge mit einem gebogenen Teil (24). Der gebogene Teil (24) ist so ausgebildet, dass sich die Vorsprünge zur Verriegelungsvertiefung (30) erstrecken. Ein gebogener Teil (24) kann für alle weiteren angegebenen Ausführungsformen vorgesehen sein.
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Die Vorsprünge erstrecken sich radial, und der gebogene Teil (24) ändert die Erstreckungsrichtung in eine axiale Richtung. Die Vorderseiten (22) sind in radialer Richtung ausgerichtet.
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Mit Bezug auf die 6-6.B weist das Schwungrad (1) zwei Verriegelungsvertiefungen (30) und ein Verriegelungsmittel (20) für die Verriegelungsvertiefung (30) auf. Die Verriegelungsvertiefungen (30) sind am Anlasserzahnkranz (3) ausgebildet, und das Verriegelungsmittel (20) ist an einem der Enden (12) des Taktgeberrings (10) ausgebildet.
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In 6.B sind die Verriegelungsmittel (20) Vorsprünge mit einem gebogenen Teil (24), und die Seitenflächen (21) der Vorsprünge stehen miteinander in Kontakt.
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Die Vorsprünge erstrecken sich axial, und der gebogene Teil (24) ändert die Erstreckungsrichtung in eine radiale Richtung. Die Endflächen (23) sind in radialer Richtung ausgerichtet.
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Mit Bezug auf die 7-7.B weist das Schwungrad (1) zwei Verriegelungsvertiefungen (30) und ein Verriegelungsmittel (20) für die Verriegelungsvertiefung (30) auf. Die Verriegelungsvertiefungen (30) sind an der ringförmigen Masse (2) ausgebildet, und das Verriegelungsmittel (20) ist an einem der Enden (12) des Taktgeberrings (10) ausgebildet.
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Die Verriegelungsmittel (20) sind Vorsprünge mit einem gebogenen Teil (24), und die Seitenflächen (21) der Vorsprünge stehen miteinander in Kontakt. Die Vorsprünge erstrecken sich radial, und der gebogene Teil (24) ändert die Erstreckungsrichtung in eine axiale Richtung.
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Mit Bezug auf die 1.B und 2.A kann das Schwungrad (1) mindestens einen umlaufenden Ringspalt (7) aufweisen. Der umlaufende Ringspalt (7) ist zur Anordnung des Taktgeberrings (10) ausgebildet.
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Der umlaufende Ringspalt (7) ist ein ringförmiger Kanal mit axialer Erstreckung. Der umlaufende Ringspalt (7) kann an der ringförmigen Masse (2) oder an dem Anlasserzahnkranz (3) oder an der Abdeckung (8) oder an zwei von diesen Elemente ausgebildet sein. Der umlaufende Ringspalt (7) begrenzt die Bewegung des Taktgeberrings (10) sowohl in axialer als auch in radialer Richtung.
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Das Schwungrad (1) mit dem oben angegebenen Taktgeberring (10) ist zur Verwendung bei einem System (100) zur Bestimmung der Position eines Schwungrads (1) und eines Kolbens (P) eines Verbrennungsmotors (E) ausgebildet.
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Mit Bezug auf 8 weist der Verbrennungsmotor (E) Kolben (P) auf, die sich bewegen, wenn sich ein Kraftstoff entzündet. Die Position des Kolbens (P) wird durch die Beziehungen zwischen den Indikatoren (11) des Taktgeberrings (10) und dem Sensor (S) und dem elektronischen Steuergerät (EC) bestimmt.
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Die Bewegung des Kolbens (P) treibt die Kurbelwelle (C) so an, dass sie sich längs der Drehachse (R) dreht. Das Schwungrad (1) ist koaxial mit der Kurbelwelle (C) verbunden.
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Ein Sensor (S) ist so angeordnet, dass er direkt dem Taktgeberring (10) des Schwungrads (1) zugewandt ist. Der Sensor (S) ist zur Erfassung der Indikatoren (11) am Taktgeberring ausgebildet. Der Sensor (S) kann ferner zur Übertragung von Daten, die von den Indikatoren (11) erfasst werden, mit dem elektronischen Steuergerät (EC) kommunizieren.
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Bei dem Sensor (S) kann es sich um einen Anwesenheits- oder Näherungssensor handeln.
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Das elektronische Steuergerät (11) enthält Daten, die die Indikatoren (11) und die Position jedes Kolbens (P) des Verbrennungsmotors (E) entsprechend den von dem Sensor (8) gelieferten Daten paarweise verknüpfen.
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Die Herstellung des Schwungrads (1) mit dem oben genannten Taktgeberring (10) umfasst folgende Schritte:
- - Bereitstellen eines Plattenmaterials;
- - Bereitstellen mindestens einer ringförmigen Masse (2) und/oder eines Anlasserzahnkranzes (3) und/oder einer Abdeckung (8).
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Bei dem Plattenmaterial handelt es sich vorzugsweise um Metall. Es ist jedoch klar, dass es auch aus Kunststoff mit oder ohne Metalleinsatz, Metalllegierungen oder ähnlichen geeigneten Materialien bestehen kann.
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Die bereitgestellte Platte wird in Form von Bändern geschnitten. Das Schneiden von Bändern aus Plattenmaterial verursacht keinen Ausschuss und keine unbrauchbaren Teile, so dass die Nutzung des Plattenmaterials maximiert wird und die Kosten des Taktgeberrings gegenüber anderen ähnlichen zahnradförmigen Einstellmitteln reduziert werden.
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Nach dem Ausbilden der Bänder werden die Indikatoren (11) an den Bändern ausgebildet. Die Indikatoren (11) werden vorzugsweise durch Schneiden oder Prägen hergestellt. Im Gegensatz zum Abwälzfräsverfahren erfolgt bei diesem Verfahren die Bildung von Indikatoren (11) die sich voneinander unterscheiden, einfacher und schneller.
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Die Indikatoren (11) können in Form von Aussparungen vorliegen. Die Indikatoren (11) können außerdem als Vertiefung oder Vorsprünge oder als Formen mit einer beliebigen Geometrie ausgebildet sein, die von Sensoren (S), wie etwa von Anwesenheits- oder Näherungssensoren (S) erfasst werden können.
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Nach dem Ausbilden der Indikatoren (11) wird das Band zur Bereitstellung der Ringform gebogen, und die Enden (12) des Taktgeberrings (10) werden fest miteinander verbunden. Das Verbinden erfolgt vorzugsweise in einem Schweißprozess. Anschließend wird der Taktgeberring (10) an der Außenumfangsfläche (6) des Schwungrads (1) angeordnet.
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Sowohl die Biege- als auch die Verbindungsschritte können vor oder nach dem Anordnen des Taktgeberrings (10) an der Außenumfangsfläche (6) des Schwungrads (1) vorgesehen sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Verriegelungsmittel (20) am Taktgeberring (10) ausgebildet, und die Verriegelungsvertiefung (20) wird an der ringförmigen Masse (2) und/oder am Anlasserzahnkranz (3) und/oder an der Abdeckung (8) ausgebildet. Das Verriegelungsmittel (20) wird so in der Verriegelungsvertiefung (30) angeordnet, dass das Öffnen des bandförmigen Taktgeberrings (10) verhindert wird.
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In einer alternativen Ausführungsform ist das Schwungrad (1) ein Zweimassen-Schwungrad, wobei das Verfahren den Schritt umfasst, bei dem zwei ringförmige Massen (2) bereitgestellt werden, die über Dämpfungsmittel (D) elastisch miteinander verbunden sind, und die Abdeckung (8) bereitgestellt wird, die sich zwischen den ringförmigen Massen (2) erstreckt, und die Verriegelungsvertiefung (30) an dem verlängerten Teil der Abdeckung (8) ausgebildet wird.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird das Verriegelungsmittel (20) an der ringförmigen Masse (2) und/oder am Anlasserzahnkranz (3) und/oder an der Abdeckung ausgebildet, wobei die Verriegelungsvertiefung (30) am Taktgeberring (10) ausgebildet wird.
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Darüber hinaus können mehr als ein Verriegelungsmittel (20) ausgebildet werden, wobei die Verriegelungsvertiefung (30) für jedes Verriegelungsmittel (20) ausgebildet wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird mehr als ein Verriegelungsmittel (20) am Taktgeberring (10) ausgebildet, und das Verriegelungsmittel (20) ist in einer Verriegelungsvertiefung (30) angeordnet.
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Das Verriegelungsmittel (20) wird vorzugsweise durch einen direkten Biegeprozess oder durch einen Biegeprozess nach dem Stanzen von Linien der Verriegelungsmittel (20) hergestellt.
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In einer alternativen Ausführungsform sind die Verriegelungsmittel (20) als Vorsprünge ausgebildet. Der Vorsprung ist so ausgebildet, dass er sich axial und/oder radial erstreckt. Zur Bereitstellung des sich sowohl axial als auch radial erstreckenden Vorsprungs werden die gebogenen Teile (24) in einem Stanz- oder Biegeprozess am Vorsprung ausgebildet.
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Die Verriegelungsvertiefungen (30) werden vorzugsweise durch Stanzen, Bohren oder Prägen hergestellt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird mindestens ein umlaufender Ringspalt (7) ausgebildet. Der umlaufende Ringspalt (7) ist zur Anordnung des Taktgeberrings (10) ausgebildet.
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Der umlaufende Ringspalt (7) ist ein ringförmiger Kanal mit axialer Erstreckung. Der umlaufende Ringspalt (7) kann an der ringförmigen Masse (2) oder am Anlasserzahnkranz (3) oder an der Abdeckung (8) oder an zwei von diesen Elementen ausgebildet sein. Der umlaufende Ringspalt (7) begrenzt die Bewegung des Taktgeberrings (10) sowohl in axialer als auch in radialer Richtung.
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Der Schutzumfang der Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen angegeben, und die Erfindung kann nicht auf die in der vorliegenden ausführlichen Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen beschränkt werden. Es ist zu verstehen, dass der Fachmann ähnliche Ausführungsformen im Rahmen der oben angegebenen Beschreibungen vorsehen kann, ohne von dem Hauptthema der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1834111 B1 [0004]
- WO 9636803 A1 [0006]
