DE112014001354B4

DE112014001354B4 - Einstückiger Schwungring und Verfahren zum Herstellen des einstückigen Schwungrings

Info

Publication number: DE112014001354B4
Application number: DE112014001354.4T
Authority: DE
Inventors: Dejan Vukojicic
Original assignee: Magna Powertrain Inc; Magna Powertrain of America Inc
Current assignee: Magna Powertrain Inc; Magna Powertrain of America Inc
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-15
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2034-03-16
Also published as: CN105051408A; WO2014140919A4; WO2014140919A3; DE112014001354T5; WO2014140919A2; CN105051408B; US20140329629A1; US20160169362A1; US9644731B2; DE112014001354T8; US9273773B2

Abstract

Schwingungsdämpfer, wobei der Schwingungsdämpfer Folgendes umfasst:eine Riemenscheibe (12) mit einer Nabe (18) undeinem Riemenscheibenkranz (20), die durch ein Stegblech (22) miteinander verbunden sind;einen Schwungring (14) mit einer Innenfläche, welche die Nabe (18) umfängt, und einer Außenfläche; undeinen gummielastischen Ring (16) zum Verbinden des Schwungrings (14) mit der Riemenscheibe (12), der zwischen einer Innenfläche des Riemenscheibenkranzes(20) und der Außenfläche des Schwungrings (14)angeordnet ist;wobei der Schwungring (14) dazu ausgebildet ist, mehrere miteinander verbundene Ringteilstücke (52A, 52B, 52C,52D,52E) aufzuweisen, die sich zwischen dessen Innenfläche und Außenfläche erstrecken und wobei der Schwungring aus einem Metallrohling (100) kaltumgeformt ist, um die mehreren miteinander verbundenen Ringteilstücke (52A, 52B, 52C,52D,52E) zu bilden, wobei der Schwungring (14) ein ringförmiges Element mit einer zentralen Öffnung (30) ist, die zum Umfangen einer zylindrischen Außenfläche (32) der tassenförmigen Nabe (18) bemessen ist und ein sich axial erstreckendes Flanschteilstück (34) aufweist, das eine äußere Randfläche (36) aufweist, die gegenüber einer inneren Randfläche (38) des Riemenscheibenkranzes (20) radial versetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwungring (14) über einen Presssitz oder eine Schweißverbindung an der Nabe (18) starr festgelegt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein umgeformte Bauteile zur Verwendung im Kraftfahrzeugbereich. Die vorliegende Offenbarung betrifft genauer gesagt Schwingungsdämpfer zur Verwendung mit Antriebssystemen von Brennkraftmaschinen-Nebenaggregaten und insbesondere einen einstückigen Schwungring zur Verwendung mit Schwingungsdämpfern und ein Verfahren zum Herstellen des einstückigen Schwungrings mit einem Umformprozess.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen bereit, welche die vorliegende Offenbarung betreffen und nicht unbedingt den Stand der Technik darstellen.
Praktisch alle Kraftfahrzeuge, die mit Brennkraftmaschinen ausgestattet sind, weisen ein Serpentinenantriebsriemensystem auf, das einen einzelnen endlosen Antriebsriemen und eine Reihe von Riemenscheiben aufweist. Die Riemenscheiben beziehen vom endlosen Antriebsriemen eine rotierende Antriebskraft und werden zum Antrieb verschiedener Fahrzeugnebenaggregate wie beispielsweise dem Motorlüfter, der Servolenkungspumpe, der Wasserpumpe, der Lichtmaschine und dem Klimaanlagenverdichter betrieben. Der endlose Antriebsriemen, der jede dieser Nebenaggregatriemenscheiben antreibt, wird wiederum von einer Motorriemenscheibe angetrieben, die mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist. Um die Übertragung von Vibrationen und Schwingungen zwischen der Kurbelwelle und dem Serpentinenantriebsriemensystem zu reduzieren, kann die Motorriemenscheibe, die manchmal auch als Kurbelwellenriemenscheibe bezeichnet wird, einen Drehmomentdämpfer aufweisen, der zur Reduzierung der Amplitude der Schwingungen, die von der Kurbelwelle winklig aufgebracht werden, fungiert.
Integrierte Kurbelwellenriemenscheibendrehmomentdämpfereinheiten, die umgangssprachlich als Kurbelwellendämpfer bezeichnet werden können eine Nabe, die zur starren Verbindung mit der Kurbelwelle ausgebildet ist, ein angetriebenes Element und mindestens einen Ring aus gummielastischem Material, der die Nabe mit dem angetriebenen Element verbindet, aufweisen. Das gummielastische Material fungiert zum Filtern/zur Aufnahme der Drehmomentschwingungen, die von der Kurbelwelle auf die Nabe übertragen werden. In vielen Fällen weist die Nabe eine integrierte Riemenscheibe auf, wobei es sich beim angetriebenen Element um einen Schwungring handelt. Das gummielastische Material ist in der Regel zwischen der Riemenscheibe und dem Schwungring komprimiert, damit das notwendige Schlupfdrehmoment zur Aufnahme der Drehmomentvibrationen bereitgestellt wird.
Kraftfahrzeugriemenscheiben können durch Drücken von Blechen gefertigt werden, wobei in der Praxis eine Anzahl von verschiedenen Prozessen bekannt ist. Kurbelwellendämpfer müssen in der Regel jedoch fester und massiver als gewöhnliche Blechriemenscheiben sein. Konkret wird eine größere Masse benötigt, um die erforderliche Massenträgheit zur Aufnahme der Kurbelwellenvibrationen bereitzustellen. So werden viele Riemenscheiben und Schwungringe für Kurbelwellendämpfer aus Schmiedestücken oder Gussteilen gefertigt. Die Kosten und der Zeitaufwand zum Bearbeiten dieser Bauteile sind leider unwirtschaftlich. Alternativ dazu können einige Bauteile des Kurbelwellendämpfers durch Abstreckdrücken von Blech gefertigt werden, was jedoch aus wirtschaftlichen und praktischen Gründen nur bis zu einer gewissen Rohlingdicke möglich ist.
Aus der DE102004060896A1 ist ein Schwungring mit einer Schwungmasse aus flachen Metallstreifen bekannt. Der Schwungring besitzt eine Nabe mit einem Umfangsbereich, auf dem die Schwungmasse auf einem Federbereich angeordnet ist.
DE2639784A1 zeigt einen Schwungring mit einer gefalteten Schwungmasse, die durch einen Umformprozess aus Blech herstellbar ist.
DE4313756C1 zeigt eine Riemenscheibe mit tassenförmiger Nabe und einen Riemenscheibenkranz, wobei ein Dämpfungsmittel in der ringförmigen Aufnahme und ein Flansch montiert sind.
DE3936648A1 zeigt ein Maschinenelement mit einer Materialverdickung, die durch Faltung eines Blechs herstellbar ist.
In Anbetracht der obigen Ausführungen besteht auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer allgemein und insbesondere bei Kurbelwellendämpfern ein Bedarf zum Herstellen von Bauteilen wie Schwungringen durch alternative Herstellprozesse, damit die Kosten reduziert und hochwertige Bauteile bereitgestellt werden, wobei der Aufbau der Dämpfer optimiert ist.
KURZBESCHREIBUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzbeschreibung der Offenbarung bereit und ist nicht als umfassende Offenbarung aller Merkmale, Aspekte und Aufgaben des erfinderischen Grundgedankens aufzufassen, die später noch ausführlich beschrieben werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es, einen verbesserten Schwungring zur Verwendung mit einem Schwingungsdämpfer bereitzustellen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es, den erfindungsgemäß konstruierten Schwungring in eine Kurbelwellendämpfereinheit zu integrieren. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Schwungrings für einen Schwingungsdämpfer bereitzustellen, das Materialeinsparungen, reduzierte Produktionskosten und eine verbesserte Leistungsfähigkeit im Betrieb bietet.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Verfahren zum Kaltumformen eines Schwungrings für einen Schwingungsdämpfer bereitzustellen, das aus einem Rohling ein einstückiges Bauteil bereitstellt.
Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es, einen Schwingungsdämpfer mit einem kaltumgeformten einstückigen Schwungring, einer Riemenscheibe und einem zwischen der Riemenscheibe und dem einstückigen Schwungring einlaminierten, gummielastischen Dämpferring bereitzustellen.
Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es, einen einstückigen Schwungring zur Verwendung in einem Schwingungsdämpfer bereitzustellen, der einen mehrfach umgefalteten zentralen Massenkörper aufweist, der mit einem Flanschabschnitt endet, der zum Befestigen am gummielastischen Dämpferring ausgebildet ist.
Gemäß diesen sowie weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird ein Schwingungsdämpfer bereitgestellt, der einen Schwungring aufweist, der mit einem Stahlblechkaltumformprozess hergestellt wird. Der Schwungring wird vorzugsweise aus einem Rohling eines Stahlblechs mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und vorgegebener Materialstärke gebildet. Der Rohling wird in einer Reihe von aufeinanderfolgenden Metallumformstationen kaltumgeformt, so dass eine umgefaltete Schwunringkonfiguration bereitgestellt wird. Die umgefaltete bzw. akkordeonartige Konfiguration erlaubt durch die erfindungsgemäße Verwendung der Kaltumformpresse und des Umfaltens bei der Herstellung hinsichtlich Ringstärke, Ringdurchmesser und Gewicht eine breite Auswahl von Schwungringen.
Weitere Anwendungsmöglichkeiten und -gebiete erschließen sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Die in dieser Kurzbeschreibung enthaltenen Ausführungen und spezifischen Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einschränkend zu verstehen.
Figurenliste
Die nachstehend beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Realisierungen, so dass sie nicht als den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einschränkend zu verstehen sind. In den folgenden Zeichnungen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Schwingungsdämpfereinheit die so aufgebaut ist, dass sie einen erfindungsgemäß hergestellten Schwungring aufweist;
2 eine erste Seitenansicht der Schwingungsdämpfereinheit der 1;
3 eine zweite Seitenansicht der Schwingungsdämpfereinheit der 1;
4 eine Schnittansicht der Schwingungsdämpfereinheit allgemein entlang der Linie A-A der 3;
5 eine vergrößerte Detailansicht des eingekreisten Abschnitts der 4;
6 eine Schnittansicht des der in den 1 bis 5 gezeigten Schwingungsdämpfereinheit zugehörigen erfindungsgemäßen Schwungrings;
7 ein Flussdiagramm für einen beispielhaften Ablauf der Bearbeitungsschritte, die zum Kaltumformen des Schwungrings der 6 verwendet werden, wobei ein erfindungsgemäßer Herstellprozess verwendet wird;
8 eine perspektivische Ansicht eines akkordeonartig umgefalteten Schwungrings nach Fertigstellung durch die Kaltumformungsarbeitsschritte; und
9 eine perspektivische Teilschnittansicht des in der 8 gezeigten Schwungrings nach der Endbearbeitung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend werden ein oder mehrere Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
Ausführungsbeispiele werden zur Vervollständigung der vorliegenden Offenbarung und zum Verständnis deren Schutzumfangs durch den Fachmann bereitgestellt. Es werden zahlreiche spezifische Einzelheiten wie Beispiele bestimmter Bauteile, Vorrichtungen und Verfahren erwähnt, so dass ein tieferes Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt wird. Einem Fachmann wird ersichtlich sein, dass bestimmte Einzelheiten nicht eingesetzt werden müssen, dass Ausführungsbeispiele in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden können, und dass beides nicht als den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einschränkend zu verstehen ist. In einigen Ausführungsbeispielen werden wohlbekannte Prozesse, wohlbekannte Vorrichtungskonstruktionen und wohlbekannte Techniken nicht ausführlich erläutert.
Die vorliegende Offenbarung befasst sich allgemein mit Massen- bzw. Schwungbauteilen, die sich gut für die Verwendung in Kraftfahrzeuganwendungen eignen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Schwingungsdämpfereinheiten zur Verwendung in Kraftfahrzeuganwendungen. Genauer gesagt, ist eine Schwingungsdämpfereinheit, die nachfolgend als Kurbelwellendämpfer beschrieben wird, zum Einbau an der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine zum Antrieb einer oder mehrerer Kraftfahrzeugnebenaggregate über Nebenaggregatriemenscheiben und einer einem Motornebenaggregatantriebssystem zugehörigen Endlosantriebsriemenanordnung eingerichtet. Der Kurbelwellendämpfer ist hierzu so betreibbar, dass er Drehmomentvibrationen aufnimmt, die von der Kurbelwelle übertragen werden, und wird im Folgenden so offenbart, dass er in einer Motorriemenscheibenanordnung integriert ist. Genauer gesagt, ist die Motorriemenscheibenanordnung so eingerichtet, dass sie an der Kurbelwelle starr festgelegt ist und mit einem Keilriemen verwendet wird, der den äußeren Rand der Motorriemenscheibenanordnung umschlingt. Die Motorriemenscheibenanordnung treibt durch Übertragung der rotierenden Antriebskraft der Kurbelwelle (die von der Brennkraftmaschine erzeugt wird) über den Keilriemen an die Nebenaggregate diverse Nebenaggregate an, die innerhalb des Fahrzeugs montiert sind und bei denen es sich beispielsweise um eine Lichtmaschine, eine Wasserpumpe sowie einen Klimaanlagenverdichter usw. handeln kann.
Vorerst Bezug nehmend auf die 1 bis 5 werden allgemein eine integrierte Motorriemenscheibe und ein erfindungsgemäß konstruierter Schwingungsdämpfer, der im Folgenden als Kurbelwellendämpfer 10 bezeichnet wird, gezeigt, der eine Riemenscheibe 12, einen Schwungring 14 sowie einen gummielastischen Ring 16 aufweist, der den Schwungring 14 mit der Riemenscheibe 12 verbindet. Die Riemenscheibe 12 kann so gebildet sein, dass sie eine tassenförmige Nabe 18, einen Riemenscheibenkranz 20 sowie eine radiale Stegplatte 22 aufweist, welche die Nabe 18 mit dem Riemenscheibenkranz 20 verbindet. Die Riemenscheibe 12 kann unter Verwendung jedes bekannten Verfahrens hergestellt sein, und kann beispielsweise als warmgewalztes Bauteil aus einem Stahlblech mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, oder alternativ dazu als kaltumgeformtes Bauteil aus einem Metallrohling mit einem geeigneten Stanzverfahren hergestellt sein. In der Stegplatte 22 sind mehrere Öffnungen 24 zur Gewichtsreduktion gebildet. Die tassenförmige Nabe 18 kann eine zentrale Montageöffnung 26 aufweisen, die zur Aufnahme eines mechanischen Befestigungselements wie einem Schraubenbolzen ausgebildet ist, damit die Riemenscheibe 12 an einem Ende der Kurbelwelle starr festgelegt ist. Der Riemenscheibenkranz 20 ist allgemein zylinderförmig und so gebildet, dass er mehrere V-förmige Nuten 28 aufweist, die zum Eingriff am endlosen Antriebsriemen zur Übertragung eines Drehmoments von der Kurbelwelle auf die anderen Nebenaggregatriemenscheiben zum Antrieb der Fahrzeugnebenaggregate ausgebildet sind.
Beim Schwungring 14 handelt es sich um ein allgemein ringförmiges Element mit einer zentralen Öffnung 30, die zum Umfangen einer zylindrischen Außenfläche 32 der Nabe 12 bemessen ist. Der Schwungring 14 ist über einen Presssitz oder eine Schweißverbindung an der Nabe 12 starr festgelegt. Der Schwungring 14 weist weiterhin ein sich axial erstreckendes Flanschteilstück 34 auf, das eine äußere Randfläche 36 aufweist, die gegenüber einer inneren Randfläche 38 des Riemenscheibenkranzes 20 radial versetzt ist. Der gummielastische Ring 16 ist wie ersichtlich zwischen der äußeren Randfläche 36 des Schwungrings 14 und der inneren Randfläche 38 des Riemenscheibenkranzes 20 angeordnet. Der gummielastische Ring 16 ist in den ringförmigen Raum zwischen dem Flanschteilstück 34 und dem Riemenscheibenkranz 20 eingepresst und ist dort teilweise verdichtet, so dass der Schwungring 14 zum Drehen mit der Riemenscheibe 12 federnd verbunden ist. Zwischen einer ringförmigen Lippe 40, die am Riemenscheibenkranz 20 gebildet ist, und einer ringförmigen Nut 32, die im Flanschteilstück 34 gebildet ist und dazu dient, eine axiale Gleitbewegung des gummielastischen Rings 16 gegenüber dem Schwungring 14 und der Riemenscheibe 12 eindämmen zu helfen, ist ein Zwischenabschnitt des gummielastischen Rings 16 angeordnet.
Wie erwähnt handelt es sich beim Kurbelwellendämpfer 10 um eine beispielhafte Ausführungsform lediglich zum Kenntlichmachen der hauptsächlichen Bauteile, die in der Regel zu den meisten Schwingungsdämpferarten gehören, die in Kraftfahrzeugsystemen verwendet werden. Der verbleibende Teil der vorliegenden Offenbarung ist hierzu auf eine einzigartige Konstruktion des Schwungrings 14 und ein einzigartiges Verfahren zum Herstellen des Schwungrings 14 gerichtet, genauer gesagt auf ein mehrstufiges Kaltumformverfahren, das zum Herstellen eine umgefaltenen oder akkordeonartigen Schwungrings 14 der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
Es wird insbesondere auf die 6 Bezug genommen, die eine Schnittansicht einer beispielhaften umgefalteten Variante des Schwungrings 14, bevor dieser im Kurbelwellendämpfer 14 montiert worden ist, zeigt und die Lehren der vorliegenden Offenbarung ausführt. Der Schwungring 14 ist mit einer ersten bzw. inneren Durchmesserabmessung D₁, einer zweiten bzw. äußeren Durchmesserabmessung D₂, einer ersten Breitenabmessung W₁ und einer zweiten Breitenabmessung W₂ gezeigt. Der Schwungring 14 wird in einer Reihe aufeinanderfolgender Arbeitsschritte aus einem kreisrunden Rohling mit einer vorgegebenen konstanten Stärke T kaltumgeformt. Alternativ dazu kann auf Wunsch eine veränderliche Rohlingstärke verwendet werden, um die Masse des Schwungrings 14 entlang seiner radialen Abmessung zu verändern.
Im gezeigten, besonderen Beispiel ist eine zentrale Masse oder ein Körperabschnitt 50 des Schwungrings 14 so ausgebildet, dass sie bzw. er zwischen dem Flanschteilstück 34 und der zentralen Öffnung 30 angeordnet ist, und aus mehreren umgefalteten und gestapelten Ringteilstücken 52A, 52B, 52C, 52D und 52E gebildet ist. Der Fachmann wird erkennen, dass die Anzahl, Breite und Länge solcher umgefalteten und gestapelten Ringteilstücke je nach der gewünschten Masse und Größe des Schwungrings verändet werden können. Konkret ist das erste Ringteilstück 52A über ein erstes umgefaltetes Teilstück 54A mit dem Flanschteilstück 34 verbunden, und beide sind entlang einer ersten axialen Schnittstelle 56A miteinander in Eingriff verpresst. Das zweite Ringteilstück 52B ist über ein zweites umgefaltetes Teilstück 54B mit dem ersten Ringteilstück 52A verbunden, und beide sind entlang einer zweiten axialen Schnittstelle 56B miteinander in Eingriff verpresst. Das dritte Ringteilstück 52C ist über ein drittes umgefaltetes Teilstück 54C mit dem zweiten Ringteilstück 52B verbunden, und beide sind entlang einer dritten axialen Schnittstelle 56C miteinander in Eingriff verpresst. Das vierte Ringteilstück 52D ist über ein viertes umgefaltetes Teilstück 54D mit dem dritten Ringteilstück 52C verbunden, und beide sind entlang einer vierten axialen Schnittstelle 56D miteinander in Eingriff verpresst. Schlussendlich ist das fünfte Ringteilstück 52E über ein fünftes umgefaltetes Teilstück 54E mit dem vierten Ringsteilstück 52D verbunden, und beide sind entlang einer fünften axialen Schnittstelle 56E miteinander in Eingriff verpresst. Wie ersichtlich definieren das erste umgefaltete Teilstück 54A, das dritte umgefaltete Teilstück 54C und das fünfte umgefaltete Teilstück 54E „innere“ umgefaltete Teilstücke, die entlang einer ersten bzw. inneren Frontfläche 60 des Schwungrings 14 ausgerichtet sind. Das zweite umgefaltete Teilstück 54B und das vierte umgefaltete Teilstück 54D definieren ebenso „äußere“ umgefaltete Teilstücke, die entlang einer zweiten bzw. äußeren Frontfläche 62 des Schwungrings 14 ausgerichtet sind. Während jede der sich axial erstreckenden ringförmigen Schnittstellen 56A, 56B, 56C 56D und 56E als einen Eingriff zwischen benachbarten umgefalteten Teilstücken aufweisend offenbart ist, versteht es sich, dass ein solcher verpresster Eingriff beim Schwungring 14 nicht funktionsbedingt ist, und dass auf Wunsch offene oder beabstandete Schnittstellen zwischen benachbarten umgefalteten Teilstücken gebildet werden können.
Nach den mehreren Kaltumformungsarbeitsschritten, die zum Herstellen der umgefalteten Konfiguration des Schwungrings 14 nötig sind, kann es sich als notwendig erweisen, die erste Frontfläche 60 und die zweite Frontfläche 62 zu bearbeiten, um die gewünschte erste Breitenabmessung W1 zu erhalten. Eine Kantenfläche 64 des Flanschteilstücks 34 kann auch bearbeitet werden, um die gewünschte zweite Breitenabmessung W₂ zu erhalten. Zusätzlich dazu kann eine Innenfläche 66 des fünften Ringteilstücks 52E bearbeitet werden um für den Schwungring 14 den gewünschten Durchmesser D1 zu erhalten. Ebenso kann die Außenfläche 36 des Flanschteilstücks 34 bearbeitet werden, um den gewünschten Außendurchmesser D₂ zu erhalten. Aufgrund der konkreten Massen- und Größenanforderungen für verschiedene Schwungringe, können Anzahl und Länge der umgefalteten Ringteilstücke revidiert werden.
Weiterhin hauptsächlich Bezug nehmend auf 6, ist im Zusammenhang mit der ersten Schnittstelle 56A zwischen dem Flanschteilstück 34 und dem ersten Ringteilstück 52A ein erster Leerraum 58A definiert. Ein zweiter Leerraum 58B ist im Zusammenhang mit der zweiten Schnittstelle 56B zwischen dem ersten umgefalteten Teilstück 54A und dem dritten umgefalteten Teilstück 54C definiert. Ein dritter Leerraum 58C ist im Zusammenhang mit der dritten Schnittstelle 56C zwischen dem zweiten umgefalteten Teilstück 54B und dem vierten umgefalteten Teilstück 54D definiert. Ein vierter Leerraum 58D ist im Zusammenhang mit der vierten Schnittstelle 56D zwischen dem dritten umgefalteten Teilstück 54C und dem fünften umgefalteten Teilstück 54E definiert. Schlussendlich ist ein fünfter Leerraum 58E im Zusammenhang mit der fünften Schnittstelle 56E zwischen dem vierten umgefalteten Teilstück 54D und dem fünften Ringteilstück 52E definiert. Diese Leerräume sind ringförmig und allgemein zu einer Mittellinie 68 des Schwungrings 14 konzentrisch. Die ringförmigen Leerräume werden aufgrund der bogenförmigen Kanten der umgefalteten Teilstücke beim jeweiligen Übergang in die entsprechende axiale Schnittstelle allgemein V-förmig sein.
Bezug nehmend nun auf 7 wird ein beispielhaftes Flussdiagramm bereitgestellt, das eine Übergangsabfolge darstellt, die zum Herstellen des „umgefalteten“ Schwungrings 14 verwendet werden kann. Der Fluss der Übergangsschritte stellt verschiedene Formen des Schwungrings 14 bei der Fabrikation aus einem Rohling 100 in den Schwungring 14 dar. Es werden nicht alle Umformschritte gezeigt, sondern nur diejenigen, die zur ordnungsgemäßen Darstellung der Reihe von Abkant- und Verpressungsarbeitsschritten, die zur vorliegenden Offenbarung gehören, notwendig sind. Die Bezugszahl 14' bezeichnet den Schwungring 14, nachdem dieser gegebenenfalls bearbeitet worden ist. Bei den 8 und 9 handelt es sich um perspektivische Ansichten eines weiteren erfindungsgemäß hergestellten Schwungrings 110. Das Flussdiagramm der 7 dient lediglich der Darstellung der Konfiguration des Schwungrings 14 bei verschiedenen Kaltumformungsarbeitsschritten.
Während sich die vorliegende Offenbarung allgemein mit derartigen Schwungringen befasst, die in Schwingungsdämpfern für Fahrzeuganwendungen verwendet werden, versteht es sich, dass sich mehrfach umgefaltete Ringbauteile, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kaltumformprozesses hergestellt werden, in einer Vielzahl anderer Anwendungen in Kraftfahrzeugen und außerhalb von Kraftfahrzeugen verwenden lassen. Die vorliegende Offenbarung kann deshalb dahingehend ausgelegt werden, dass sie Ringbauteile mit einer einstückigen umgefalteten Konstruktion, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kaltumformprozesses hergestellt werden mit einbezieht und umfasst.
Die vorstehende Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen wird zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung in Bezug auf einen Schwungring und ein Verfahren zum Fertigen des Schwungrings bereitgestellt. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind allgemein nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern lassen sich gegebenenfalls austauschen und in einer ausgewählten Ausführungsform verwenden, auch wenn dies nicht konkret gezeigt oder beschrieben wird. Einzelne Elemente oder Merkmale können auch vielfältig abgewandelt werden. Solche Abwandlungen verlassen nicht den Grundgedanken der Offenbarung, und alle solche Veränderungen unterliegen dem Schutzumfang der Offenbarung.
Bezugszeichenliste

10: Kurbelwellendämpfer
12: Riemenscheibe
14: Schwungring
16: gummielastischen Ring
18: tassenförmige Nabe
20: Riemenscheibenkranz
22: Stegplatte
24: Öffnungen
26: Montageöffnung
28: Nuten
30: Öffnung
34: Flanschteilstück
36: äußere Randfläche
38: inneren Randfläche
40: ringförmigen Lippe
50: zentrale Masse
52A,52B, %2C, 52D und 52E: erstes usw. Ringteilstücken
54A , 54B., 54C, 54E: erstesusw. umgefaltetes Teilstück
56A, 56B, 56C, 56D, 56E: ersten usw. axialen Schnittstelle
58A, 58B,: Leerraum
60: inneren Frontfläche
62: äußeren Frontfläche
64: Kantenfläche
66: Innenfläche
68: Mittelinie
100: Rohling
110: Schwungring

Claims

Schwingungsdämpfer, wobei der Schwingungsdämpfer Folgendes umfasst: eine Riemenscheibe (12) mit einer Nabe (18) und einem Riemenscheibenkranz (20), die durch ein Stegblech (22) miteinander verbunden sind; einen Schwungring (14) mit einer Innenfläche, welche die Nabe (18) umfängt, und einer Außenfläche; und einen gummielastischen Ring (16) zum Verbinden des Schwungrings (14) mit der Riemenscheibe (12), der zwischen einer Innenfläche des Riemenscheibenkranzes(20) und der Außenfläche des Schwungrings (14)angeordnet ist; wobei der Schwungring (14) dazu ausgebildet ist, mehrere miteinander verbundene Ringteilstücke (52A, 52B, 52C,52D,52E) aufzuweisen, die sich zwischen dessen Innenfläche und Außenfläche erstrecken und wobei der Schwungring aus einem Metallrohling (100) kaltumgeformt ist, um die mehreren miteinander verbundenen Ringteilstücke (52A, 52B, 52C,52D,52E) zu bilden, wobei der Schwungring (14) ein ringförmiges Element mit einer zentralen Öffnung (30) ist, die zum Umfangen einer zylindrischen Außenfläche (32) der tassenförmigen Nabe (18) bemessen ist und ein sich axial erstreckendes Flanschteilstück (34) aufweist, das eine äußere Randfläche (36) aufweist, die gegenüber einer inneren Randfläche (38) des Riemenscheibenkranzes (20) radial versetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwungring (14) über einen Presssitz oder eine Schweißverbindung an der Nabe (18) starr festgelegt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, wobei die Nabe (18)der Riemenscheibe (12)zum Verbinden mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eingerichtet ist, und wobei der Riemenscheibenkranz (20)zum Eingreifen an einem endlosen Antriebsriemen eines Nebenaggregatantriebssystems zum Übertragen einer rotierenden Antriebskraft von der Kurbelwelle an ein entferntes Nebenaggregat, das dem Nebenaggregatantriebssystem zugeordnet ist, eingerichtet ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, wobei der Schwungring (14)einen zentralen Massenkörperabschnitt aufweist, der in einem die Außenfläche definierenden Flanschteilstück (34) endet, wobei der Körperabschnitt ringförmig mit einer die Innenfläche definierenden zentralen Öffnung (24) ausgebildet ist, und wobei der Massenkörperabschnitt von den mehreren miteinander verbundenen Ringteilstücken (52A, 52B, 52C,52D,52E) gebildet ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, wobei die mehreren miteinander verbundenen Ringteilstücke (52A, 52B, 52C,52D,52E) ein erstes Ringteilstück (52A), das zum Definieren einer dazwischenliegenden ersten axialen Schnittstelle (56A) über ein erstes umgefaltetes Teilstück (54A) mit dem Flanschteilstück verbunden ist, und ein zweites Ringteilstück (52B), das zum Definieren einer dazwischenliegenden zweiten axialen Schnittstelle (56B)über ein zweites umgefaltetes Teilstück(54B) mit dem ersten Ringteilstück (52A)verbunden ist, aufweisen, und wobei das erste Ringteilstück (52A)zwischen dem Flanschteilstück (34)und dem zweiten Ringteilstück (52B)so radial angeordnet ist, dass die erste axiale Schnittstelle (56A)die zweite axiale Schnittstelle (56B)konzentrisch umfängt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, wobei die mehreren miteinander verbundenen Ringteilstücke (52A, 52B, 52C,52D,52E) weiterhin ein drittes Ringteilstück (52C), das zum Definieren einer dazwischenliegenden dritten axialen Schnittstelle (56C)über ein drittes umgefaltetes Teilstück (54C) mit dem zweiten Ringteilstück (52B) verbunden ist, und ein viertes Ringteilstück (52D), das zum Definieren einer dazwischenliegenden vierten axialen Schnittstelle (56D) über ein viertes umgefaltetes Teilstück (54D) mit dem dritten Ringteilstück (52C) verbunden ist, aufweisen, wobei das dritte Ringteilstück (52C) zwischen dem zweiten Ringteilstück (52B) und dem vierten Ringteilstück (52D)so radial angeordnet ist, dass die zweite axiale Schnittstelle (56B) die dritte axiale Schnittstelle(56C) konzentrisch umfängt und die dritte axiale Schnittstelle (56C) die vierte axiale Schnittstelle (56D) konzentrisch umfängt, und wobei sich das erste und dritte umgefaltete Teilstück (54A, 54C) entlang einer ersten Frontfläche des Massenkörperabschnitts und sich das zweite und vierte umgefaltete Teilstück (54B, 54D) entlang einer zweiten Frontfläche des Massenkörperabschnitts erstrecken.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, wobei eine Breitenabmessung zwischen der ersten und zweiten Frontfläche des Massenkörperabschnitts etabliert ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, wobei die erste axiale Schnittstelle (56A) einen Eingriff zwischen dem Flanschteilstück(34) und dem ersten Ringteilstück (52A) definiert.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, wobei das vierte Ringteilstück (52D)eine zum Definieren der zentralen Öffnung (24) des Massenkörperabschnitts des Schwungrings (14) ausgebildete Innenfläche aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, wobei der Schwungring (14) weiterhin ein fünftes Ringteilstück (52E)aufweist, das zum Definieren einer dazwischenliegenden fünften axialen Schnittstelle (56D)über ein fünftes umgefaltetes Teilstück (54E)mit dem vierten Ringteilstück verbunden ist, wobei das fünfte umgefaltete Teilstück (54E)eine die Öffnung (24) definierende Innenfläche aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, wobei der Schwungring (14)unter Verwendung eines Abkant- und Stapelprozesses kaltumgeformt ist, wobei das zweite Ringteilstück (52B) vor dem ersten Ringteilstück (52A) gebildet wird, und wobei das erste Ringteilstück (52A) vor dem Flanschteilstück gebildet wird.
Verfahren zum Montieren eines Schwingungsdämpfers zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen einer Riemenscheibe (12) mit einem Nabenabschnitt und einem über einen radialen Stegabschnitt damit verbundenen Riemenscheibenkranzabschnitt; Bereitstellen eines Schwungrings (14) mit einem Massenkörperabschnitt und einem Flanschabschnitt; Bereitstellen eines gummielastischen Rings(16); Anbringen des Massenkörperabschnitts des Schwungrings (14), so dass der Nabenabschnitt der Riemenscheibe (12) umfangen ist; und Anbringen des gummielastischen Rings (16) zwischen dem Flanschabschnitt des Schwungring (14)s und dem Riemenscheibenkranzabschnitt der Riemenscheibe (12) ; wobei der Flanschabschnitt und der Massenkörperabschnitt des Schwungrings (14) so ausgebildet sind, dass sie mehrere miteinander verbundene Ringteilstücke (52A, 52B, 52C,52D,52E) enthalten, die unter Verwendung eines Kaltumformprozesses gefertigt worden sind und der Schwungring (14) ein ringförmiges Element mit einer zentralen Öffnung (30) ist, die zum Umfangen einer zylindrischen Außenfläche (32) der tassenförmigen Nabe (18) bemessen ist und ein sich axial erstreckendes Flanschteilstück (34) aufweist, das eine äußere Randfläche (36) aufweist, die gegenüber einer inneren Randfläche (38) des Riemenscheibenkranzes (20) radial versetzt ist, wobei der Schwungring (14) über einen Presssitz oder eine Schweißverbindung an der Nabe (18) starr festgelegt ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der gummielastische Ring (16) zwischen einer Außenfläche des Flanschabschnitts des Schwungrings (14) und einer Innenfläche des Riemenscheibenkranzabschnitts der Riemenscheibe (12) und damit eingreifend angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Massenkörperabschnitt ringförmig mit einer zentralen Öffnung (24) ausgestaltet ist, die eine Innenfläche definiert, die zum Umfangen einer Außenfläche des Nabenabschnitts eingerichtet ist, und wobei der Massenkörperabschnitt aus den mehreren, mindestens drei miteinander verbundenen Ringteilstücken (52A, 52B, 52C,52D,52E) gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die mehreren miteinander verbundenen Ringteilstücke (52A, 52B, 52C,52D,52E) ein erstes Ringteilstück (52A), das zum Definieren einer dazwischenliegenden ersten axialen Schnittstelle (56A) über ein erstes umgefaltetes Teilstück (54A) mit dem Flanschteilstück verbunden ist, und ein zweites Ringteilstück (52B), das zum Definieren einer dazwischenliegenden zweiten axialen Schnittstelle (56B) über ein zweites umgefaltetes Teilstück(54B) mit dem ersten Ringteilstück (52A)verbunden ist, aufweisen, und wobei das erste Ringteilstück (52A) zwischen dem Flanschteilstück und dem zweiten Ringteilstück (52B)so radial angeordnet ist, dass die erste axiale Schnittstelle (56A)die zweite axiale Schnittstelle (56B)konzentrisch umfängt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die mehreren miteinander verbundenen Ringteilstücke (52A, 52B, 52C,52D,52E) weiterhin ein drittes Ringteilstück, das zum Definieren einer dazwischenliegenden dritten axialen Schnittstelle (56C)über ein drittes umgefaltetes Teilstück (54C) mit dem zweiten Ringteilstück (52B) verbunden ist, und ein viertes Ringteilstück (52D), das zum Definieren einer dazwischenliegenden vierten axialen Schnittstelle (56D) über ein viertes umgefaltetes Teilstück (54D) mit dem dritten Ringteilstück (52C) verbunden ist, aufweisen, wobei das dritte Ringteilstück(52C) zwischen dem zweiten Ringteilstück (52B) und dem vierten Ringteilstück (52D)so radial angeordnet ist, dass die zweite axiale Schnittstelle (56B) die dritte axiale Schnittstelle (56C) konzentrisch umfängt und die dritte axiale Schnittstelle (56C) die vierte axiale Schnittstelle (56D) konzentrisch umfängt, und wobei sich das erste und dritte umgefaltete Teilstück (54 A, 54C) entlang einer ersten Frontfläche des Massenkörperabschnitts und sich das zweite und vierte umgefaltete Teilstück (54B, 54D) entlang einer zweiten Frontfläche des Massenkörperabschnitts erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schwungring (14) weiterhin ein fünftes Ringteilstück (52E)aufweist, das zum Definieren einer dazwischenliegenden fünften axialen Schnittstelle (56E) über ein fünftes umgefaltetes Teilstück mit dem vierten Ringteilstück (52D) verbunden ist, wobei das fünfte umgefaltete Teilstück (54E) eine Innenfläche aufweist, die eine zentrale Öffnung definiert, die zum Umfangen des Nabenabschnitts der Riemenscheibe (12) ausgebildet ist.
Schwingungsdämpfer, wobei der Schwingungsdämpfer Folgendes umfasst: ein Antriebselement, das eine Nabe (18) aufweist; einen Schwungring (14), der eine Öffnung aufweist, die zum Umfangen der Nabe (18) positioniert ist; und einen federnden Dämpfer, der zwischen dem Antriebselement und dem Schwungring (14) angeordnet ist; wobei der Schwungring (14) einen Massenkörperabschnitt aufweist, der zum Definieren einer einstückigen umgefalteten Struktur aus mehreren über mehrere umgefaltete Teilstücke miteinander verbundenen Ringteilstücken (52A, 52B, 52C,52D,52E) gebildet ist und der Schwungring (14) ein ringförmiges Element mit einer zentralen Öffnung (30) ist, die zum Umfangen einer zylindrischen Außenfläche (32) der tassenförmigen Nabe (18) bemessen ist und ein sich axial erstreckendes Flanschteilstück (34) aufweist, das eine äußere Randfläche (36) aufweist, die gegenüber einer inneren Randfläche (38) des Riemenscheibenkranzes (20) radial versetzt ist, wobei der Schwungring (14) über einen Presssitz oder eine Schweißverbindung an der Nabe (18) starr festgelegt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 17, wobei es sich beim Dämpfer um einen gummielastischen Ring (16) handelt, der zwischen einer Innenfläche des Antriebselements und einer Außenfläche des Massenkörperabschnitts des Schwungrings (14) angeordnet ist, wobei die mehreren miteinander verbundenen Ringteilstücke (52A, 52B, 52C,52D,52E) und umgefalteten Teilstücke (54A , 54B., 54C, 54E)ein erstes Ringteilstück (52A), das zum Definieren einer dazwischenliegenden ersten axialen Schnittstelle (56A)über ein erstes umgefaltetes Teilstück (54A) mit dem äußeren Flanschteilstück verbunden ist, und ein zweites Ringteilstück (52B), das zum Definieren einer dazwischenliegenden zweiten axialen Schnittstelle (56B)über ein zweites umgefaltetes Teilstück (54B) mit dem ersten Ringteilstück (52A) verbunden ist, aufweisen, und wobei das erste Ringteilstück (52A) zwischen dem Flanschteilstück und dem zweiten Ringteilstück (52B)so radial angeordnet ist, dass die erste axiale Schnittstelle (56A) die zweite axiale Schnittstelle (56B) konzentrisch umfängt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 18, wobei die mehreren miteinander verbundenen Ringteilstücke (52A, 52B, 52C,52D,52E) und umgefalteten Teilstücke (54A , 54B., 54C, 54E) weiterhin ein drittes Ringteilstück (52C), das zum Definieren einer dazwischenliegenden dritten axialen Schnittstelle (56C)über ein drittes umgefaltetes Teilstück (54C) mit dem zweiten Ringteilstück (52B)verbunden ist, und ein viertes Ringteilstück (52D), das zum Definieren einer dazwischenliegenden vierten axialen Schnittstelle (56D) über ein viertes umgefaltetes Teilstück (54D) mit dem dritten Ringteilstück (52C)verbunden ist, aufweisen, wobei das dritte Ringteilstück (52C)zwischen dem zweiten Ringteilstück (52B)und dem vierten Ringteilstück (52D) so radial angeordnet ist, dass die zweite axiale Schnittstelle (56B)die dritte axiale Schnittstelle (56C) konzentrisch umfängt und die dritte axiale Schnittstelle (56C) die vierte axiale Schnittstelle (56D) konzentrisch umfängt, und wobei sich das erste und dritte umgefaltete Teilstück (54A, 54C) entlang einer ersten Frontfläche des Massenkörperabschnitts und sich das zweite und vierte umgefaltete Teilstück (54B, 54D) entlang einer zweiten Frontfläche des Massenkörperabschnitts erstrecken.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 19, wobei der Schwungring (14) weiterhin ein fünftes Ringteilstück (52E) aufweist, das zum Definieren einer dazwischenliegenden fünften axialen Schnittstelle (56E) über ein fünftes umgefaltetes Teilstück (54E) mit dem vierten Ringteilstück (52D) verbunden ist, wobei das fünfte umgefaltete Teilstück (54E) eine Innenfläche aufweist, die die Öffnung definiert.