DE19710918A1 - Schwungmassenvorrichtung mit einer Zusatzmasse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwungmassenvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der DE 43 39 421 A1 ist eine Schwungmassenvorrichtung mit einem an­ triebsseitigen Übertragungselement in Form einer ersten Schwungmasse und ei­ nem abtriebsseitigen Übertragungselement in Form einer zweiten Schwungmasse behandelt, wobei die zweite Schwungmasse gegenüber der ersten relativ drehbar ist. An einer der Schwungmassen, nämlich der antriebsseitigen, ist eine ringför­ mige Zusatzmasse befestigt, wobei diese gemäß Fig. 1 an der einer Kurbelwelle zugewandten Seite vorgesehen ist. Im Gegensatz dazu ist gemäß Fig. 7 an der Getriebeseite der antriebsseitigen Schwungmasse eine ringförmige Zusatzmasse befestigt, die von winkelförmigem Querschnitt ist. Die Stelle, an welcher solche Zusatzmassen anbringbar sind, ist demnach frei wählbar.

Aus dieser OS sind zwar die Vorteile einer derartigen Zusatzmasse entnehmbar, jedoch ist insbesondere dann, wenn diese Zusatzmasse gemäß Fig. 7 winkelför­ migen Querschnittes ist, der Aufwand zur Herstellung beträchtlich, da derartige ringförmige Zusatzmassen oftmals durch spanende Bearbeitung aus Vollmaterial hergestellt werden. Dadurch sind der Materialaufwand sowie die Herstellungsko­ sten sehr hoch. Will man dieses Problem umgehen und stellt die Zusatzmasse mehrteilig her, so ist eine präzise Ausrichtung derselben zueinander problema­ tisch, da leicht unerwünschte Unwuchten in die Schwungmassenvorrichtung ein­ gebracht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zusatzmasse an einer Schwung­ massenvorrichtung so auszubilden, daß diese mit geringstmöglichem Material- und Kostenaufwand herstellbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegeben. Durch Verwendung einer aus Bandmaterial hergestellten Platine kann diese hin­ sichtlich ihrer Länge so bemessen werden, daß sie bei Umformung zu einem, an einer Stelle allerdings offenen Ring, genau den Durchmesser erhält, mit dem die Zusatzmasse benötigt wird. Bevor die Umformung der Platine zu einem Ring vor­ genommen wird, ist es empfehlenswert, daß vorzunehmende Arbeitsvorgänge an dieser Platine durchgeführt werden, da diese Arbeitsvorgänge an einem ebenflä­ chigen Bauteil wesentlich einfacher und kostengünstiger erfolgen können als an einem mehrdimensionalen Bauteil. So sind beispielsweise durch einen Stanzvor­ gang an der Platine Freistellungen in Form von Ausschnitten, Aussparungen oder Ausnehmungen herstellbar, wobei durch diese Freistellungen an der späteren Schwungmasse Zusatzfunktionen erfüllbar sind. So ist beispielsweise denkbar, Ausschnitte vorzusehen, die zum Durchgang von Werkzeugen, wie beispielswei­ se eines Schraubenschlüssels geeignet sind, um an entsprechende Befesti­ gungsmittel zu gelangen. Des weiteren können Aussparungen oder Ausnehmun­ gen bei Drehung der Schwungmassenvorrichtung und damit der Zusatzmasse als Signalgeber herangezogen werden, deren Signale zur Motorsteuerung verwendet werden, indem sie als Zündmarkierungen wirksam sind.

Sobald diese Freistellungen in der Platine ausgebildet sind, kann diese zu einem Ring umgeformt werden, wobei anspruchsgemäß unterschiedliche Methoden möglich sind, um diese Ringform beizubehalten. So kann beispielsweise ein an Schwungmassenvorrichtungen üblicherweise vorgesehener Kranz in Form eines Zahnkranzes über einen Axialbereich des als Zusatzmasse wirksamen Ringes ge­ schoben werden, wobei dieser als Haltemittel für den Ring wirksame Kranz den Ring unter radialer Vorspannung hält. Günstige Voraussetzung hierfür ist, daß vor Aufbringung des Kranzes ein Zwischenspalt ausreichender Größe zwischen den beiden aufeinander zu gerichteten Enden des Ringes besteht, so daß nach Ein­ bringung der Vorspannung durch Überschieben des Kranzes die beiden Enden miteinander zum Kontakt gebracht werden. Ebenso ist denkbar, die beiden Enden des Rings durch Verschweißen fest miteinander zu verbinden, oder aber nur an­ einander zu heften, bis nach Montage der Ring auf andere Weise gegen ein Aus­ einanderfedern gesichert ist, wie beispielsweise zuvor anhand des Kranzes erläu­ tert.

Die Enden des Ringes können hierbei durchaus im Erstreckungsbereich einer Frei­ stellung verlaufen. Das hat den Vorteil, daß der sich bildende Fügespalt nicht zu einer Signalfehlerkennung führt.

Es leuchtet ein, daß, solange die Platine als ebenflächiges Bauteil zu einem Ring umgeformt wird, dieser Umformvorgang relativ einfach erfolgt. Schwieriger wird dagegen die Herstellung eines Ringes mit winkelförmigem Querschnitt, wofür allerdings in den Ansprüchen ebenfalls eine Lösung angegeben ist. Hierzu werden bei einem Stanzvorgang, möglicherweise bei demjenigen, bei welchen die zuvor erwähnten Freistellungen geschaffen werden, Unterbrechungen hergestellt, die sich von einer Seite der Platine in Richtung zu deren Gegenseite erstrecken, al­ lerdings nur auf einem Teil der Breite dieser Platine, und zwischen sich jeweils eine Lasche entstehen lassen. Es ist klar, daß diese Laschen aufgrund ihrer gerin­ gen Ausdehnung in Längsrichtung der Platine einer Umformung der letztgenann­ ten zu einem Ring einen relativ geringen Widerstand entgegensetzen. Dies bleibt übrigens auch dann so, wenn die Laschen gegenüber dem restlichen Teil eines derart gebildeten Ringes zur Herstellung des winkelförmigen Querschnittes nach­ träglich umgebogen werden. Auf diese Weise entsteht eine Zusatzmasse des gewünschten Querschnittes, ohne daß hierfür hohe Umfangskräfte erforderlich wären oder Spannungen in das Material aufgrund hoher Umformkräfte einge­ bracht würden.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen teilweisen Axiallängsschnitt durch eine im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs anzuordnende Schwungmassenvorrichtung mit einer Zu­ satzmasse winkelförmigen Querschnittes;

Fig. 2 eine vergrößerte Herauszeichnung des Befestigungsbereichs der Zu­ satzmasse an der zugeordneten Schwungmasse;

Fig. 3 wie Fig. 2, aber mit einem an der Schwungmasse angeformten Zapfen zur Befestigung der Zusatzmasse;

Fig. 4 wie Fig. 3, aber mit Befestigung der Zusatzmasse durch Vernietung;

Fig. 5 die Zusatzmasse, losgelöst von ihrer Schwungmasse, ausgebildet mit Aussparungen in ihrem Axialbereich;

Fig. 6 wie Fig. 5, aber mit Ausnehmungen im Axialbereich;

Fig. 7 die Zusatzmasse, allerdings im Unterschied zu den Fig. 5 und 6 aus Ge­ genrichtung betrachtet mit Ausschnitten in ihrem Radialbereich;

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Platine, die zur Herstellung einer Zusatzmasse vorgesehen ist;

Fig. 9 die Ansicht einer Schmalseite der Platine aus der Blickrichtung IX-IX in Fig. 8.

Fig. 10 wie Fig. 9, aber mit einem Fügespalt bei zu einem Ring gebogener Plati­ ne.

In Fig. 1 ist eine Schwungmassenvorrichtung dargestellt, die ein antriebsseitiges Übertragungselement 1 in Form einer Schwungmasse 2 aufweist, die mit einem nach radial außen verlaufenden Primärflansch 4 ausgebildet ist, der an seinem inneren Ende über Befestigungsmittel 7 mit einer Nabe 5 verbunden ist, wobei die Befestigungsmittel 7 außerdem zur Anbindung der Schwungmassenvorrich­ tung an eine strichpunktiert dargestellte Kurbelwelle 8 eines Antriebs, wie bei­ spielsweise einer Brennkraftmaschine, dienen.

Der Primärflansch 4 ist in seinem Umfangsbereich mit einem Axialabschnitt 10 ausgebildet, an dem eine Deckplatte 12 befestigt ist, die nach radial innen greift. Axial zwischen dem Primärflansch 4 und der Deckplatte 12 wird eine mit visko­ sem Medium zumindest teilweise befüllte Fettkammer 13 gebildet, in der elasti­ sche Elemente 16 einer Torsionsdämpfeinrichtung eingesetzt sind. Diese elasti­ schen Elemente sind durch Ansteuerelemente 15, die sowohl am Primärflansch 4 als auch an der Deckplatte 12 jeweils fettkammerseitig vorgesehen sind, ansteu­ erbar und stützen sich an einer Nabenscheibe 18 ab, die im radial inneren Bereich über Niete 19 mit einer Schwungmasse 20 verbunden ist, die, als abtriebsseiti­ ges Übertragungselement 22 wirksam, über eine Lagerung 23 auf der Nabe 5 des antriebsseitigen Übertragungselementes 1 drehbar gelagert ist, wobei beide Über­ tragungselemente 1 und 22 um eine Mittenachse 35 der Schwungmassenvorrich­ tung drehbar sind. Zwischen der vorgenannten Nabenscheibe 18 und der Deck­ platte 12 ist eine Abdichtung 14 für die Fettkammer 13 wirksam.

An der zweiten Schwungmasse 20 ist über Befestigungsmittel 24 ein Kupp­ lungsgehäuse 25 einer in üblicher Weise ausgebildeten Reibungskupplung aufge­ nommen. Dieses Kupplungsgehäuse trägt über Halteringe 27 eine Anpreßfe­ der 28, die über nach radial innen ragende Federzungen 29 durch einen in be­ kannter Weise ausgebildeten und daher nicht gezeigten Ausrücker beaufschlagbar ist. Im radial äußeren Bereich wirkt die Anpreßfeder 28 auf eine Anpreßplatte 30, die sich ihrerseits über Reibbeläge 32 einer Kupplungsscheibe 33 an der als Gegenreibfläche wirksamen zweiten Schwungmasse 20 abstützt. Die Kupplungs­ scheibe weist im radial inneren Bereich eine Kupplungsscheibennabe 34 auf, die in bekannter Weise über eine Verzahnung mit einer nicht gezeigten Getriebewelle in Drehverbindung steht.

Zurückkommend auf das antriebsseitige Übertragungselement 1 ist anzumerken, daß dieses an der Kurbelwellenseite mit einer Zusatzmasse 40 versehen ist, die mittels einer Schweißnaht 43 am Primärflansch befestigt ist. Die Zusatz­ masse 40 umgreift den Axialabschnitt 10 des Primärflansches 4 und wird von einem Zahnkranz 42 umschlossen, der in später noch zu erläuternder Weise als Haltemittel 67 für die Zusatzmasse 40 wirksam ist. Die Zusatzmasse ist lediglich beispielhaft an der in Fig. 1 gewählten Stelle eingezeichnet, und kann ebenso, wie beispielsweise aus Fig. 7 der DE 43 39 421 A1 ersichtlich ist, an der der zweiten Schwungmasse 20 zugewandten Seite des antriebsseitigen Übertra­ gungselementes 1 vorgesehen sein.

Nachfolgend soll näher auf die Zusatzmasse 40 eingegangen werden, weshalb auf die Fig. 2-9 verwiesen wird. Während Fig. 2 lediglich noch einmal die Befe­ stigung der Zusatzmasse 40 am Primärflansch 4 des antriebsseitigen Übertra­ gungselementes 1 mittels einer Schweißnaht 43 in Vergrößerung darstellt, wird diese Verbindung gemäß Fig. 3 dadurch hergestellt, daß an der Kurbelwellenseite des Primärflansches 4, in Umfangsrichtung gesehen, eine Mehrzahl von Zap­ fen 44 ausgebildet sind, die in Öffnungen 45 der Zusatzmasse 40 eingreifen. Die Öffnungen 45 sind hierbei so ausgebildet, daß sie angrenzend an den Primär­ flansch 4 einen kleineren Durchmesser aufweisen als an ihrer Kurbelwellenseite. Sobald die Zusatzmasse 40 auf den Primärflansch 4 aufgesetzt ist, wird eine Festverbindung durch Stauchen der Zapfen 44 erzielt. Eine ähnliche Verbindung ist in Fig. 4 gezeigt, wobei die Zapfen 44 der Fig. 3 durch Niete 47 ersetzt wer­ den. Aufgrund der Tatsache, daß der Primärflansch 4 die Fettkammer 13 be­ grenzt, ist allerdings zugunsten besserer Dichtheit der Lösung nach Fig. 3 der Vorzug zu geben, da bei dieser der Primärflansch 4 an seiner Fettkammerseite unterbrechungsfrei ausgebildet ist.

Wie aus den Fig. 5-7 entnommen werden kann, ist die Zusatzmasse 40 als Ring 52 winkelförmigen Querschnittes ausgebildet, wobei dieser Ring einen Axialbereich 54 und einen Radialbereich 56 aufweist. Fig. 5 zeigt Aussparun­ gen 58 im Axialbereich 54 des Rings 52, während Fig. 6 Ausnehmungen 59 in diesem Axialbereich darstellt. Sowohl die Ausnehmungen 59 als auch die Aus­ sparungen 58 bilden somit Freistellungen 74 in dem Axialbereich 54, die bei­ spielsweise als Signalgeber in Verbindung mit der Motorsteuerung nutzbar sind. So sind derartige Freistellungen beispielsweise als Zündmarkierungen verwend­ bar. Weitere Freistellungen 74 zeigt Fig. 7, bei welcher im Radialbereich 56 des Rings 52 Ausschnitte 57 erkennbar sind. Diese können beispielsweise zum Durchgang von Werkzeugen erforderlich sein, falls an der betreffenden Stelle ein solcher Durchgang erforderlich ist.

Die vorliegende Zusatzmasse 40 wird erfindungsgemäß auf besonders vorteilhaf­ te Weise hergestellt. Hierfür wird, wie insbesondere aus den Fig. 8 und 9 er­ kennbar ist, ein ebenflächiges Bandmaterial auf eine Länge zugeschnitten, die so gewählt ist, daß bei Umformung dieses Bandmaterials in eine Kreisform der da­ durch entstehende Ring 52 den erforderlichen Durchmesser zum Umgreifen des Axialabschnittes 10 des Primärflansches 4 aufweist. Das Umformen erfolgt hier­ bei vorzugsweise durch Rollen.

Zurückkommend auf das auf das erforderliche Maß zurechtgeschnittene Bandma­ terial entsteht eine Platine 60, die anschließend, vorzugsweise mittels minde­ stens eines Stanzvorganges, mit Ausschnitten 57, Aussparungen 58 und/oder Ausnehmungen 59 versehen werden kann, sofern diese erforderlich sind. Unab­ hängig von der Herstellung dieser Freistellungen 74 werden, ausgehend von einer Seite 70 der Platine 60, Unterbrechungen 48 geschaffen, die sich in Richtung zur anderen Seite 72 der Platine 60 erstrecken, allerdings nicht bis zu dieser anderen Seite 72 hindurchgeführt sind. Bedingt durch die Unterbrechungen 48 entstehen, jeweils zwischen zwei dieser Unterbrechungen 48, Laschen 50.

Die derart gebildete Platine wird anschließend in bereits erwähnter Weise zu ei­ nem Ring 52 umgeformt, wobei dieser Ring zunächst lediglich einen Axialbereich aufweist. Sodann werden die Laschen 50 umgebogen, wobei der Biegebereich vorzugsweise im Endbereich der Unterbrechungen 48 liegt. Wegen der in Um­ fangsrichtung geringen Erstreckungsbreite der Laschen 50 ist dieses Umbiegen, anders als bei einem geschlossenen Ring, mit relativ geringer Kraft und ohne we­ sentliche Materialverdrängung durchführbar, so daß dieser Bereich des Ringes 52 nahezu spannungsfrei bleibt.

Um den derart verformten Ring 52 in seiner Ringform zu halten, sind unter­ schiedliche Vorgehensweisen denkbar. Bei der in Fig. 1 gezeigten Lösung wird die Platine 60 vor dem Umformen in die Ringform so bemessen, daß beim Ring 52 zwischen den beiden Enden 62 und 63 ein relativ großer Zwischen­ spalt 65 (Fig. 5 bis 7) verbleibt. Daraufhin wird der Ring 52 soweit zusammen­ gedrückt, daß der Zwischenspalt 65 zu Null wird, die beiden Enden 62 und 63 mithin also in Anlage aneinander kommen. Anschließend wird auf den derart vor­ gespannten Ring 52 ein Kranz 42, wie beispielsweise der Zahnkranz gem. Fig. 1, aufgeschoben. Bei Entlastung des Rings 52 legt sich dessen Axialbereich 54 mit seiner radialen Außenseite gegen den Innenumfang des Zahnkranzes 42, so daß der letztgenannte als Haltemittel 67 für den Ring 52 wirksam ist. Vorzugsweise wird die Größe des Zahnkranzes 42 so bemessen, daß der Ring 52 unter radialer Vorspannung gehalten wird. Selbstverständlich sind auch andere Verfahren, wie beispielsweise ein Aufschrumpfen des Zahnkranzes denkbar. Um ein Zusammen­ drücken des Rings 52 für das Aufsetzen des Zahnkranzes 42 zu vermeiden, kön­ nen die beiden Enden 62, 63 auch mittels Schweißpunkten aneinander geheftet werden.

Bei Verzicht auf einen Kranz 42 als Haltemittel 67 ist ebenso denkbar, die bei­ den Enden 62, 63 durch eine Schweißnaht 68 dauerhaft miteinander zu verbin­ den. In diesem Fall ist die Schweißnaht 68 als Haltemittel 67 wirksam.

Nach Fig. 10 sind die Enden 62, 63 des Rings 52 im Erstreckungsbereich der Aussparung 58 angeordnet. Dies ist von Vorteil, um eine Signalfehlerkennung zu verhindern. Ebenso könnten die Enden 62, 63 im Erstreckungsbereich einer ande­ ren Freistellung 74 verlaufen, wie beispielsweise in einem Ausschnitt 57 oder einer Ausnehmung 59.

Bezugszeichenliste

1

antriebss. Übertragungselement

2

Schwungmasse

4

Primärflansch

5

Nabe

7

Befestigungselement

8

Kurbelwelle

10

Axialabschnitt

12

Deckplatte

13

Fettkammer

14

Abdichtung

15

Ansteuerelement

16

elastische Elemente

18

Nabenscheibe

19

Niete

20

Schwungmasse

22

abtriebss. Übertragungselement

23

Lagerung

24

Befestigungsmittel

25

Kupplungsgehäuse

27

Haltering

28

Anpreßfeder

29

Federzungen

30

Anpreßplatte

32

Reibbeläge

33

Kupplungsscheibe

34

Kupplungsscheibennabe

35

Drehachse

40

Zusatzmasse

42

Zahnkranz

43

Schweißnaht

44

Zapfen

45

Öffnung

47

Niet

48

Unterbrechungen

50

Laschen

52

Ring

54

Axialbereich des Rings

56

Radialbereich

57

Ausschnitte

58

Aussparungen

59

Ausnehmungen

60

Platine

62

,

63

Ende der Platine

65

Zwischenspalt

67

Haltemittel

68

Schweißnaht

70

,

72

Seiten der Platine

74

Freistellungen

Claims (7)

1. Schwungmassenvorrichtung mit einem antriebsseitigen Übertragungsele­ ment und einem relativ hierzu drehbaren abtriebsseitigen Übertragungsele­ ment, von denen an wenigstens einem zumindest eine ringförmige Zu­ satzmasse befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der Zusatzmasse (40) eine aus Bandmaterial hergestell­ te Platine (60) in ihrer Längsrichtung zu einem Ring (52) umgeformt wird, so daß die längsseitigen Enden (62, 63) der Platine (60) mit vorbestimmba­ rem Zwischenspalt (65) aufeinander zu gerichtet und durch ein Haltemit­ tel (67) in dieser Position relativ zueinander fixiert sind.

2. Schwungmassenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (67) durch einen über die zum Ring (52) gebogene Platine (60) geschobenen Kranz (42) gebildet wird, der die Platine (60) un­ ter radialer Vorspannung hält.

3. Schwungmassenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (67) durch eine die beiden Enden (62, 63) der Plati­ ne (60) stoffschlüssig miteinander verbindende Schweißnaht (68) gebildet wird.

4. Schwungmassenvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3 mit einer Zusatz­ masse winkelförmigen Querschnittes, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (60) in ihrer Längsrichtung in vorbestimmbaren Abständen zueinander mit Unterbrechungen (48) ausgebildet ist, von denen jeweils zwei, ausgehend von einer Seite (70) der Platine (60), jeweils eine La­ sche (50) zwischen sich bilden, die zur Herstellung des winkelförmigen Querschnittes zumindest auf einem Teil ihrer Ersteckungslänge gegenüber dem restlichen Teil der Platine (60) einem Biegevorgang zu unterwerfen ist.

5. Schwungmassenvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungen (48) der Platine (60) zwischen je zwei La­ schen (50) durch Stanzen erzeugbar sind.

6. Schwungmassenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Platine (60) Freistellungen (74) vorsehbar sind, über welche der Zusatzmasse (40) Zusatzfunktionen zuordenbar sind.

7. Schwungmassenvorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die längsseitigen Enden (62, 63) der Platine (60) im Erstreckungsbe­ reich einer Freistellung (74) verlaufen.