DE19952143A1 - Bauteil zur Verbindung mit einer Kurbelwelle und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein einstückiges Bauteil mit einer zumindest partiellen, axialen Anlagefläche zur zentrierten Aufnahme eines ringförmigen Bauteils, wobei das einstückige Bauteil mittels eines Querfließpreßverfahrens hergestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein einstückiges Bauteil sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung, insbesondere zur Befestigung an einer Kurbelwelle einer Brennkraft­ maschine, wobei das Bauteil zumindest eine axial ausgebildete Aufnahme für ein später zentriert anbringbares, ringförmiges Bauteil aufweist, das Bauteil mittels eines Kaltumformverfahrens hergestellt ist und das Bauteil im Bereich der Auf­ nahmefläche eine radial ausgebildete Anschlagschulter aufweist.

Derartige Bauteile sind im Stand der Technik vielfach beschrieben und stellen üblicherweise eine Schwungmasse, die an der Kurbelwelle befestigt ist, mit einer axialen Anprägung, an dem ein Anlasserzahnkranz aufgezogen ist, mit einer radial ausgerichteten Anschlagschulter dar. Zur Sicherstellung der Zentrierung des Anlasserzahnkranzes wird dabei die zentrierte Aufnahme spanabhebend ange­ bracht. Dies führt zu einer Erhöhung der Herstellkosten und der Herstellungszei­ ten, da das Bauteil auf verschiedenen Einrichtungen aufgenommen und bearbeitet werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein kostengünstiges und entsprechend ein­ fach herstellbares Bauteil sowie ein dazu entsprechendes Herstellverfahren vor­ zuschlagen, wobei das entsprechende Bauteil spanlos hergestellt wird.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein einstückiges Bauteil mit einer axial ausgebildeten Aufnahmefläche für ein später zentriert anbringbares, ringförmiges Bauteil mittels eines Kaltumformverfahrens hergestellt wird und eine radial ausge­ bildete Schulter aus einer bei der Anformung der aal ausgebildeten Aufnahme­ fläche radial ausgeformten Materialanhäufung gebildet wird.

Die axiale Aufnahmefläche kann dabei durch zumindest einen, vorzugsweise mehrere, über den Umfang verteilte Kreisausschnitte oder umlaufend unter Aus­ bildung einer ringförmigen Aufnahmefläche gebildet sein. Demzufolge kann auch die radial ausgebildete Anschlagschulter aus einzelnen, über den Umfang verteil­ ten Materialanhäufungen in radiale Richtung ausgestaltet sein oder einen im wesentlichen umlaufenden Anschlag bilden, wobei an bestimmten Winkelberei­ chen des Schulterumfangs, die zusätzlichen Anprägeschritten vor oder nach dem erfinderischen Verfahren unterzogen werden, die Ausbildung der Anschlagschul­ ter wegen fehlendem Material unterbleiben kann. Vorzugsweise wird auf die sich bildende Anlagefläche ein Anlasserzahnkranz und/oder ein Zündmarkierungsring aufgezogen, wobei dieser anschließend verschweißt, verstemmt und/oder aufge­ schrumpft werden kann.

Gleichfalls vorteilhaft kann es sein, entsprechende Anlageflächen zusätzlich oder alternativ zur Aufnahme einer Schwungmasse oder eines Lagers, wie beispiels­ weise eines Wälz- oder Gleitlagers, zur Aufnahme einer Schwungmasse auf dem Bauteil. Auch kann es vorteilhaft sein, eine Anlagefläche zur zentrierten Aufnahme der Kurbelwelle vorzusehen.

Zur verkippsicheren Befestigung des ringförmigen Bauteils auf der Anlagefläche kann es vorteilhaft sein, die axiale Breite der Aufnahmefläche zumindest der Hälfte der axialen Breite des anbringbaren, ringförmigen Bauteils auszugestalten, so daß es möglich sein kann, das ringförmige Bauteil mittels eines Preßsitzes auf der Anlagefläche des einstückigen Bauteils ohne weitere Verbindungsmaßnahmen, wie beispielsweise Schweißen, zu befestigen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen des einstückigen Bauteils können beispielsweise ein an der Kurbelwelle zu befestigendes Schwungrad oder ein in axiale Richtung elastisches und in Umfangsrichtung steifes Antriebsblech sowie ein Schwungscheibenteil eines geteilten Schwungrades sein.

So kann beispielsweise das einstückige Bauteil ein Primärteil mit einer Schwung­ masse sein, wobei dieses Primärteil gegen zumindest ein mit einer Getriebeein­ gangswelle an- und abkoppelbar verbundenes Sekundärteil mit einer Schwung­ masse entgegen der Wirkung einer im Kraftfluß zwischen Primär- und Sekundär­ teil zumindest in Umfangsrichtung wirksamen Dämpfungseinrichtung relativ ver­ drehbar sein kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform bildet dabei das einstückige Bauteil das komplette primäre Schwungscheibenteil des geteilten Schwungrads oder in einem weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsbeispiel ledig­ lich den mit der Kurbelwelle über die zentrierte Anlagefläche verbundenen Lager­ flansch, wobei das primäre Schwungscheibenteil mit dem Lageflansch mittels Nieten zur einfachen Montage und zur Einsparung der Nieten verbunden sein kann.

Dabei können in einem der beiden zu vernietenden Teile mittels Kaltumformtech­ niken axial ausgebildete Warzen eingeprägt werden, die in entsprechende Öff­ nungen des anderen Teiles eingreifen und an deren Stirnseite mit den Rändern der Öffnungen vernietet werden. Durch die hohen Kräfte, die während des Niet­ vorgangs auftreten, kann es vorkommen, daß eine im Lagerflansch vorgesehene Zentrierung des Lagerflansches zur Aufnahme auf der Kurbelwelle beeinträchtigt, beispielsweise gestaucht wird.

Es ist daher vorteilhaft, die Öffnungen im Lagerflansch und die Warzen in dem Schwungscheibenteil vorzusehen und die Öffnungen so zu gestalten, daß zumin­ dest drei gleichmäßig über den Innenumfang der Öffnungen radial nach innen ausgerichtete Nasen vorgesehen sind, mit denen die im primären Schwungschei­ benteil vorgesehenen Warzen vernietet werden. Vorteilhafterweise erfolgt die Ausrichtung der Nasen so, daß keine der Nasen auf einer gedachten Linie jeweils zwischen dem Mittelpunkt der Öffnungen und der Rotationsachse des Lagerflan­ sches angeordnet ist, so daß in diesem Bereich der Zentrierung der Anlagefläche am nächsten liegt, keine Druckkräfte mit Materialfluß in Richtung der Zentrierung während der Vernietung auftreten und damit die Zentrierung maßhaltig erhalten werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des einstückigen Bauteils ist bei Verwen­ dung in einem geteilten Schwungrad die Vorsehung einer Transportsicherung, wobei das primäre Schwungscheibenteil gegenüber dem sekundären Schwung­ scheibenteil während des Transports oder der Montage verdrehsicher fixiert ist.

Vorteilhafterweise erfolgt die Plazierung dieser Transportsicherung radial zwi­ schen zur Dämpfungseinrichtung gehörigen, über den Umfang angeordneten Energiespeichern und einer Aufnahme des primären Schwungscheibenteils auf der Kurbelwelle. In vorteilhafter Weise kann die Transportsicherung aus einem Kunststoffteil bestehen, das in entsprechend ausgenommenen, fensterförmigen Öffnungen des primären und sekundären Schwungscheibenteils eingeschnappt wird und axial zwischen primären und sekundären Schwungscheibenteil eine Sollbruchstelle aufweist.

Die Öffnungen werden insbesondere im erfindungsgemäßen, einstückigen Bau­ teil, das als primäres Scheibenteil fungiert, ausgestanzt.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, die Transportsicherung in Form des Kunst­ stoffteils in eine entsprechende Öffnung eines radial ausgerichteten, mit dem sekundären Schwungscheibenteil drehfest verbundenen Flanschteil zur Beauf­ schlagung der Energiespeicher auf der sekundären Seite und in das primäre Schwungscheibenteil einzuschnappen. Die Transportsicherung ist vorteilhafter­ weise so dimensioniert, daß sie beim ersten Start der Brennkraftmaschine durch­ trennt wird.

In einem geteilten Schwungrad mit dem erfindungsgemäßen, einstückigen Bauteil kann dieses als primäres Schwungscheibenteil so ausgestaltet werden, daß am Außenumfang aus diesem und/oder in Verbindung mit zumindest einem mit die­ sem verbundenen Bauteil zumindest eine radial nach innen offene, in Umfangs­ richtung der Ausdehnung der Energiespeicher angepaßte Kammer ausgebildet ist, durch die von radial innen das mit dem sekundären Schwungscheibenteil drehfest verbundene Flanschteil zur Beaufschlagung der Energiespeicher eingreift, wobei in der Kammer die Energiespeicher aufgenommen sind und zur Schmierung die­ ser die Kammer zumindest teilweise mit Schmiermittel befüllt ist.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, daß radial innerhalb des Kammerinnenumfangs gestanzte, über den Umfang verteilte Montage- und/oder Lüftungsbohrungen vorgesehen sind, die einen erhöhten Stanzausbruch aufweisen und somit eventu­ ell angewärmtes und bei Stillstand der Kurbelwelle nach radial innen dringendes Schmiermittel entlang des Ausbruchprofiles bei anschließender Drehung der Kurbelwelle mittels Fliehkraft in die Kammer zurückgeführt wird und nicht radial nach innen auf die radial außerhalb des Lagers, das die beiden Schwungschei­ benteile aufeinander lagert, vorgesehene Reibeinrichtung gelangt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des einstückigen Bauteils zur Verwendung als primäres Schwungscheibenteil kann das Stanzen des primären Scheibenteils auf einen Zentrierdurchmesser sein, auf dem ein ringförmiges Bauteil, wie bei­ spielsweise der Zündmarkierungsring, zentriert aufgenommen werden kann, und in vereinfachter Montageweise mit dem primären Schwungscheibenteil oder einem mit ihm verbundenen Bauteil, beispielsweise dem die Kammer bildenden Flansch, verbunden, beispielsweise verschweißt werden kann. Auch hier kann es vorteilhaft sein, den Stanzausbruch des Zentrierdurchmessers erhöht zu gestalten, um ra­ dialen Spielraum für eventuell vorgesehene Schweißnähte zwischen dem primä­ ren Scheibenteil und einem radialen Flanschteil, beispielsweise zur Ausbildung der Kammer, zu gewinnen.

Vorteilhafterweise wird ein um den Außenumfang des primären Schwungteiles anzubringender Zündmarkierungsring ebenfalls mittels Kaltumformungstechniken hergestellt, wobei er aus einer Ronde ausgestanzt und zur Gewinnung von innerer Stabilität und zusätzlicher Masse zumindest einmal in radiale Richtung gefaltet sein kann und am Außenumfang eine axial ausgerichtete Ringfläche aufweist, in der die Zündmarkierungen in Form einer Kammer oder Fensterstruktur vorgese­ hen sind.

Das zuvor in verschiedenen Ausführungsformen beschriebene, einstückige Bau­ teil kann in dem nachfolgend beschriebenen vorteilhaften Verfahren zur spanlosen Herstellung des einstückigen Bauteils hergestellt werden, wobei sich das Verfah­ ren zumindest in folgende Verfahrensschritte aufteilt:

• 1. Aus einer annähernd planen Platine wird aus kalt verformbarem Material, beispielsweise Stahl, durch Kaltumformverfahren eine räumliche Rohform mit zumindest einer axialen Ringfläche hergestellt.
• 2. Die Rohform wird zentriert, wozu die Rohform entsprechend vorbereitet wird, beispielsweise können Zentriernocken und dergleichen angeprägt werden, auf denen die Rohform aufgenommen wird.
• 3. An die axiale Ringfläche wird in einem Verfahrensschritt zumindest eine axiale Anlagefläche zur Zentrierung eines später anzubringenden ringförmi­ gen Bauteils angeformt und aus dem bei der Bildung der Anlagefläche in axiale Richtung verdrängten Material durch einen Querfließvorgang eine sich radial ausbildende Anschlagschulter gebildet.
• 4. Ein für das Verfahren notwendiges Werkzeug kann so ausgestaltet sein, daß die Anlagefläche umlaufend oder partiell über den Umfang verteilt, bei­ spielsweise in Form von drei über den Umfang verteilten Anlageflächen an­ geformt wird. Daraus ergibt sich, daß die Anschlagschulter entsprechend ausgeformt ist, nämlich entweder umlaufend oder in Form von über den Umfang verteilten Anschlagnocken.
• 5. In einem sich daran anschließenden Verfahrensschritt können Durchbrüche gestanzt und/oder Zapfen, beispielsweise axial ausgebildete Warzen, für die Bildung von Nietverbindungen mit einem anzubringenden Bauteil geprägt werden.

Eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltungsform des Verfahrens ist ein Verfahrens­ schritt, bei dem Löcher ausgestanzt werden, die einen erhöhten Stanzausbruch aufweisen. Derartige Löcher bzw. Öffnungen können beispielsweise der Entlüf­ tung oder als Montagedurchgriffe dienen, wobei der erhöhte Stanzausbruch Vor­ teile wie bereits zuvor beschrieben, aufweisen kann. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, das gesamte einstückige Bauteil zentriert auszustanzen und auch hier einen erhöhten Stanzausbruch vorzusehen, um auf dem zentrierten Durchmesser ein weiteres Bauteil unterzubringen und durch den erhöhten Stanzausbruch radial zwischen dem zusätzlichen Bauteil und dem einstückigen Bauteil einen Spalt zuzulassen, der beispielsweise durch eine Schweißnaht, mit der das einstückige Bauteil mit einem weiteren, axial benachbarten Bauteil verbunden wird, einge­ nommen werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit ist, das einstückige Bauteil im Anschluß an das erfindungsgemäße Verfahren einem Härtungsverfahren zu un­ terziehen, wodurch gehärtete Teile, beispielsweise der Lagerflansch, spanlos ohne zusätzliche Kalibrierverfahren hergestellt werden können.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1a-f den Ablauf der Herstellung eines Ausgestaltungsmusters eines erfindungsgemäßen einstückigen Bauteils,

Fig. 2a und b eine Prinzipskizze des Werkzeugs zur Herstellung des einstückigen Bauteils,

Fig. 3 ein Ausgestaltungsmuster eines geteilten Schwungrads unter Verwendung des erfindungsgemäßen einstückigen Bauteils,

Fig. 4a und b eine Verbindungsmethode des erfindungsgemäßen Bauteils mit einem weiteren Bauteil,

Fig. 5a-e Herstellung und Ausgestaltung eines Zündmarkierungsrings und

Fig. 6 ein Detail aus Fig. 3 bezüglich eines zentrierten Außendurch­ messers mit erhöhtem Stanzausbruch.

Die Fig. 1a-f zeigen am Beispiel eines primären Schwungscheibenteils 1 die Herstellung eines erfindungsgemäßen, einstückigen Bauteils in verschiedenen Fertigungsschritten. Die Verfahrensschritte werden in einer Hochdruckpresse unter Verwendung von Werkzeugen, die im Anschluß näher beschreiben werden, durchgeführt. Aus Band- oder Rondenmaterial des Werkstoffs wird - wie aus der Fig. 1a ersichtlich - eine Platine 1a mit einer einem vorgegebenen Durchmesser und einer zentralen Öffnung 2, ausgestanzt.

Der zweite Schritt - in der Fig. 1b dargestellt - ist ein Ziehvorgang, bei dem die Platine 1b am Außenumfang in axiale Richtung ausgezogen wird, wobei eine topfförmige, noch nicht ganz axial ausgebildete Ringfläche 3 entsteht. Weiterhin wird das axiale Profil 4 mit einem einer axialen Ausbuchtung 4a zur späteren Aufnahme der Energiespeicher der Dämpfungseinrichtung angedeutet.

Der folgende, in Fig. 1c dargestellte Schritt ist ein Stauchschritt, in dem die axiale Ringfläche 3a bereits weitgehend vorbereitet ist, jedoch noch nicht zentriert und der Durchmesser noch nicht kalibriert ist. In bereits bekannten Herstellungsverfah­ ren wird das Rohteil nach diesem Verfahrensschritt oder am Ende des Preßvor­ gangs der Presse entnommen und mittels spanabhebender Herstellverfahren, beispielsweise an einer Drehbank die Anlagefläche mit der notwendigen Zentri­ zität und dem kalibrierten Durchmesser angebracht.

In dem vorgeschlagenen Verfahren wird das Rohteil 1d zentriert, beispiels­ weise können über den Umfang verteilte Zentriernocken 5 am Rohteil 1d an­ geprägt werden, auf denen das Rohteil 1d auf genommen wird.

Im anschließenden Schritt - dargestellt in Fig. 1e - erfolgt ein Preßvorgang in axiale Richtung mit einem Stempel, der exakt den Zentrierdurchmesser d für das später zentriert montierbare ringförmige Bauteil anprägt und dadurch die Anlagefläche 6 erzeugt. Eine als Widerlager ausgeführte Matrize auf der dem Stempel gegenüberliegenden Seite des Rohteils 1e blockiert den axialen Materialfluß, so daß in Querfließrichtung zur Prägerichtung die radiale Schul­ ter 6 angeformt wird, wobei von radial außen eine weitere Matrize in das Preßwerkzeug zur Formgebung der Schulter 6 integriert sein kann. Im gleichen oder in einem folgenden Verfahrensschritt kann der Außenumfang 7 des Roh­ teils 1e auf einen Zentrierdurchmesser für ein weiteres später montierbares ringförmiges Bauteil, beispielsweise einen Zündmarkierungsring gestanzt werden, so daß dieser nach der Zentrierung mit dem einstückigen Bauteil oder einem mit ihm verbundenen Bauteil verbunden, beispielsweise verschweißt werden kann.

In der Fig. 1f ist der Feinbearbeitungsschritt gezeigt, in dem beispielsweise axial wechselseitig Warzen 8 angeprägt und weitere Öffnungen 9, beispiels­ weise mit erhöhtem Stanzausbruch ausgestanzt werden.

In Fig. 2a ist eine Prinzipskizze eines Werkzeugs 100 zur Herstellung eines einstückigen Bauteils in Form eines - hier als Teilstück dargestellten - primären Schwungmassenteils 1 gezeigt. Die entsprechend der Kontur 103 des Schwungscheibenteils 1 axial ausgeformte Matrize 100a nimmt das Schwungs­ cheibenteil 1 mit ihrem Innendurchmesser 101 auf zu den Zentrierungen 104 korrespondierenden Zentriernocken 102 auf.

Der Stempel 100b wird mit der Preßkraft F unter Zwischenlegung des einstücki­ gen Bauteils 1 auf die Matrize 100a gepreßt. Der Stempel 100b weist im Bereich des nicht zu überarbeitenden Teils des Bauteils 1 eine diesem entsprechende axiale Kontur auf. Auf Höhe des Zentrierdurchmessers ist der Stempel 100b mit einer axial ausgerichteten Prägekante 105 versehen, die bezüglich ihres Durch­ messers kleiner als die radiale Ausdehnung des Bauteils 1 ist, so daß ein ent­ sprechender Materialabtrag an dem zu schaffenden Zentrierdurchmesser notwen­ dig ist. Der Außendurchmesser des Bauteils 1 wird mit einem Stempel 106, der mit dem Stempel 100b verbunden ist, in einem Arbeitsgang ausgestanzt, wobei sich ebenfalls ein zentrierter Außendurchmesser des Bauteils 1.

Fig. 2b zeigt das Werkzeug 100 am Ende des Preßvorgangs. Stempel 100b und Matrize 100a liegen jeweils von ihrer Seite an dem Bauteil 1a. Die Prägekante 105 hat unter axialer Gegenhaltung der Matrize 100a den Zentrierdurchmesser angeprägt und dabei eine Materialanhäufung 6, die die axiale Schulter 6 bildet, über einen Querfluß zur Bewegungsrichtung des Stempels 100b verursacht. Der Stanzring 106 hat den Außendurchmesser des Bauteils 1 gestanzt.

Fig. 3 zeigt das erfindungsgemäße Bauteil 1 als primäres Schwungscheibenteil in einem geteilten Schwungrad 10 mit der axialen Anlagefläche 3, auf der der Anlasserzahnkranz 11 mittels eines Preßsitzes drehfest angebracht und an der radial nach außen ausgerichteten Anschlagschulter 6 angelegt ist.

Das primäre Schwungscheibenteil 1 ist topfförmig ausgestaltet und ist mittels einer Schweißnaht 12 mit einem Ringscheibenteil 13, das umlaufend angeprägte Noc­ ken 13a zur Anlage des mit entsprechenden Einformungen 13b versehenen primären Schwungscheibenteils 1 aufweist, verbunden, wodurch radial innen offene Kammern 14 gebildet werden, die in Umfangsrichtung der Länge der Ener­ giespeicher 15 angepaßt sind, die vorzugsweise aus bogenförmigen Federn, die sich nahezu halbkreisförmig über den Umfang erstrecken, gebildet sind, wodurch in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Kammern 14 mit nahezu halbkreis­ förmiger Ausdehnung gebildet werden. Zur primärseitigen Beaufschlagung der Energiespeicher 15 sind in dem Schwungscheibenteil 1 sowie im Ringscheibenteil 13 Einformungen 16, 17 vorgesehen, wobei bei der Verwendung von zwei Bo­ genfedern 15 zwei im Winkelabstand von ungefähr 180° angeordnete Einformun­ gen 16, 17 jeweils an einer Seite eine Bogenfeder 15 beaufschlagen. Die Kammer 14 ist zumindest teilweise mit einem Schmiermittel 18 befüllt und zwischen der Kammerinnenwand und dem Außenumfang der Energiespeicher 15 ist eine Ver­ schleißschutzschale 19 zwischengelegt.

Die sekundärseitige Beaufschlagung der Energiespeicher 15 erfolgt über einen ringscheibenförmigen, axial zwischen dem primären Schwungscheibenteil 1 und der Kammerwand 13 radial in die Kammer 14 hinein reichenden Flansch 20, der mit dem sekundären Schwungscheibenteil 21 verbunden, vorzugsweise mittels den Nieten 22 vernietet ist. Zur Montage der Nieten 22 sind auf gleicher radialer Höhe in der primären Schwungscheibe 1 Ausbrüche 22a vorgesehen, die einen erhöhten Stanzausbruch 22b aufweisen, an dem sich infolge großer Hitze eventu­ ell verflüssigendes Schmiermittel 18 während des Stillstands des geteilten Schwungrads 10 sammelt und bei dem nachfolgenden Beschleunigen des Schwungrads 10 unter Fliehkrafteinwirkung wieder nach radial außen transportiert wird. Zur Beaufschlagung der Energiespeicher 15 bei einer Relativverdrehung des primären Schwungscheibenteils 1 gegen das sekundäre Schwungscheibenteil 21 sind am Außenumfang des ringscheibenförmigen Flansches 20 radial ausgerich­ tete Ausleger 23 vorgesehen.

Das primäre Scheibenteil 1 ist an seinem Innenumfang auf einem gehärteten Lagerflansch 24 aufgenommen und an der Schulter 26 zentriert, wobei vor dem Härtevorgang die Schulter 26 nach einem Prägeverfahren gemäß dem erfinderi­ schen Verfahren angebracht sein kann und der Lagerflansch 24 mit dem primären Schwungscheibenteil 1 vor der Montage an der Kurbelwelle mittels sich mit den Schrauben 25 in Umfangsrichtung abwechselnden - hier nicht, jedoch in den Fig. 4a und 4b dargestellten und näher beschriebenen - Nieten befestigt wird. Der Lagerflansch 24, das primäre Schwungscheibenteil 1 sowie ein ringschei­ benförmiger Flansch 27 für die Reibeinrichtung 28 werden mittels den Schrauben 25 an die - nicht dargestellte - Kurbelwelle verschraubt, wobei der ringscheiben­ förmige Flansch 27 zuvor mittels an der Primärscheibe axial hervorstehenden, sich in Umlaufrichtung mit den Schrauben 25 abwechselnden Warzen 29 mit dem primären Schwungscheibenteil 1 vernietet wird und das aus Lagerflansch 24 und Primärschwungscheibe 1 bestehende Primärteil mittels der axial angeprägten Schulter 30 auf der Kurbelwelle zentriert wird.

Die Reibeinrichtung 28 ist axial zwischen dem ringscheibenförmigen Flansch 27 und dem primären Schwungscheibenteil 1 untergebracht. Die Reibsteuerscheibe 31 greift mit einem Außenprofil 32, vorzugsweise einer Außenverzahnung, in das entsprechend dazu ausgeformte Innenprofil 33 sekundärseitigen Flansches 20 ein. Der Reibeingriff der Reibsteuerscheibe 31 auf die Reibscheibe 34 wird in axiale Richtung durch einen axial wirksamen Energiespeicher, vorzugsweise die Tellerfeder 35 festgelegt.

Das sekundäre Schwungscheibenteil 21 relativ gegen das primäre Schwungs­ cheibenteil 1 auf dem Lagerflansch 24 radial innerhalb der über den Umfang ver­ teilten Schrauben 25 mittels des Wälzlagers 36 gelagert, wobei die angeprägte Schulter 37 als axialer Anschlag dient und der maximale Verdrehwinkel der beiden Schwungscheibenteile 1, 21 gegeben ist, wenn die Energiespeicher 15 auf Block gehen.

Radial außerhalb der Nieten 22 ist am sekundären Schwungscheibenteil 21 die Kupplung 38 mit Druckplatte 39, Kupplungsscheibe 40, Anpreßplatte 41, Tellerfe­ der 42 und Kupplungsdeckel 43 in an sich bekannter Weise vorgesehen, wobei der Kupplungsdeckel mittels der Schrauben 44 am Außenumfang der Druckplatte 39 befestigt ist und die Kupplungsscheibe 40 mittels eines Innenprofils 45 den Kraftfluß an eine nicht dargestellte Getriebeeingangswelle weiterleitet.

An den Außenumfang der Druckplatte 39 des sekundären Schwungscheibenteils 21 schließt sich unmittelbar der Zündmarkierungsring 46 an, in radiale Richtung zur Erhöhung der primären Schwungmasse gefaltet ist und am zentrierten Umfang 47 des primären Schwungscheibenteils 1 aufgenommen und mit seiner umgefal­ teten Stirnseite stumpf mit dem Flanschteil 13 verschweißt. Die Zündmarkierun­ gen 48 sind in Kammstruktur aus dem Zündmarkierungsring 46 ausgestanzt und erstrecken sich axial in Richtung Anlasserzahnkranz 11. Herstellung und Aufbau des Zündmarkierungsrings sind in den Abb. 5a-e näher erläutert.

Zur Fixierung der Verdrehung der beiden Schwungmassenteile 1, 21 gegeneinan­ der während des Transports und der Montage ist eine Verdrehsicherung oder Transportsicherung 49 vorgesehen, die vorzugsweise aus einem Kunst­ stoffspritzteil gebildet ist und in entsprechende Öffnungen 50, 51 in dem primären Schwungscheibenteil 1 und dem zum sekundären Schwungscheibenteil 21 gehö­ rigen Flanschteil 13 eingeschnappt ist. Axial zwischen den beiden Schnappnasen 52, 53 ist eine Sollbruchstelle 54 vorgesehen, so dimensioniert ist, daß sie beide Schwungscheibenteile 1, 21 während des Transports und der Montage fixiert und beim ersten Start der Brennkraftmaschine infolge der vorhandenen Massenträg­ heitsmomente durchtrennt wird. Die beiden Einzelteile 52, 53 der Transportsiche­ rung 49 verbleiben in den Öffnungen 50, 51.

In Fig. 4a ist ein Teilschnitt und in Fig. 4b eine Teilansicht des Lagerflansches 24 und de1 primären Schwungscheibenteils 1 sowie deren Vernietung miteinan­ der dargestellt. Aus dem primären Schwungscheibenteil 1 ist mittels eines axialen Preßvorgangs durch Eindrücken eines Stempels und Bildung einer Einformung 56 an der axial gegenüberliegenden Seite des Schwungscheibenteils eine Warze 55 angeprägt worden, die durch die Öffnung 57 des Lagerflansches 24 greift. Radial nach innen in die Öffnung 57 erstrecken sich drei über den Umfang verteilte Na­ sen 58, die radial innen an der Warze 55 anliegen. Die Ausrichtung der Nasen 58 erfolgt so, daß radial in Richtung der Schulter 30, mittels der der Lagerflansch 24 auf der - nicht gezeigten - Kurbelwelle zentriert wird, ein Freiraum 59 zu liegen kommt. Während des Vernietvorgangs wird nun die Warze 55 aal gegen die Nasen 58 verpreßt, so daß eine Nietwulst 60 aus Material der Warzen 55 über die Nasen 58 fließt, wodurch eine Vernietung zustande kommt. Der Anpreßdruck verteilt sich auf die Nasen 58, so daß die Freiräume 59 während der Vernietung im wesentlichen druckfrei bleiben und dadurch keine Materialstauchung, die die Zentrierfläche 30a verändern könnte, sich störend auswirkt, so daß eine anschlie­ ßende Kalibrierung der Zentrierfläche 30a entfallen kann.

In den Fig. 5a-e ist die Herstellung und Ausgestaltung des Zündmarkie­ rungsrings 46 (Fig. 3) näher erläutert. In einem ersten Fertigungsschritt wird ein Metallring einmal um 180° gefaltet und ein radialer ausgerichteter Ansatz 248 angeformt, so daß zwei Ringe 249, 250 radial aufeinander zu liegen kommen und am radial äußeren Ring 249 der nach radial außen gerichtete Ansatz 248 an­ schließt. Ein derartiges Rohbauteil 246 ist - wie in Fig. 5d als Querschnitt darge­ stellt - in eine untere Matrize 200 (Teilschnitt) aufgenommen und mit einer oberen Matrize 201 (Teilschnitt) fixiert. Ein Stempel 202 bricht über den gesamten Um­ fang mit der Preßkraft F in einem Arbeitsschritt die Zündmarkierungsstruktur 48 aus.

Ein Rohbauteil 246 nach diesem Fertigungsschritt ist in Fig. 5a gezeigt als Teilausschnitt gezeigt. Am Innenumfang ist der radial innerhalb der Falzkante 252 angeordnete Ring 250 und radial außerhalb der Falzkante 252 angeordnete Ring 249 ersichtlich, an den im Winkel von annähernd 90° radial der Ansatz 248 ange­ formt ist, aus dem im Arbeitsgang der Fig. 5d die Zündmarkierungen in Form von Zähnen 251 und Lücken 247 ausgebrochen wurden. Die Form der Lücken 247 mit dem äußeren Abstand x ist derartig gestaltet, daß der Abstand x nach radial innen abnimmt, so daß bei dem Umkanten der Zähne eine parallel Anordnung der Zäh­ ne 251 erfolgt und der Abstand danach über den Verlauf der Zähne 251 gleich ist.

Fig. 5e zeigt den entsprechenden Fertigungsschritt im Endzustand. Zuvor wurde das in Fig. 5a gezeigte Rohbauteil 246 in eine Matrize 300 (Teilausschnitt) mit radial abstehenden Zähnen 251 eingelegt. Der mit der Preßkraft F in axiale Rich­ tung geführte Umformstempel 301 kantet die Zähne in axiale Richtung um, so daß der Zündmarkierungsring 46 mit den sich axial erstreckenden Zündmarkierungen 47 entsteht.

In der Fig. 5b ist ein Ausschnitt einer Ausgestaltungsformen von Zündmarkierun­ gen mit einer Kammstruktur aus Lücken und Zähnen gezeigt. Fig. 5c zeigt eine Ausgestaltungsform eines Zündmarkierungsrings 46 in Teilansicht mit über den Umfang verteilten Fenstern 253 und dazwischen gelegenen Stegen 254 als Zündmarkierungen 47. Die Herstellung erfolgt in analoger Weise zum Ausgestal­ tungsmuster der Fig. 5a.

Die Fig. 6 zeigt ein Detail aus der Fig. 3 betreffend das einstückige Bauteil 1 mit dem zentrierten Stanzdurchmesser 47, auf dem der Zündmarkierungsring 46 zentriert ist, und dem erhöhten, umlaufenden Stanzausbruch 401. Durch den erhöhten Stanzausbruch 401 wird ein radial innerhalb des Zündmarkierungsrings 46 ein radialer Spalt zu dem Bauteil 1 und dem Flanschteil 13, die axial benach­ bart miteinander mittels der Schweißnaht 12 verbunden sind, gebildet, der die Schweißnaht 12 aufnimmt, so daß diese ohne Einfluß auf die Zentrierung bleiben kann und das Bauteil 1 nicht nachträglich auf den Zentrierdurchmesser 47 kali­ briert werden muß.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil­ dung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweili­ gen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfin­ dungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf (das) die Ausführungsbeispiel(e) der Beschrei­ bung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abände­ rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Be­ schreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschrit­ ten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegen­ stand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (36)

1. Einstückiges Bauteil, insbesondere zur Befestigung an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• a) das Bauteil weist zumindest eine axial ausgebildete Aufnahmefläche für ein später zentriert anbringbares ringförmiges Bauteil auf,
• b) das Bauteil ist mittels eines Kaltumformverfahrens hergestellt,
• c) das Bauteil weist im Bereich der Aufnahmefläche eine radial ausgebil­ dete Schulter auf,
• d) die radial ausgebildete Schulter ist aus einer bei der Anformung der axial ausgebildeten Aufnahmefläche radial ausgeformten Materialan­ häufung gebildet.

2. Einstückiges Bauteil, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die axial ausgebildete Aufnahmefläche eine umlaufende Ringfläche ist.

3. Einstückiges Bauteil, insbesondere nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radial ausgebildete Schulter im wesentlichen um­ laufend ist.

4. Einstückiges Bauteil, insbesondere nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Anlagefläche zur Aufnahme eines Anlasserzahnkranzes und oder eines ringförmigen Bauteils mit Zündmarkierungen vorgesehen ist.

5. Einstückiges Bauteil, insbesondere nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Anlagefläche zur Aufnahme einer Schwungmasse oder eines Lagers wie Wälzlager zur Auf­ nahme dieser vorgesehen ist.

6. Einstückiges Bauteil, insbesondere nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Anlagefläche zur Aufnahme der Kurbelwelle vorgesehen ist.

7. Einstückiges Bauteil, insbesondere nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zentriert anbringbare Bauteil auf die Anlagefläche verschweißt, verstemmt und/oder geschrumpft wird.

8. Einstückiges Bauteil, insbesondere nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Breite der Aufnahmefläche zumindest der Hälfte der axialen Breite des anbringbaren ringförmigen Bau­ teils ist.

9. Einstückiges Bauteil, insbesondere nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Bauteil mittels eines Preßsitzes auf der Anlagefläche des einstückigen Bauteils befestigt wird.

10. Einstückiges Bauteil, insbesondere nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das einstückige Bauteil ein in axiale Richtung elastisches und in Umfangsrichtung steifes Antriebsblech ist.

11. Einstückiges Bauteil, insbesondere nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das einstückige Bauteil eine Schwungmasse ist.

12. Einstückiges Bauteil, insbesondere nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das einstückige Bauteil ein Primärteil mit einer Schwungmasse ist und gegen zumindest ein mit einer Getriebeein­ gangswelle an- und abkoppelbar verbundenen Sekundärteil mit einer Schwungmasse entgegen der Wirkung einer im Kraftfluß zwischen Primär- und Sekundärteil zumindest in Umfangsrichtung wirksamen Dämpfungsein­ richtung relativ verdrehbar ist.

13. Geteiltes Schwungrad, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem eine erste Schwungmasse aufweisenden Primärteil, einem eine zweite Schwungmasse aufweisenden Sekundärteil und zumindest einer im Kraftfluß zwischen den beiden Teilen in Umfangsrichtung wirksamen Dämpfungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das einstückige Bau­ teil nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird.

14. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das einstückige Bauteil eine primäre Schwungmasse wie primäres Schwungscheibenteil ist.

15. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das einstückige Bauteil ein auf der Kurbelwelle gela­ gerter Lagerflansch, der ein primäres Schwungmassenteil aufnimmt, ist.

16. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerflansch mit dem primären Schwungmassen­ teil vernietet ist.

17. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerflansch mittels zumindest einer durch zumin­ dest eine entsprechende, im Lagerflansch vorgesehene Öffnung hindurch greifende, im primären Schwungmassenteil axial angeformte Warze mit dem Lagerflansch vernietet wird, wobei die zumindest eine Warze an ihrem durch den Lagerflansch hindurch greifenden Ende mit Druck beaufschlagt und mit dem Rand der zumindest einen Öffnung verpreßt wird.

18. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Öffnung im Lagerflansch zumindest drei gleichmäßig über den Innenumfang der zumindest einen Öffnung radial nach innen ausgerichtete Nasen, die den Rand, mit dem die zumindest eine Warze vernietet wird, bilden, aufweist.

19. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der Nasen so erfolgt, daß keine der Nasen auf einer gedachten Linie jeweils zwischen dem Mittelpunkt der zu­ mindest einen Öffnung und der Rotationsachse des Lagerflanschs angeord­ net ist.

20. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß axial zwischen dem primären Schwungscheibenteil und dem sekundären Schwungscheibenteil vor der ersten Inbetriebnahme zumindest eine Transportsicherung vorgesehen ist.

21. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportsicherung radial zwischen zur Dämp­ fungseinrichtung gehörigen, über den Umfang angeordneten Energiespei­ chern und einer Aufnahme des primären Schwungscheibenteils auf der Kur­ belwelle vorgesehen ist.

22. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportsicherung aus einem Kunststoffteil be­ steht, das in entsprechend ausgenommenen fensterförmigen Öffnungen des primären und sekundären Schwungscheibenteils eingeschnappt wird und axial zwischen primärem und sekundärem Schwungscheibenteil eine Soll­ bruchstelle aufweist.

23. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffteil in eine entsprechende Öffnung eines radial ausgerichteten, mit dem sekundären Schwungscheibenteil drehfest verbundenen Flanschteil zur Beaufschlagung der Energiespeicher einge­ schnappt wird.

24. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle so dimensioniert ist, daß sie beim ersten Start der Brennkraftmaschine durchtrennt wird.

25. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des primären Schwungscheiben­ teils aus diesem und/oder mit diesem verbundenen Bauteil zumindest eine radial nach innen offene, in Umfangsrichtung der Ausdehnung der Energie­ speicher angepaßte Kammer, durch die von radial innen das mit dem se­ kundären Schwungscheibenteil drehfest verbundene Flanschteil zur Beauf­ schlagung der Energiespeicher eingreift, vorgesehen ist, die die Energie­ speicher aufnimmt und zur Schmierung dieser zumindest teilweise mit Schmiermittel befüllt ist.

26. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß radial innerhalb der Kammer gestanzte, über den Um­ fang verteilte Montage- und/oder Belüftungsbohrungen vorgesehen sind, die einen erhöhten Stanzausbruch aufweisen.

27. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang des primären Scheibenteils auf ei­ nen Zentrierdurchmesser gestanzt ist, auf dem ein ringförmiges Bauteil wie Ring mit Zündmarkierungen zentriert aufgenommen wird.

28. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stanzausbruch des Zentrierdurchmessers erhöht ist.

29. Geteiltes Schwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündmarkierungsring mittels Kaltumformungstech­ niken zumindest einmal in radiale Richtung gefaltet ist und am Außenumfang einer axial ausgerichteten Ringfläche Zündmarkierungen in Kamm- oder Fensterstruktur vorgesehen sind.

30. Verfahren zur spanlosen Herstellung eines einstückigen Bauteils, insbeson­ dere zur Befestigung an einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugs, gekenn­ zeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte:

• a) aus einer annähernd planen Platine aus kalt verformbaren Material, vor­ zugsweise Stahl, wird durch Kaltumformverfahren eine räumliche Roh­ form mit zumindest einer axialen Ringfläche hergestellt,
• b) die Rohform wird zentriert,
• c) an die axiale Ringfläche wird in einem Verfahrensschritt zumindest eine axiale Anlagefläche zur Zentrierung eines später anzubringenden, ring­ förmigen Bauteils angeformt und aus dem bei der Bildung der Anlage­ fläche in axiale Richtung verdrängtem Material durch einen Querfließ­ vorgang eine sich radial ausbildende Anschlagschulter gebildet.

31. Verfahren, insbesondere nach dem vorhergehenden, dadurch gekennzeich­ net, daß eine umlaufende Anlagefläche angeformt wird.

32. Verfahren, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß eine umlaufende Anschlagschulter angeformt wird.

33. Verfahren, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in einem sich anschließenden Verfahrensschritt zumindest ein Durchbruch gestanzt und/oder zumindest ein axial ausge­ richteter, abstehender Zapfen geprägt wird.

34. Verfahren, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest ein Durchbruch einen erhöhten Stanzausbruch aufweist.

35. Verfahren, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das einstückige Bauteil am Außenumfang zen­ triert mit einem erhöhten Stanzausbruch ausgestanzt wird.

36. Verfahren, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Verfahren ein Härtungsverfahren ange­ schlossen wird.