DE3502229A1

DE3502229A1 - Indirekte lagerung fuer ein geteiltes schwungrad

Info

Publication number: DE3502229A1
Application number: DE19853502229
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 8720 Schweinfurt Anders; Manfred Dipl.-Ing. 8721 Oberwerrn Caspar; Bernhard Dipl.-Ing. Schierling (FH), 8702 Kürnach
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1985-01-24
Filing date: 1985-01-24
Publication date: 1986-07-24
Also published as: GB8601155D0; JPS61248938A; GB2170295A; FR2576357A1

Description

FICHTEL & SACHS AG - SCHWEINFURT ANR 1 001 485 Reg.-Nr. 12 446

PATENT- UND GEBRAUCHSMUSTERHILFSANMELDUNG

Indirekte Lagerung für ein geteiltes Schwungrad

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein geteiltes Schwungrad, bestehend u, a. aus einem ersten Schwungrad, welches lösbar mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist, einem zweiten Schwungrad, welches gegenüber dem ersten über ein Lager begrenzt verdrehbar ist, einer Torsionsdämpfeinrichtung zwischen beiden Schwungrädern, die zumindest aus Torsionsfedern besteht, die in Fenster sowohl des ersten als auch des zweiten Schwungrades eingreifen, sowie ggf. Reibeinrichtungen, wobei die Torsionsdämpfeinrichtung eine Nabenscheibe beinhaltet, welche als erstes Schwungrad ausgebildet und mit der Kurbelwelle fest verbunden ist.

Ein geteiltes Schwungrad der obengenannten Bauart ist beispielsweise aus der DE-PatAnm Nr. P 34 47 180.4 bekannt. Wie insbesondere in Fig. 4 dieser Patentanmeldung dargestellt, ist die Nabenscheibe der Torsionsdämpfeinrichtung als erstes Schwungrad ausgebildet und mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verschraubt. Mit einem der Deckbleche der Torsionsdämpfeinrichtung ist das zweite Schwungrad verbunden, welches im Bereich seines Innendurchmessers auf der Abtriebsseite der Nabenscheibe drehbar gelagert ist.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem geteilten Schwungrad der obengenannten Bauart einen möglichst einfachen Aufbau, eine stabile Ausführung und einen dauerhaften Betrieb zu erzielen.

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Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Durch die Aufteilung des zweiten Schwungrades in zwei Teilmassen, die beiderseits der Nabenscheibe angeordnet und untereinander fest verbunden sind, ergibt sich einmal ein steifer, kastenförmiger Aufbau, wobei die Anordnung des Lagers am antriebsseitigen Teil des zweiten Schwungrades eine starke Wärmeentkoppelung vom abtriebsseitigen Teil des zweiten Schwungrades mit sich bringt, welches ja durch die Reibungskupplung thermisch hoch belastet ist. Der Wärmefluß vom abtriebsseitigen zum antriebsseitigen Teil des zweiten Schwungrades ist durch einen langen Weg sowie durch stark unterbrochene Verbindungsteile sehr erschwert.

Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausbildungsformen der durch den Hauptanspruch festgelegten Konstruktion. So ist beispielsweise erfindungsgemäß die Nabenscheibe aus einem Blechteil durch Ausstanzen hergestellt und im Bereich ihres Außenumfanges über eine Nietverbindung mit einer zusätzlichen Schwungmasse versehen. Die zusätzliche Schwungmasse kann beispielsweise als Gußteil hergestellt sein, Auf diese Weise kann die Nabenscheibe einfach - mit einem Minimum an spanabhebender Verarbeitung - hergestellt werden, was auch für die zusätzliche Schwungmasse gilt. Weiterhin wird durch die L-förmige Ausgestaltung des antriebsseitigen Teiles des zweiten Schwungrades sowie durch die konische Ausführung der Nabenscheibe für die raumsparende Unterbringung von Reibeinrichtungen Platz geschaffen. Dabei ist die Reiheinrichtung für den Normalbetrieb direkt anschließend an die L-förmige Kontur des antriebsseitigen Teiles des zweiten Schwungrades angeordnet, Diese Reibeinrichtung wirkt in einer niederen Stufe über den gesamten Verdrehwinkelbereich, während sie in einer zusätzlichen Stufe bei größeren Winkelausschlägen zum Einsatz kommt, Auf der gegenüberliegenden Seite ist eine weitere Reibeinrichtung vorgesehen, welche lediglich im Bereich des laaxiualen Verarehwinkels der Torsionsdilmpfeinrichtung zum Einsatz kommt. Die zur Führung von Torsionsfedern mit entsprechenden Fenstern versehenen Deckbleche der Torsionsdämpfeinrichtung sind in vorteilhafter Weise als einzelne Segmente hergestellt und jeweils durch mindestens zwei im Umfang aufeinanderfolgende Abstandsniete mit den entsprechenden Teilen des zweiten Schwungrades fest verbunden. Es ergeben sich somit bei der Herstellung dieser Deck-

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bleche nur äußerst geringe Abfallmengen,

Die Erfindung wird anschließend .an Hand eines Beispieles näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig, 1 den Längsschnitt durch die obere Hälfte eines Ausführungsbeispielesj

Fig. 2 den Längsschnitt durch die untere Hälfte eines nahezu identischen Ausführungsbeispielesj

Fig. 3 und 4 ausschnittsweise dargestellte Gleitlagerj

Fig. 5 die Teilansicht eines Deckbleches aus einzelnen Segmenten,

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch die obere. Hälfte eines geteilten Schwungrades. Das geteilte Schwungrad ist am abtriebsseitigen Ende einer Kurbelwelle 2 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine befestigt, Zur Befestigung sind mehrere am Umfang verteilte Befestigungsschrauben 6 vorgesehen, für die entsprechende Gewinde in der Kurbelwelle 2 vorgesehen sind. Die Befestigung erfolgt einerseits über die Nabenscheibe 1 der Torsionsdämpfeinrichtung und andererseits über ein Lager 3, Dieses Lager kann sowohl als Wälzlager als auch als Gleitlager ausgeführt sein. Die an der Kurbelwelle 2 angeschraubte Nabenscheibe 1 ist zusammen mit einer zusätzlichen Schwungmasse 9 als erstes Schwungrad ausgebildet, Die Nabenscheibe 1 weist u, a. öffnungen auf, in welchen sich Torsionsfedern 4 befinden, Diese Torsionsfedern 4 erstrecken sich auch in entsprechende Fenster von Deckblechen 30 und 3-1, um eine Drehmomentübertragung vornehmen zu können, Die beiderseits der Nabenscheibe 1 angeordneten Deckbleche 30 und 31 sind auf Abstand gehalten und über Abstandsniete fest miteinander verbunden, Gleichzeitig verbinden diese Abotaniiuiiiete 36 das eine Deckblech 30 mit dem antriebsseitigen Teil 7 des zweiten Schwungrades und das Deckblech 31 mit dem abtriebsseitigen Teil 8 des zweiten Schwungrades. Somit bilden die beiden Deckbleche 30 und 31, die Abstandsniete 36 und die beiden Teile 7 und 8 das zweite Schwungrad, Die Lagerung dieses zweiten Schwungrades erfolgt über den radial inneren Bereich des

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antriebsseitigen Teiles 7j welches zu diesem Zweck etwa L-förmig ausgeführt ist - mit einem waagerecht verlaufenden Schenkel 10, der in Richtung auf die Nabenscheibe 1 verläuft. Mit diesem Schenkel 10.ist das antriebsseitige Teil 7 auf das Lager 3 aufgesetzt und in axialer Richtung über einen Anschlag 43 und einen Sicherungsring 45 gesichert. Das Lager 3 ist auf dem Außenumfang der Kurbelwelle 2 aufgesetzt und ebenfalls durch einen Anschlag 44 einerseits und eine Nase 46 der Nabenscheibe 1 andererseits axial gesichert, Diese Art der Lagerung des zweiten Schwungrades vermeidet eine übermäßige Aufheizung des Lagers 3 durch das thermisch hoch belastete, abtriebsseitige Teil 8, welches zusammen mit der Kupplungsscheibe 42 Teil einer Reibungskupplung ist, die insbesondere während der Anfahrvorgänge beispielsweise am Berg erhebliche Temperaturerhöhungen verursacht. Einmal durch den weiten Weg, den der Wärmefluß nehmen muß, und andererseits durch die relativ geringen Verbindungsquerschnitte über die Abstandsniete 36 gelangt nur ein unschädlicher Teil der Wärmemenge bis zum Lager 3. Die Torsionsdämpfeinrichtung weist weiterhin zwei Reibeinrichtungen 13 bzw, 27 auf. Die Reibeinrichtung 13 ist direkt radial anschließend an den waagerechten Schenkel 10 des antriebsseitigen Teiles 7 angeordnet, Zur besonders guten Raumnutzung ist zusätzlich in diesem Bereich die Nabenscheibe 1 konisch ausgeführt, wobei sich der Konus in Richtung auf das Teil 7 erweitert," Die Reibeinrichtung 13 besteht aus einem an der Innenwandung des Teiles 7 anliegenden Reibring 11 , einen daran anschließenden Druckring 14, der axial abstehende Nasen 22 aufweist, die parallel zum Schenkel 10 verlaufen und bis in Öffnungen 23 der Nabenscheibe 1 reichen. An den Druckring 14 anschließend ist ein weiterer Reibring 12 angeordnet, desgleichen ein weiterer Druckring 15, der ebenfalls mit axial abstehenden Nasen 24 in entsprechende Öffnungen 25 des antriebsseitigen Teiles 7 reicht, daran anschließend ein weiterer Reibring 12, ein Druckring l6 sowie eine Feder 17, Der Druckring l6 ist dabei drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Druckring 14 verbunden, die Nasen 24 des Druckringes 15 sind mit Spiel in Umfangsrichtung in die Öffnungen 25 des Teiles 7 eingesetzt und die Nasen 22 des Druckringes 14 sind ohne Spiel in Umfangsrichtung in die Öffnungen 23 der Nabenscheibe 1 eingesetzt, Die Wirkungsweise dieser Reibeinrichtung ist kurz folgende;

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Bei Torsionsschwingungen mit einem Verdrehwinkel, der nicht größer als das Spiel der Nasen 24 in den öffnungen 25 ist, entsteht lediglich eine Reibwirkung zwischen dem Druckring 14, dem Reibring 11 und. dem antriebsseitigen Teil 7 t Bei größeren Verdrehwinkeln entsprechend einer größeren Ungleichförmigkeit schlagen die Nasen 14 an den Endbegrenzungen der öffnungen 25 an, so daß von diesem Anschlag ab sämtliche Teile der Reibeinrichtung wirksam werden. Das bedeutet, daß sowohl die Reibscheibe 11 als auch die beiden Reibscheiben 12 mit jeweils ihren beiden Seitenwänden einer Reibbewegung unterworfen sind. Damit besteht in diesem Betriebszustand eine hohe Reibungsdämpfung.

Die Reibeinrichtung 27 ist in radialer Richtung anschließend an die Reibeinrichtung 13 angeordnet, Sie weist zwei zu beiden Seiten der Nabenscheibe 1 angeordnete Steuerbleche 28 und 29 auf. Dabei reicht das Steuerblech 28 mit axial abgewinkelten Nasen 3^ durch öffnungen 35 in der Nabenscheibe in entsprechende öffnungen im gegenüberliegenden Steuerblech 29, wodurch beide Steuer-, bleche drehfest, aber axial lose miteinander verbunden sind. Zwischen jedem der beiden Steuerbleche 28 und 29 und den beiden Teilen 7 und 8 des zweiten Schwungrades sind Reibringe 33 angeordnet und weiterhin ist eine Feder 32 vorgesehen, die für eine Belastung der beiden Steuerbleche 28 und 29 in axialer Richtung voneinander wegweisend sorgt. Durch entsprechend größere Ausführung der Fenster 35 in der Nabenscheibe 1 als die umfangsmäßige Erstreckung der Nasen 34 wird erreicht, daß diese Reibeinrichtung 27 mit ihrem sehr hohen Reibwert nur im Endbereich des maximalen Verdrehwinkelausschlages der gesamten Torsionsdämpfeinrichtung wirksam wird. Damit wird erreicht, daß insbesondere die beim Starten und Abstellen der Brennkraftmaschine entstehenden hohen Ungleichförmigkeiten ausreichend gedämpft werden,

Die Nabenscheibe 1 ist in vorteilhafter Weise als Blechstanzteil Hergestellt, wodurch einmal ein preiswertes Ausgangsmaterial Verwendung finden und zum anderen die spanabhebende Bearbeitung auf ein Mindestmaß reduziert werden kann. Wie noch in Verbindung mit Fig. 2 näher dargestellt, erfolgt die Verbindung zur zusätzlichen Schwungmasse 9, welche vorzugsweise als Gußteil hergestellt wird, über Nieten, Ebenfalls als Blechstanzteile sind die beiden Deck-

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bleche 30 und 31 hergestellt, mit ihren zur Aufnahme der Torsionsfedern 4 notwendigen Fenster. Die im Bereich der Torsionsfedern 4 vorgesehenen Taschen 37 in den beiden Teilen 7 und 8 des zweiten Schwungrades sind bereits in der Gießform vorgesehen und müssen nicht bearbeitet werden, da sie keine Steuerfunktionen aufweisen. Aus der Darstellung geht weiterhin die Anordnung des Pilotlagers 47 und ein Teil der Getriebewelle 5 hervor, auf welcher die Kupplungsscheibe 42 drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist,

Fig. 2 zeigt ebenfalls einen Längsschnitt durch die untere Hälfte eines geteilten Schwungrades, welches sich geringfügig - im Bereich der Befestigung an der Kurbelwelle 2 - von Fig. 1 unterscheidet, Fig. 2 zeigt die Befestigung des geteilten Schwungrades an der Kurbelwelle 2 über einen Flansch 39» der mit Befestigungsschrauben 6 an der Kurbelwelle 2 angeschraubt ist. Auf diesen Flansch 39 ist das Lager 3 aufgesetzt und axial einmal durch einen festen Anschlag 44 fixiert und auf der gegenüberliegenden Seite über einen Distanzring 40, der seinerseits durch die Nabenscheibe 1 gehalten ist, die ebenfalls über die Befestigungsschrauben 6 am Flansch 39 befestigt ist, Das Lager 3 trägt an seinem Außenumfang in bekannter Weise das antriebsseitige Teil 7 des zweiten Schwungrades über .den waagerechten Schenkel 10. Die axiale Sicherung erfolgt auch hier über einen Anschlag 43 und einen Sicherungsring 45, Weiterhin ist in dieser Fig, 2 die Reibeinrichtung 13 sowie die Reibeinrichtung 27 zu erkennen. Aus der Darstellung geht die Zuordnung des konischen Bereiches 26 der Nabenscheibe 1 zu den beiden Reibeinrichtungen 13 und 27 hervor. Die übrigen Teile sind mit denen von Fig, I identisch, wobei aus Fig. 2 noch die Befestigung zwischen der Nabenscheibe 1 und der zusätzlichen Schwungmasse 9 über die Befestigungsniete 41 zu erkennen ist. Funktionsmäßig ergeben sich keine Unterschiede zu Fig. 1.

Die Figuren 3 und 4 zeigen Ausschnitte des Lagerbereiches gemäß Fig, 2, wobei in beiden Fällen ein Gleitlager 50 bzw, 51 vorgesehen ist, Beide Gleitlager bestehen aus einem geteilten Innenring und einem ungeteilten Außenring, wobei das Gleitlager 50 eine etwa V-förmige Gleitfläche aufweist, während beim Gleitlager 51 die Gleitflächen zylindrisch bzw, scheibenförmig verlaufen,

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Pig. 5 zeigt die Ausbildung der beiden Deckbleche 30 bzw, 31 in einer Teilansicht, Beide Deckbleche sind aus einzelnen Segmenten 38 hergestellt, wobei jedes Segment 38 zumindest mit zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Abstandsnieten 36 über die Boh' rung 49 mit dem entsprechenden Teil 7 bzw. 8 des zweiten Schwungrades vernietet werden. In den Segmenten 38 sind entsprechende Fenster 48 für die Aufnahme von Torsionsfedern 4 vorgesehen. Die Aufteilung der Deckbleche 30 bzw. 31 in einzelne Segmente 38 hat erhebliche Herstellungsvorteile, da gegenüber einem geschlossenen Ring erheblich weniger Stanzabfall anfällt, Die Steifigkeit dieser Deckbleche 30 und 31 ist im vorliegenden Falle unwichtig, da die beiden Teile 7 und 8 des zweiten Schwungrades genügend Steifigkeit aufweisen, um beispielsweise auch die große Kraft der Feder 32 der Reibeinrichtung 27 ohne Verformung aufnehmen zu können.

18,01,1985
FRP-2 Ho/whm*

Claims

Patentansprüche

Geteiltes Schwungrad, bestehend u, a, aus einem ersten Schwungrad, welches lösbar mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist, einem zweiten Schwungrad, welches gegenüber dem ersten über ein Lager begrenzt verdrehbar ist, einer Torsionsdämpfeinrichtung zwischen beiden Schwungrädern, die zumindest aus Torsionsfedern besteht, die in Fenster sowohl des ersten als auch des zweiten Schwungrades eingreifen, sowie ggf. Reibeinrichtungen, wobei die Torsionsdämpfeinrichtung eine Nabenscheibe beinhaltet, welche als erstes Schwungrad ausgebildet und mit der Kurbelwelle fest yerbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schwungrad zweigeteilt ausgeführt und zu beiden Seiten der Nabenscheibe (1) je ein Teil des zweiten Schwungrades angeordnet ist, beide Teile (7, 8) untereinander fest verbunden und auf Abstand gehalten sind und das der Brennkraftmaschine zugewandte, antriebsseitige Teil (7) mit seinem Innendurchmesser auf das Lager (3) aufgesetzt ist.

2, Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet₃ daß auf der Kurbelwelle (2) bzw, auf einem mit ihr verschraubten Flansch (39) - von der Brennkraftmaschine her gesehen das Lager (3) axial gesichert aufgesetzt sowie daran anschließend die Nabenscheibe (1) befestigt ist,

3, Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 und 2_t dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (1) vorzugsweise als Blechstanzteil hergestellt ist. ' _A>

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4. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis .3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (1) im Bereich radial außerhalb der Torsionsfedern (4) mit einer zusätzlichen Schwungmasse (9.) vernietet ist, die sich radial außerhalb des abtriebsseitigen Teiles (8) des zweiten Schwungrades etwa zylinderförmig erstreckt,

5. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das antriebsseitige Teil.(7) des zweiten Schwungrades in seinem radial inneren Bereich etwa L-förmig ausgeführt ist, der waagerechte Schenkel (10) von der Brennkraftmaschine wegweist und auf dem Lager (3) geführt ist,

6. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des L-förmigen Bereiches des antriebsseitigen Teiles (7) des zweiten Schwungrades eine Reibeinrichtung (13) vorgesehen ist,

7. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibeinrichtung (13) aus insgesamt drei Reibringen (11, 12), drei Druckringen (14, 15, IS) und einer Feder (17) besteht, wobei der Druckring (14) auf dem waagerechten Schenkel (10) des antriebsseitigen Teiles (7) geführt ist und unter Zwischenschaltung eines Reibringes (11) an der Innenwandung des Teiles (7) anliegt, der Druckring (14) mit axial abstehenden Nasen (20) in Öffnungen (23) der Nabenscheibe (1) ohne Spiel in Umfangsrichtung eingreift, anschließend an den Druckring (14) ein Reibring (12), ein Druckring (15), ein weiterer Reibring (12), ein Druckring (16) und eine Tellerfeder (17) angeordnet sind, wobei der Druckring (15) mit axialen Nasen (24) radial außerhalb des Druckringes (14) in Öffnungen (25) im antriebsseitigen Teil (7) mit Spiel in Umfangsrichtung eingreift und der Druckring (16) drehfest, aber axial verschiebbar mit dem Druckring (14) verbunden ist,

8. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (1) im radialen Bereich der Reibeinrichtung (13) konisch ausgeführt ist, mit einer sich in Richtung auf das antriebsseitige Teil (7) erweiternden Bereich (26).

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9. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im konischen Bereich (26) der Nabenscheibe (1) auf der dem abtriebsseitigen Teil (8) zugewandten Seite Bauteile, einer weiteren Reibeinrichtung (27) angeordnet sind.

10. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibeinrichtung (27) aus zwei beiderseits der Nabenscheibe (1) angeordneten Steuerblechen (28, 29) besteht, die über eine zwischengeschaltete Feder (32) gespreizt werden und unter Zwischenlage von zwei Reibringen (33) an den beiden Teilen (7, 8) des zweiten Schwungrades anliegen, wobei das eine Steuerblech (28) mit axial verlaufenden Nasen (34) die Nabenscheibe (1) in Öffnungen (35) mit Spiel durchdringt, eine drehfeste Verbindung mit dem anderen Steuerblech (29) herstellt und die Feder (32) am Steuerblech (29) einerseits und an Anschlägen der Nasen (34) andererseits anliegt.

11. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsdämpfeinrichtung u, a. zwei zu beiden Seiten der Nabenscheibe (1) angeordnete Deckbleche (30, 31) enthält, welche zur Aufnahme der Torsionsfedern (4) mit Fenstern versehen sind .und welche mit den entsprechenden Teilen (7, 8) des zweiten Schwungrades fest verbunden sind, wobei die Verbindung über Abstandsniete (36) erfolgt, welche sowohl die Verbindung zwischen den Deckblechen (30, 31) und den entsprechenden Teilen (7> 8) herstellen als auch die Verbindung der beiden Teile (7, 8) untereinander gewährleisten.

12. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (7, 8) vorzugsweise als Gußteile hergestellt sind und eingegossene Taschen (37) zur Bewegungsfreiheit der Torsionsfedern (4) aufweisen,

13. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckbleche (30, 31) aus einzelnen Segmenten (38) bestehen und in Umfangsrichtung eine derartige Erstreckung aufweisen, daß jedes Segment (38) mit jeweils wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Abstandsnieten (36) befestigt ist.

18.01.1985