DE3515928A1

DE3515928A1 - Geteiltes schwungrad mit fluessigkeitsfuellung

Info

Publication number: DE3515928A1
Application number: DE19853515928
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Caspar (TH), 8721 Oberwerrn; Wolfgang Dipl.-Ing. Großpietsch (FH), 8720 Schweinfurt; Franz Dipl.-Ing. Hartig (TU), 8721 Dittelbrunn; Friedrich Dipl.-Ing. Kittel (FH), 8720 Schweinfurt; Norbert Dipl.-Ing. Pieper (FH), 8727 Werneck; Bernhard Dipl.-Ing. Schierling (FH), 8702 Kürnach; Alfred 8722 Waigoldshausen Schraut; Werner Wiesner
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1985-05-03
Filing date: 1985-05-03
Publication date: 1986-11-06
Anticipated expiration: 2005-05-04
Also published as: GB2175067A; GB2175067B; GB8609712D0; JPH0730814B2; JPS61256041A; DE3515928C2; US4782718A

Description

FICHTEL S SACHS AG, Schweinfurt

ANR 1 001 485 Reg.-Nr. 12496

Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Geteiltes Schwungrad mit Flüsslgkeltsfüi1ung

Die Erfindung bezieht sich auf ein geteiltes' Schwungrad für Brennkraftmaschinen mit Torsionsdämpfeinrichtung zwischen beiden Teilen, bestehend unter anderem aus einem ersten Schwungrad, welches mit der Kurbelwelle lösbar verbunden Ist, einem zweiten Schwungrad, welches diesem gegenüber drehbar gelagert Ist und welches mit diesem über Torsionsfedern drehverbunden Ist, wobei die Torsionsfedern sowohl In Fenstern einer zentralen Scheibe als auch In Fenstern von zu beiden Selten der Scheibe angeordneten und untereinander verbundenen Deckblechen angeordnet sind, wobei ferner die wesentlichen Bauteile der Torslonsdämpfelnrlchtung - Deckbleche und zentrale Scheibe - alternativ mit dem ersten oder dem zweiten Schwungrad verbunden sind und die Lagerung des zweiten Schwungrades über einen Lagerflansch erfolgt, der zusammen mit dem ersten Schwungrad mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verschraubt Ist.

Ein geteiltes Schwungrad der obengenannten Bauart Ist beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung P3447 181.2 bekannt. Als prinzipielles Problem bei geteilten Schwungrädern hat sich herausgestellt, daß beispielsweise die In den Fenstern angeordneten Torsionsfedern einer sehr hohen Beanspruchung unterliegen, wobei unerwünschte Geräusche auftreten können sowie erhöhter Verschleiß.

Es Ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung wirksame Maßnahmen zu ergreifen, die dem erhöhten Verschleiß und deV Geräuschentstehung entgegenwirken.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Durch das Einfüllen von Schmiermittel und/oder Kühlmittel In das geteilte Schwungrad können nicht nur wirkungsvoll die Eigengeräusche gedämpft werden sondern es werden die In diesem Bereich angeordneten und hochbeanspruchten Bauteile vor übermäßigem Verschleiß bewahrt. Dabei Ist es besonders vorteilhaft, zumindest die Torslonsdämpfelnrlchtung als flüssigkeitsdichte Einheit auszugestalten. Es Ist zwar prinzipiell möglich das gesamte geteilte Schwungrad als flüsslgkeltsdichte Einheit auszugestalten, Jedoch ergeben sich dann unter Umständen Schwierigkelten beim Zusammenbau des geteilten Schwungrades und es Ist vorteilhafter, den üblicherweise als angelieferte Baueinheit vorgesehenen Torsionsdämpfer flüsslgkeltsdlcht auszublIden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens festgelegt. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, die flüssIgkeltsdtchte Torslonsdämpfelnrlchtung an das SchmlermlttelVersorgungssystem der Brennkraftmaschine anzuschließen. Dadurch wird neben der Schmierung, der Geräuschunterdrückung und der Verschleißunterdrückung gleichzeitig ein Kühleffekt erzielt.

Die Erfindung wird anschließend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Im einzelnen:

Figur 1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch ein geteiltes Schwungrad,

Figur 2 einen Ausschnitt eines Längsschnittes durch die untere Hälfte des geteilten Schwungrades gemäß Figur 1;

Figur 3 einen Ausschnitt eines Längsschnittes durch die Lagerung des zweiten Schwungrades;

Figur 4 einen TeM1ängsschnltt durch ein weiteres geteiltes Schwungrad; <

Figur 5 einen Te M1ängsschnltt Im Bereich der Torsionsfedern einer weiteren Ausführungsvariante.

Die Figuren 1 und 2 zeigen die obere Hälfte und einen Ausschnitt aus der unteren Hälfte eines Längsschnittes durch ein geteiltes Schwungrad. Das geteilte Schwungrad Ist auf dem Ende der Kurbelwelle 3 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine befestigt. Das erste Schwungrad 1, der Flansch 37 mit der zentralen Scheibe 5 sowie der Lagerflansch 11 sind direkt unter Zwischenschaltung eines Deckels 38 durch mehrere am Umfang gleichmäßig verteilte Schrauben 17 mit der Kurbelwelle 3 verbunden. Gegenüber diesen drehfest mit der Kurbelwelle 3 verbundenen Bauteile des geteilten Schwungrades sind die üblichen Bauteile unter Zwischenschaltung eines Torslonsschwlngungsdämpfers In einem vorgegebenen Winkelmaß verdrehbar gelagert. Zu diesen verdrehbar gelagerten Teilen gehören das zweite Schwungrad 2 mit der daran fest angeordneten Reibungskupplung 48, die beiden Deckbleche 7 und 8 mit dem Flansch 15, die beiden Dichtbleche 27 und 28 sowie die Lagerhülse 21. Dabei sind die Deckbleche 7 und 8 sowie die Dichtbleche 27 und 28 untereinander Im Bereich radial außerhalb der Torsionsfedern h über Niete 29 fest miteinander verbunden, weiterhin besteht über die Schrauben 18 gemäß Figur 2 eine feste Verbindung zwischen den Deckblechen und den Dichtblechen einerseits und dem zweiten Schwungrad 2 andererseits. Die relative Verdrehmöglichkeit zwischen den beiden Gruppen Ist dadurch gegeben, daß das zweite Schwungrad 2 mit der Reibungskupplung 48 unter Zwischenschaltung der Lagerhülse 21 verdrehbar auf dem Lagerflansch 11 gelagert Ist und die Torsionsfedern 4 einmal In Fenster 6 der zentralen Scheibe 5 sowie In Fenster 9 der Deckbleche 7 und 8 eingreifen. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine gibt diese über die Kurbelwelle 3 ein Drehmoment ab, wobei die Drehbewegung einen starken UnglelchförmlgkeItsgrad aufweist. Dieser Unglelchförmlgkeltsgrad wird durch die Torslonsdämpfelnrlchtung auf ein erträgliches Maß abgebaut. Der gesamte Torsionsdämpfer Ist einmal nach radial außen hin flüsslgkeltsdlcht ausgestaltet.

Zu diesem Zweck sind die Im Bereich der Niete 19 In axialer Richtung gestaffelt zusammengeführten Deckbleche 7 und 8 sdtole Dichtbleche 27 und 28 mit dazwischen angeordneten Flachdichtungen 31 versehen. Dadurch Ist es möglich, den Innenraum der Torsionsdämpfe I nr I chtung zumindest teilweise mit einem Schmiermittel oder mit einem Kühlmittel zu füllen. Zumindest während des Betriebs der Brennkraftmaschine würde diese Abdichtung ausreichen, da das Schmiermittel - von radial außen her gesehen - einen Füllungsstand aufweisen würde, der lediglich bis geringfügig über die Torsionsfedern 4 hinausreichen müßte. Dieses Schmiermittel bzw. Kühlmittel hat Im wesentlichen die Aufgabe, die hochbeanspruchten Stellen zwischen den Torsionsfedern 4 und den Fenstern 6 bzw. 9, mit denen die Torsionsfedern zusammenwirken, vor unerwünschtem Verschleiß zu schützen und die von der Torsionsdämpfeinrichtung ausgehenden Geräusche zu mildern. Weiterhin kann dieses Schmier- bzw. Kühlmittel, die während des Betriebs vor allem von der Reibungskupplung 48 ausgehende thermische Belastung gleichmäßiger auf viele Bauteile verteilen. Eine Abdichtung, auch n-ach radial Innen hin, wird sich allerdings nicht In allen Fällen umgehen lassen. Es sind deshalb zusätzliche Dichtungen vorgesehen. So sind beispielsweise die Dichtbleche 27 bzw. 28 In Ihrem radial Inneren Bereich etwa topfförmlg In Achsrichtung mit einem Bund 49 bzw, 50 versehen. Die zylindrische Innenfläche dieser beiden Bunde 49 und 50 wird als Dichtfläche herangezogen gegenüber einer Bewegungsdichtung 40 bzw. einer Ruhedichtung 39. Beide Dichtungen sind beispielsweise als O-Rlng ausgeführt. Dabei befindet sich die Bewegungsdichtung zwischen dem Bund 49 des Dichtbleches 27 und dem Flansch 37, der fest mit der Kurbelwelle 3 verbunden ist. Die Ruhedtchtung 39 ebenfalls vorzugsweise In Form eines O-Rlnges befindet sich Im Flansch 15 In einer entsprechenden Nut und dichtet gegenüber dem Bund 50 des Dichtbleches 28 ab. An dieser Stelle findet keine Relativbewegung statt, da der Flansch 15 und das Deckblech 8 sowie das Dichtblech 28 fest untereinander verbunden sind. Eine weitere Bewegungsdichtung 41 Ist zwischen dem Flansch 15 und dem Flansch 37 vorgesehen. Auch In diesem Fall Ist ein O-Rlng eingesetzt, wobei die beiden Teile 15 und 37 in diesem Bereich einen geringen zylindrischen Spalt aufweisen.

Figur 3 zeigt ausschnittsweise eine Variante der GIeIt1agerung zwischen dem zweiten Schwungrad 2 und dem ersten Schwungrad 1 gemäß Figur 1. In dieser Variante Ist das Gleitlager mit seiner Lagerhülse 21 In den teilweise gefüllten, dichten Innenraum der Torsionsdämpfeinrichtung miteinbezogen. Auf diese Weise können die Flächen der GleItiagerung ebenfalls mit einem Schmiermittel vor Verschleiß geschützt werden. Die Anordnung der Dichtungen ist dadurch jedoch so abgeändert, daß die Bewegungsdichtung 41 auf die von der Brennkraftmaschine abgewandten Seite der Lagerhülse 21 verlegt wurde und hier direkt zwischen dem Lagerflansch 11 und dem Flansch 15 abdichtet. Eine weitere Ruhedichtung 42 Ist dabei zwischen dem Lagerflansch 11 und dem Flansch 37 vorgesehen. Auf diese Welse wird der Raum um die Lagerhülse 21 einerseits flüssigkeitsdicht nach außen ausgebildet um von dem Schmiermittel beaufschlagt zu werden, andererseits ist das Eindringen von Schmutz von außen her ebenfalls unterbunden.

Die Anordnung der Dichtbleche 27 bzw. 28 gemäß den Figuren 1 bis 3 kann In bestimmten Fä-llen eingespart werden, Indem gemäß Figur 5 die Deckbleche 13 bzw. 14 Auswölbungen 24 zur Darstellung der Fenster 33 für die Torsionsfedern 4 aufweisen, wobei die Außenkontur der Deckbleche 13 und lh dadurch nicht unterbrochen Ist. Es Ist hierbei nur noch nötig, die beiden Deckbleche 13 und 14 radial außerhalb der Torsionsfedern h dicht miteinander zu verbinden, wie beispielsweise In Figur 1 durch eine Flachdichtung 31 vorgeschlagen.

Figur h zeigt eine Ausführungsvariante eines geteilten Schwungrades Im Längsschnitt. Diese Ausführungsvariante unterscheidet sich In folgenden Punkten von den Ausführungen gemäß den Figuren 1 bis 3: die Relativbewegung zwischen den beiden Schwungrädern und 2 wird durch ein Wälzlager 22 ermöglicht. Weiterhin erfolgt die Anbindung des zweiten Schwungrades 2 in seinem radial inneren Bereich über den Flansch 16 an der zentralen Scheibe 5. Demgemäß sind die beiden Deckbleche 13 und 14 sowie die beiden Dichtbleche 29 und 30 drehfest mit dem ersten Schwungrad 1 verbunden.

Als weit wesentlicher Unterschied zu den oben beschriebenen Ausführungsformen 1st bei Figur 4 anzumerken, daß die Torsionsdämpf einrichtung an das Schmieröl system der Brennkraftmaschine angeschlossen Ist. Zu diesem Zweck weist die Kurbelwelle 3 sowohl Zuflußkanäle 34 als auch Rückflußkanäle 35 auf. Diese setzen sich In einem In die Kurbelwelle 3 eingesetzten Deckel 36 fort. Dieser Deckel 36 wird gleichzeitig mit den Schrauben 17, die Kurbelwelle 3, erstes Schwungrad 1, Dichtblech 29 und Lagerflansch 12 fest miteinander verbinden, gehalten. Das Wälzlager 22 Ist auf dem Lagerflansch 12 In axialer Richtung durch den Deckel 36 fixiert. Es trägt den Flansch 16, wobei die axiale Fixierung über einen Sicherungsring 51 erfolgt. Der Flansch 1st fest mit der zentralen Scheibe 5 ausgebildet, die Fenster aufweist zur Anordnung der Torsionsfedern 4. Weiterhin Ist das zweite Schwungrad 2 mit dem Flansch 16 beispielsweise über Schrauben 52 fest verbunden. Die Anbindung der Torslonsdämpfelnrlchtung an das erste Schwungrad 1 erfolgt über das dem Schwungrad 1 zugeordnete Dichtblech 29, welches nach radial Innen entsprechend dem ersten Schwungrad 1 soweit hineinreicht, daß es durch die Schrauben 17 gehalten Ist. Radial außerhalb der Torsionsfedern 4 sind die beiden Deckbleche 13 und 14 sowie die beiden Dichtbleche 29 und 30 über Niete 20 untereinander fest verbunden. Die Abdichtung des Innenraumes des Dämpfers nach radial außen hin erfolgt dadurch, daß die beiden Dichtbleche und 30 In axialer Richtung aufeinander zu topfförmlg ausgebildet sind und In dem Bereich Ihre gegenseitigen Berührung durch eine Schweißnaht 32 dicht miteinander verbunden sind. Die Torsionsfedern 4 sind dabei In Fenstern 6 der zentralen Scheibe 5 sowie in Fenstern 10 der Deckbleche 13 und 14- angeordnet. Die Dichtbleche 29 und 30 dienen hierbei sowohl der Abdichtung nach außen hin als auch der Krafteinleitung über das Dichtblech 29 von der Kurbelwelle 3 her. Die Abdichtung der Tors IonsdämpfeInrIchtung in Ihrem radial Inneren Bereich erfolgt einmal über eine Bewegungsdichtung 43 zwischen dem Flansch 16 einerseits sowie zumindest dem abtrIebsseltIg angeordneten Dichtblech 30 andererseits.

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Im vorliegenden Fall Ist allerdings der als Bewegungsdichtung 43 verwendete O-RIng für die Anordnung In einem Blechtell £u groß, so daß In die beiden Im wesentlichen parallel verlaufenden Blechte! len 14 und 30 jeweils ein Teil der Nut zur Aufnahme des O-Rlnges angebracht Ist. Eine weitere Berührungsdichtung befindet sich auf der der Brennkraftmaschine abgewandten Seite des Wälzlagers 22 zwischen dem Flansch 16 und dem Deckel 36. Diese Bewegungsdichtung 44 Ist Im vorliegenden Fall In Form einer Lippendichtung vorgesehen. Da bei dieser Ausführung eines geteilten Schwungrades die TorslonsdämpfeInrIchtung vom Drucköl der Brennkraftmaschine durchflossen wird, Ist ebenfalls an den einzelnen Anschlußstellen zwischen den Zuflußkanälen 34 und den Rückflußkanälen 35 von der Kurbelwelle 3 In den Deckel 36 und von hler In die TorslonsdämpfelnrIchtung Ruhedichtungen 45, 46 und 47 vorgesehen. Bei der hler zugrunde liegenden Anordnung Ist der gesamte Innenraum der Torsionsdämpfeinrichtung mit Drucköl gefüllt. Durch den dauernden Austausch dieses Drucköls während des Betriebs der Brennkraftmaschine kommt zusätzlich zur verschleißmindernden und geräuschmindernden Wirkung noch eine deutliche temperaturausglelchende Wirkung hinzu. Dabei sind sämtliche gegeneinander bewegliche Bauteile des geteilten Schwungrades In den SchmlermlttelkreI si auf m!te Inbezogen. Als rein konstruktive Maßnahme Ist zum Unterschied zu Figur 1 In Figur 4 eine ZentrIerbüchse 23 dargestellt, welche die gegenseitige Zentrierung der Bauteile 1, 3, 29 und 12 übernimmt. Des weiteren sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß Innerhalb der TorslonsdämpfeInrIchtung ohne weiteres Reibeinrichtungen vorgesehen sein können, welche die Torsionsschwingungen dämpfen.

FRP-2 Ho/Br
15.04.1985

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Claims

patentansprOche

Geteiltes Schwungrad für Brennkraftmaschinen mit Torsionsdämpfeinrlchtung zwischen beiden Teilen, bestehend unter anderem aus einem ersten Schwungrad, welches mit der Kurbelwelle lösbar verbunden Ist, einem zweiten Schwungrad, welches diesem gegenüber drehbar gelagert ist und welches mit diesem über Torsionsfedern drehverbunden Ist, wobei die Torsionsfedern sowohl In Fenstern einer zentralen Scheibe als auch in Fenstern von zu beiden Selten der Scheibe angeordneten und untereinander verbundenen Deckblechen angeordnet sind, wobei ferner die wesentlichen Bauteile der Torslonsdämpfeinrichtung - Deckbleche und zentrale Scheibe alternativ mit dem ersten oder dem zweiten Schwungrad verbunden sind und die Lagerung des zweiten Schwungrades über einen Lagerflansch erfolgt, der zusammen mit dem ersten Schwungrad mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verschraubt Ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Torsionsdämpfeinrichtung (4, 5, 7, 8, 13, I¹O als flüssigkeitsdichte Elnhett ausgebildet und zumindest teilweise mit einem Schmiermittel und/oder Kühlmittel gefüllt ist.
2. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster (33) In den Deckblechen (13, als nach außen gewölbte, flüssigkeitsdichte Auswölbungen (24) ausgebildet sind.
3. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster (9, 10) In den Deckblechen (7, 8, 13, 14) offen ausgeführt sind und die Deckbleche nach außen hin durch zusätzliche Dichtbleche (27, 28, 29, 30) abgedeckt s 1 nd.
4. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtbleche (27 bis 30) radial außerhalb der Torsionsfedern O) mit den Deckblechen (7, 8, 13, 14) fest verbunden sind (19, 20).
5. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Deckbleche (7, 8) als auch die Dichtbleche (27, 28) radial außerhalb der Torsionsfedern (4) zu einem In axialer Richtung gestaffelten Paket dicht zusammengeführt und gegebenenfalls unter Zwischenlage von Dichtungen (31) axial verspannt sind (19).
6. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtbleche (29, 30) radial außerhalb der Verbindungsstellen (20) mit den Deckblechen (13, 14) axial topfförmlg aufeinander zugerichtet und dicht miteinander verbunden sind.
7. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtbleche (29, 30) In den einander berührenden topfförmlgen Bereichen miteinander verschweißt sind (32).
8. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dichte Innenraum der Torslonsdämpfelnrlchtung (4, 5, 7, 8, 13, 14, 27 bis 30) über Ölbohrungen (34, 35) In der Kurbelwelle (3) mit dem SchmlerölVersorgungssystem der Brennkraftmaschine verbunden Ist.
9. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölbohrungen aus einem Zuflußkanal (34) und einem Rückflußkanal (35) bestehen zur zwangsweisen Zirkulation des Schmieröls.
10. Geteiltes Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die konstruktionsbedingten, mit'der Schmiermittel- bzw. Kühlmlttelfül1ung In Berührung stehenden Trennungsbereiche der Konstruktionselemente C3, 11, I¹*, 15, 16, 27, 28, 36, 37) Im Bereich radial Innerhalb der Deckbzw. Dichtbleche C7, 8, 13, I¹*, 27 bis 30) mit Bewegungsdichtungen (40, 41, 43, 44) bzw. Ruhedichtungen C39, 42, 45, 46, 57) versehen sind.

FRP-2 Ho/Br
15.04.1985