DE3515928C2 - Geteiltes Schwungrad für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein geteiltes Schwungrad für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 29 26 012 ist für eine Brennkraftmaschine ein geteiltes Schwungrad bekannt, das ein zusammen mit einem Lagerflansch lösbar an einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angeschraubtes, erstes Schwungrad und ein mittels eines Lagers relativ zum ersten Schwungrad drehbar an dem Lagerflansch gelagertes zweites Schwungrad umfaßt. Das zweite Schwungrad ist über eine Torsionsschwingungen dämpfende Torsionsdämpfeinrich­ tung mit dem ersten Schwungrad drehelastisch gekuppelt und trägt eine herkömmliche Reibungskupplung. Bei dem bekannten geteilten Schwungrad ist das erste Schwungrad axial zwischen zwei untereinander und mit dem zweiten Schwungrad über mehrere am Außenumfang verteilte Abstand­ niete fest verbundenen Deckblechen angeordnet. In einan­ der zugeordneten Fenstern des ersten, eine zentrale Scheibe der Torsionsdämpfeinrichtung bildenden ersten Schwungrads und den beiden Deckblechen sind Schraubenfe­ dern angeordnet, die die Deckbleche mit dem ersten Schwungrad drehelastisch kuppeln.

Es hat sich als prinzipielles Problem eines derartigen geteilten Schwungrads herausgestellt, daß die in den Fenstern angeordneten Schraubenfedern einer sehr hohen Beanspruchung und damit erhöhtem Verschleiß unterliegen, und es können im Betrieb unerwünschte Geräusche auftre­ ten.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 28 48 748 ist eine elastische Kupplung bekannt mit einer innenverzahnten, auf eine Welle drehfest aufsetzbaren Nabe, an der eine aus Kunststoff bestehende Nabenscheibe mit Hilfe von axial beiderseits angeordneten, dünnen Metallscheiben angenie­ tet ist. Axial beiderseits der Nabenscheibe sind Seiten­ scheiben relativ zur Nabe und zur Nabenscheibe drehbar angeordnet. Die Seitenscheiben sind radial außerhalb der Nabenscheibe durch Niete miteinander fest verbunden und reichen nach radial innen hin bis an die Nabe heran. In Fenstern der Nabenscheibe einerseits und fensterartigen Auswölbungen der Seitenscheiben andererseits sind Schrau­ benfedern angeordnet, die die Seitenscheiben drehela­ stisch mit der Nabenscheibe kuppeln. Die Seitenscheiben sind nach außen hin dicht ausgeführt und im radial inne­ ren Bereich axial beiderseits der Nabe durch Bewegungs­ dichtungen zur Nabe hin abgedichtet. Die elastische Kupplung bildet damit eine flüssigkeitsdichte Einheit, deren Innenraum zumindest teilweise mit Schmiermittel zur Verschleißminderung gefüllt ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein geteiltes Schwungrad zu schaffen, das bei vergleichsweise geringem axialen Bau­ raum verringertem Verschleiß ausgesetzt ist und Geräusch­ entwicklungen entgegenwirkt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei einem solchen geteilten Schwungrad bildet die Torsions­ dämpfeinrichtung eine flüssigkeitsdichte, mit dem kurbelwellenseitigen ersten Schwungrad fest verbundene Einheit, relativ zu der das zweite Schwungrad schon wegen des Bewegungsspiels in einem thermisch isolierenden Ab­ stand verläuft. Die Schmiermittel- bzw. Kühlmittelfüllung mindert den Verschleiß und die Geräuschentwicklung der Torsionsdämpfeinrichtung. Die Bewegungsabdichtung des Innenraums der Torsionsdämpfeinrichtung erfolgt einerseits mittels einer ersten Bewegungsdichtung zwischen dem zum zweiten Schwungrad benachbarten Deck- bzw. Dichtblech und einem mit dem zweiten Schwungrad drehverbundenen Teil einer­ seits und durch eine in der Nähe des Lagers angeordnete, das Lager überbrückende zweite Bewegungsdichtung anderer­ seits. Die beiden Bewegungsdichtungen können auf diese Weise im wesentlich radial übereinander angeordnet werden, was die Montage des geteilten Schwungrads erleichtert und axialen Bauraum einspart oder aber für weitere Komponenten der Torsionsdämpfeinrichtung beläßt. Insbesondere können auf diese Weise auch Reibeinrichtungen innerhalb der Torsionsdämpfeinrichtung untergebracht werden.

Im Rahmen der Erfindung ist zumindest die Torsionsdämpf­ einrichtung als flüssigkeitsdichte Einheit ausgestaltet. Es ist jedoch auch prinzipiell möglich, das gesamte geteilte Schwungrad als flüssigkeitsdichte Einheit auszu­ gestalten, wobei sich jedoch dann unter Umständen Schwie­ rigkeiten beim Zusammenbau des geteilten Schwungrads ergeben können.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterentwick­ lungen der Erfindung angegeben. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, die flüssigkeitsdichte Torsionsdämpf­ einrichtung an das Schmiermittelversorgungssystem der Brennkraftmaschine anzuschließen. Dadurch wird neben der Schmierung, der Geräuschunterdrückung und der Verschleiß­ unterdrückung gleichzeitig ein Kühleffekt erzielt.

Von Vorteil ist es auch, die den Innenraum dicht ab­ deckenden Bleche radial außen durch eine Schweißnaht dicht miteinander zu verbinden. Eine solche auch zur Befestigung der Bleche aneinander ausnutzbare Schweißnaht ersetzt die ansonsten bei einer Nietverbindung zusätzlich erforderlichen Dichtringe.

Bevorzugt weisen die Dichtbleche radial außerhalb der Verbindungsstellen mit den Deckblechen topfförmig axial aufeinander zu gerichtete Bereiche auf, in welchen sie dicht, insbesondere über eine Schweißnaht, miteinander verbunden sind. Durch diese Ausgestaltung wird der anson­ sten bei Nietverbindungen durch radiale Flansche oder dergleichen belegte Bauraum eingespart oder anderweitig verfügbar gemacht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein geteiltes Schwungrad und

Fig. 2 einen Teillängsschnitt im Bereich der Federn der Torsionsdämpfeinrichtung einer Variante des geteilten Schwungrads.

Fig. 1 zeigt die obere Hälfte und einen Ausschnitt aus der unteren Hälfte eines Längsschnittes durch ein geteil­ tes Schwungrad. Das geteilte Schwungrad ist auf dem Ende einer Kurbelwelle 3 einer nicht dargestellten Brennkraft­ maschine befestigt. Ein erstes Schwungrad 1 sowie ein Lagerflansch 12 sind direkt unter Zwischenschaltung eines Deckels 36 durch mehrere am Umfang gleichmäßig verteilte Schrauben 17 mit der Kurbelwelle 3 verbunden. Gegenüber diesen drehfest mit der Kurbelwelle 3 verbundenen Bautei­ len des geteilten Schwungrades sind die üblichen Bauteile einer Kupplungsanordnung unter Zwischenschaltung einer Torsionsdämpfeinrichtung, d. h. eines Torsionsschwingungs­ dämpfers, in einem vorgegebenen Winkelmaß verdrehbar gelagert. Zu diesen verdrehbar gelagerten Teilen gehören ein zweites Schwungrad 2 mit einer daran fest angeordne­ ten Reibungskupplung, zwei Deckbleche 13 und 14, ein Flansch 16, zwei Dichtbleche 29 und 30 sowie ein Wälzla­ ger 22. Dabei sind die Deckbleche 13 und 14 sowie die Dichtbleche 29 und 30 untereinander im Bereich radial außerhalb von Federn 4 der Torsionsdämpfeinrichtung fest miteinander verbunden. Die relative Verdrehmöglichkeit zwischen den beiden Gruppen ist dadurch gegeben, daß das zweite Schwungrad 2 mit der Reibungskupplung unter Zwi­ schenschaltung des Wälzlagers 22 verdrehbar auf dem Lagerflansch 12 gelagert ist. Die Federn 4 greifen einer­ seits in Fenster 6 einer zentralen Scheibe 5 und anderer­ seits in Fenster 10 der Deckbleche 13 und 14 ein. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine gibt diese über die Kurbelwelle 3 ein Drehmoment ab, wobei die Drehbewegung einen starken Ungleichförmigkeitsgrad aufweist. Dieser Ungleichförmigkeitsgrad wird durch die Torsionsdämpfein­ richtung auf ein erträgliches Maß abgebaut.

Die gesamte Torsionsdämpfeinrichtung ist nach radial außen hin flüssigkeitsdicht ausgestaltet. Dadurch ist es möglich, den Innenraum der Torsionsdämpfeinrichtung zumindest teilweise mit einem Schmiermittel oder mit einem Kühlmittel zu füllen. Zumindest während des Be­ triebs der Brennkraftmaschine würde die Abdichtung nach radial außen ausreichen, da das Schmiermittel - von radial außen her gesehen - einen Füllungsstand aufweisen würde, der lediglich bis geringfügig über die Federn 4 hinausreichen müßte. Dieses Schmiermittel bzw. Kühlmittel hat im wesentlichen die Aufgabe, die hochbeanspruchten Stellen zwischen den Federn 4 und den Fenstern 6 bzw. 10, mit denen die Federn 4 zusammenwirken, vor unerwünschtem Verschleiß zu schützen und die von der Torsionsdämpfein­ richtung ausgehenden Geräusche zu mildern. Weiterhin kann dieses Schmier- bzw. Kühlmittel die während des Betriebs vor allem von der Reibungskupplung ausgehende thermische Belastung gleichmäßiger auf viele Bauteile verteilen. Für die Abdichtung auch nach radial innen hin sind zusätzli­ che Dichtungen vorgesehen.

Wie Fig. 1 weiterhin zeigt, 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.

Die Schrauben 17 verbinden hierbei gleichzeitig die Kurbelwelle 3, das erste Schwungrad 1, das Dichtblech 29, den Lagerflansch 12 und den Deckel 36 fest miteinander. Eine Zentrierbüchse 23 übernimmt die gegenseitige Zent­ rierung der Bauteile 1, 3, 29 und 12. 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 16 ist fest mit der die Fenster 6 zur Anordnung der Federn 4 enthaltenden, zentralen Scheibe 5 ausgebildet.

Weiterhin ist das zweite Schwungrad 2 mit dem Flansch 16 beispielsweise über Schrauben 52 fest verbunden. Die Anbindung der Torsionsdämpfeinrichtung an das erste Schwungrad 1 erfolgt über das dem ersten Schwungrad 1 zugeordnete Dichtblech 29, welches entsprechend dem ersten Schwungrad 1 so weit nach radial innen reicht, daß es durch die Schrauben 17 gehalten ist. Radial außerhalb der Federn 4 sind die beiden Deckbleche 13 und 14 sowie die beiden Dichtbleche 29 und 30 über Niete 20 untereinan­ der fest verbunden. Die Abdichtung des Innenraumes der Torsionsdämpfeinrichtung nach radial außen hin erfolgt dadurch, daß die beiden Dichtbleche 29 und 30 in axialer Richtung aufeinander zu topfförmig ausgebildet sind und in dem Bereich ihrer gegenseitigen Berührung durch eine Schweißnaht 32 dicht miteinander verbunden sind. Die Federn 4 sind dabei in den Fenstern 6 der zentralen Scheibe 5 sowie in den Fenstern 10 der Deckbleche 13 und 14 angeordnet. Die Dichtbleche 29 und 30 dienen hierbei sowohl der Abdichtung nach außen hin als auch der Kraftein­ leitung über das Dichtblech 29 von der Kurbelwelle 3 her. Die Abdichtung der Torsionsdämpfeinrichtung in ihrem radial inneren Bereich erfolgt über eine Bewegungsdichtung 43 zwischen dem Flansch 16 einerseits sowie zumindest dem abtriebsseitig angeordneten Dichtblech 30 andererseits.

Im vorliegenden Fall ist allerdings der als Bewegungs­ dichtung 43 verwendete O-Ring für die Anordnung in einem Blechteil zu groß, so daß in den beiden im wesentlichen parallel verlaufenden Blechteilen 14 und 30 jeweils ein Teil der Nut zur Aufnahme des O-Ringes angebracht ist. Eine weitere Bewegungsdichtung befindet sich auf der der Brennkraftmaschine abgewandten Seite des Wälzlagers 22 zwischen dem Flansch 16 und dem Deckel 36. Diese Bewe­ gungsdichtung 44 ist im vorliegenden Fall in Form einer Lippendichtung vorgesehen.

Die Torsionsdämpfeinrichtung ist an das Schmier- bzw. Druckölsystem der Brennkraftmaschine angeschlossen. Zu diesem Zweck weist die Kurbelwelle 3 sowohl Zuflußkanäle 34 als auch Rückflußkanäle 35 auf. Diese setzen sich in dem in die Kurbelwelle 3 eingesetzten Deckel 36 fort.

Da bei dieser Ausführung eines geteilten Schwungrades die Torsionsdämpfeinrichtung vom Drucköl der Brennkraftmaschine durchflossen wird, sind an den einzelnen Anschlußstellen zwischen den Zuflußkanälen 34 und den Rückflußkanälen 35 von der Kurbelwelle 3 in den Deckel 36 und von hier in die Torsionsdämpfeinrichtung Ruhedichtungen 45, 46 und 47 vor­ gesehen. In der dargestellten Anordnung ist der gesamte Innenraum der Torsionsdämpfeinrichtung mit Drucköl gefüllt. Durch den dauernden Austausch dieses Drucköls während des Betriebs der Brennkraftmaschine kommt zusätzlich zur ver­ schleißmindernden und geräuschmindernden Wirkung noch eine deutliche temperaturausgleichende Wirkung hinzu. Dabei sind sämtliche gegeneinander bewegliche Bauteile des geteilten Schwungrades in den Schmiermittelkreislauf miteinbezogen.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß innerhalb der Torsionsdämpfeinrichtung ohne weiteres Reibeinrich­ tungen vorgesehen sein können, welche die Torsionsschwin­ gungen dämpfen.

Die Dichtbleche 29 bzw. 30 gemäß Fig. 1 können in be­ stimmten Fällen eingespart werden, indem gemäß Fig. 2 die Deckbleche 13 bzw. 14 Auswölbungen 24 zur Darstellung der Fenster 33 für die Federn 4 aufweisen, wobei die Außen­ kontur der Deckbleche 13 und 14 dadurch nicht unterbro­ chen ist. Es ist hierbei nur noch nötig, die beiden Deckbleche 13 und 14 radial außerhalb der Federn 4 dicht miteinander zu verbinden, wie beispielsweise in Fig. 1 durch eine Schweißnaht 32 vorgeschlagen.

Claims (9)

1. Geteiltes Schwungrad für eine Brennkraftmaschine, umfassend:

• - ein zusammen mit einem Lagerflansch (12) lösbar an einer Kurbelwelle (3) der Brennkraftmaschine zu befesti­ gendes erstes Schwungrad (1),
• - ein mittels eines Lagers (22) relativ zum ersten Schwung­ rad (1) drehbar an dem Lagerflansch (12) gelagertes zweites Schwungrad (2),
• - eine Torsionsdämpfeinrichtung (4, 5, 13, 14, 29, 30; 4, 5, 13, 14, 24) zwischen dem ersten (1) und dem zweiten (2) Schwungrad, wobei die Torsionsdämpfeinrichtung (4, 5, 13, 14, 29, 30; 4, 5, 13, 14, 24) eine zentrale Scheibe (5) und beiderseits der zentralen Scheibe (5) angeordnete, untereinander verbundene Deckbleche (13, 14) sowie in Fenstern (6, 10; 6, 33) der zentralen Scheibe (5) und der Deckbleche (13, 14) angeordnete Schraubenfedern (4) aufweist und die zentrale Scheibe (5) und die Deckbleche (13, 14) mit je einem der beiden Schwungräder (1, 2) verbunden sind, derart daß die beiden Schwungräder (1, 2) über die Schraubenfedern (4) drehverbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Torsionsdämpfeinrichtung (4, 5, 13, 14, 29, 30; 4, 5, 13, 14, 24) eine flüssigkeitsdichte Einheit bildet, bei welcher die
• - die Fenster (10; 24) der Deckbleche (13, 14) als nach außen gewölbte, flüssigkeitsdichte Auswölbungen (24) ausgebildet sind oder, soweit sie offen ausgeführt sind, durch zusätzliche Dichtbleche (29, 30) nach außen hin abgedeckt sind,
• - die Deckbleche (13, 14) und gegebenenfalls die Dichtbleche (29, 30) mit dem ersten Schwungrad (1) fest verbunden sind und einen nach radial außen flüssigkeitsdichten, zumindest teilweise mit Schmier­ mittel und/oder einem Kühlmittel gefüllten, die Schraubenfedern (4) enthaltenden Innenraum begrenzen und
• - dieser Innenraum über eine zwischen dem zum zweiten Schwungrad (2) benachbarten Deckblech (14) bzw. Dichtblech (30) und einem mit dem zweiten Schwungrad (2) drehverbundenen Teil (16) angeordnete erste Bewegungsdichtung (43) sowie über eine das Lager (22) überbrückende zweite Bewegungsdichtung (44) abgedichtet ist.

2. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Schwungrad (2) mittels eines Wälzlagers (22) an dem Lagerflansch (12) gelagert und in seinem radial inneren Bereich über einen weiteren Flansch (16) mit der zentralen Scheibe (5) verbunden ist.

3. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Bewegungsdichtung (43) den Innenraum der Torsionsdämpfeinrichtung (4, 5, 13, 14, 29, 30; 4, 5, 13, 14, 24) gegenüber dem weiteren Flansch (16) abdichtet.

4. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bewegungsdichtung (44) auf der von der Brennkraftmaschine abgewandten Seite des Wälzlagers (22) zwischen dem weiteren Flansch (16) und einem mit dem Lagerflansch (12) verbundenen Teil (36) vorgesehen ist.

5. Geteiltes Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsdämpfeinrichtung (4, 5, 13, 14, 29, 30; 4, 5, 13, 14, 24) in dem Innenraum angeordnete Reibeinrichtungen umfaßt.

6. Geteiltes Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckbleche (13, 14) mit den Dichtblechen (29, 30) fest verbunden sind und die Dichtbleche (29, 30) radial außerhalb der Verbin­ dungsstellen mit den Deckblechen (13, 14) topfförmige, axial aufeinander zu gerichtete Bereiche aufweisen, in welchen sie dicht miteinander verbunden sind.

7. Geteiltes Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Innenraum dicht abdecken­ den Bleche radial außerhalb der Schraubenfe­ dern (4) durch eine Schweißnaht (32) dicht miteinander verbunden sind.

8. Geteiltes Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dichte Innenraum der Torsionsdämpfeinrichtung (4, 5, 13, 14, 29, 30; 4, 5, 13, 14, 24) über Ölbohrungen in der Kurbelwelle (3) mit einem Schmierölversorgungssystem der Brennkraftma­ schine verbunden ist.

9. Geteiltes Schwungrad nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ölbohrungen einen Zuflußkanal (34) und einen Rückflußkanal (35) für eine Zwangszirkula­ tion des Schmieröls umfassen.