DE4204342C1

DE4204342C1 - Flywheel esp. for IC engine - has hollow bearing journal, which is deep-drawn while reducing material thickness of one balance weight

Info

Publication number: DE4204342C1
Application number: DE19924204342
Authority: DE
Inventors: Werner 6000 Frankfurt De Jacob
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1993-08-19
Anticipated expiration: 2012-02-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwungrad, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit zwei relativ begrenzt zueinander verdrehbaren Schwungmassen, zwischen denen eine Lagerung angeordnet ist, die ein einreihiges Kugellager umfaßt, dessen äußerer Lagerring in einer zylindrischen Bohrung der zweiten Schwungmasse und dessen innerer Lagerring auf der zylindrischen Außenfläche eines zentralen, von der ersten Schwungmasse axial vorstehenden und in die Bohrung der zweiten Schwungmasse hineinragenden, angeformten hohlen Lagerzapfens mit Preßsitz angeordnet ist.

Ein derartiges Schwungrad ist in der DE 41 17 579 A1 beschrieben. Der der ersten Schwungmasse angeformte Lager zapfen ist dickwandig aus dem Ausgangsmaterial in Form einer Ronde herausgedrückt. Dies erfordert eine spanende Bearbeitung der den Lagersitz für den inneren Lagerring des Kugellagers bildenden Außenfläche des Lagerzapfens. Eine solche Bearbeitung ist aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausbildung des Schwungrades vorzuschlagen, die eine vereinfachte und kostengünstige Herstellung unter Beibehaltung der erforderlichen Qualität der Lagerung zwischen der ersten und zweiten Schwungmasse gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der hohle Lagerzapfen unter Reduzierung der Dicke des Materials der ersten Schwungmasse tiefgezogen ist, daß dessen Außenfläche auf Endmaß kalibriert ist und daß der innere Lagerring unter Berücksichtigung seiner Materialeigenschaft einen derartigen Querschnitt aufweist, daß nach Aufpressen des Kugellagers die radiale Aufweitung des inneren Lagerringes wesentlich geringer ist als die radiale Kontraktion des die Außenfläche aufweisenden Lagerabschnitts des hohlen Lagerzapfens.

Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß trotz der vereinfachten Herstellung der gewünschte stramme Sitz erreicht wird, obwohl durch die Außenkalibrierung sich größere Toleranzabweichungen ergeben als bei einer Fein bearbeitung der Außenfläche, beispielsweise durch Feindrehen oder Schleifen.

Der Innendurchmesser des inneren Lagerringes wird so fest gelegt, daß auch im ungünstigsten Falle und unter Berück sichtigung des Einflusses der Oberflächenglättung beim Aufschieben das für den gewünschten strammen Sitz (Preß sitz) erforderliche Übermaß erreicht wird. Der steife innere Lagerring sorgt dafür, daß die Verformung (radiale Kontraktion) ausschließlich bzw. überwiegend bei dem Lagerabschnitt, auf dessen Außenfläche der innere Lager ring aufsitzt, eintritt. Die Gestaltfestigkeit des inneren Lagerringes bzw. dessen Querschnitt sind so bemessen, daß dieser nur solchen radialen Verformungen unterliegt, die zu keiner Beeinflussung der erforderlichen Radialluft des Lagers führen. Richtlinien, wie diese Verformungen und Verhältnisse berechnet werden können, sind beispielsweise dem Buch von Dipl.-Ing. Bodenstein, Ferdinand: Konstruktionselemente des Maschinenbaus, Teil 1, 9. Auflage, Springer-Verlag, 1979, Seite 97 ff. oder Eschmann, Paul: die Wälzlagerpraxis, 2. Auflage, Verlag Oldenbourg, 1978, zu entnehmen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der hohle Lagerzapfen im Durchmesser gestuft und der Durch messer Außenfläche kleiner als der der Sitzfläche ist.

Vorzugsweise ist dabei der hohle Lagerzapfen im Durchmesser gestuft und der Durchmesser der Außenfläche kleiner als der der Sitzfläche.

Ferner ist auch vorgesehen, daß der innere Lagerring durch Verformung der Stirnfläche des hohlen Lagerzapfens auf dem die Außenfläche aufweisenden Lagerabschnitt des Lager zapfens festgelegt ist.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß auch die Sicherung des inneren Lagerringes keine Bearbeitung des Lagerzapfens bedarf. Nuten oder dergleichen vorzusehende Bearbeitung für Sicherungsringe entfallen hierdurch.

Besonders günstige Laufverhältnisse ergeben sich durch eine Herstellung bei der die Sitzfläche und die Außenfläche in einem Arbeitsgang durch radial nach außen gerichtete Krafteinwirkung unter Zuhilfenahme eines Dornes auf Endmaß kalibriert werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 das mit einer Kupplung kombinierte Schwungrad mit zwei Schwungmassen im Halblängsschnitt und

Fig. 2 das Detail X von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Die Fig. 1 zeigt ein mit einer Reibkupplung kombiniertes Zweimassenschwungrad, das zur Weiterleitung des Dreh momentes von einer Brennkraftmaschine auf das nachge schaltete Getriebe, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, dient. Das Zweimassenschwungrad umfaßt eine erste Schwung masse 1, welche auf der Kurbelwelle einer Brennkraft maschine festlegbar ist. Die zweite Schwungmasse 2 ist zu der ersten Schwung masse 1 relativ begrenzt verdrehbar. Die zweite Schwung masse 2 ist gegenüber der ersten Schwungmasse 1 über ein Kugellager 3 gelagert. Bei dem dargestellten Ausführungs beispiel dient die zweite Schwungmasse 2 als Belagträger, gegen welche die Kupplungsscheibe 5 der Reibungskupplung 4 über eine Druckplatte verspannbar ist. Der Deckel 7 der Reibkupplung 4 ist drehfest mit der zweiten Schwungmasse 2 verbunden. Er weist radial vorstehende und umfangsver teilte Ansätze 8 auf, welche als erste Abstützbasis für Druckfedern 6 dienen, die mit ihrem anderen Ende in Taschen der ersten Schwungmasse 1 abgestützt sind. Die Kupplungsscheibe 5 ist mit einer Nabe 9 versehen, welche zur drehfesten Verbindung beispielsweise mit dem Getriebe eingang eines Kraftfahrzeuges dient.

Die Lagerung der beiden Schwungmassen 1 und 2 einander gegenüber in Form des einreihigen Kugellagers 3 ist anhand der Fig. 1 und 2 näher beschrieben. In ihrem zentralen Bereich weist die erste Schwungmasse 1 einen axial in Richtung auf die zweite Schwungmasse 2 vorstehenden hohlen Lagerzapfen 10 auf. Dieser Lagerzapfen 10 ist durch Tief ziehen aus dem Grundmaterial der ersten Schwungmasse 1 herausgeformt. Die erste Schwungmasse 1 ist aus einer Blechronde hergestellt. Der zentrale Bereich wird in einem Werkzeug in einer oder mehreren Stufen axial tiefgezogen, wobei eine Abstreckung erfolgt, das heißt, es reduziert sich die Dicke des Ausgangsmateriales. Wie aus der Zeichnung erkennbar, ist der Lagerzapfen 10 im Durchmesser gestuft. Zu dem im wesentlichen radial verlaufenden Ab schnitt der ersten Schwungmasse 1 hin ist eine Sitzfläche 11 in Form einer zylindrischen Bohrung im Lagerzapfen 10 vorgesehen, welche zur Aufnahme der Kurbelwelle dient. Die nachfolgende Erläuterung bezieht sich auf das Detail X, das aus Fig. 2 deutlicher ersichtlich ist als aus Fig. 1. Anschließend an die Sitzfläche 11 ist der hohle Lager zapfen 10 im Durchmesser reduziert. Er bildet den Lagerab schnitt 15, auf dessen Außenfläche 12 der innere Lagerring 13 des einreihigen Kugellagers 3 angeordnet ist. Der äußere Lagerring 17 des Kugellagers 3 ist unter Zwischen schaltung einer Lagerschutzkappe 21 in der Bohrung 18 der zweiten Schwungmasse 2 aufgenommen. Aus Montagegründen ist der äußere Lagerring 17 gesprengt. Er wird durch die Lagerschutzkappe 21 gehalten. Die durch die Stufung gebil dete Schulter des Lagerzapfens 10 dient als axiale Anlage für den inneren Lagerring 13 des Kugellagers 3. Der innere Lagerring 13 ist durch partielle Verformung der Stirn fläche 20 des Lagerabschnittes 15 axial auf dem Lager zapfen 10 gesichert. Die durch die Verformung gebildeten Nasen sind mit 19 bezeichnet.

Es ist aus Fig. 2 erkennbar, daß die Querschnittsfläche des inneren Lagerringes 13 größer bemessen ist als die Querschnittsfläche des Lagerab schnittes 15. Ferner ist eine Versteifung des inneren Lagerringes 13 durch die Schultern 16 vorgesehen.

Insgesamt ergibt sich dadurch eine größere Gestalt festigkeit für den inneren Lagerring 13 als für den Lagerabschnitt 15.

Die innere Sitzfläche 11 und die Außenfläche 12, auf der der innere Lagerring 13 aufsitzt, werden nach dem Tief ziehvorgang kalibriert, um die nötige Sitzqualität zu erzielen. Hierzu wird von der Öffnungsseite der Sitzfläche 11 her ein Dorn eingepreßt. Dabei ist der Lagerzapfen 10 auf seiner gesamten Außenfläche in einem Werkzeug aufge nommen. Das Werkzeug weist auch die Endkontur für die Außenfläche 12 als Negativform auf. Durch Einpressen des Dornes wird die Außenfläche 12 des Lagerabschnittes 15 in Anlage zu dem Werkzeug gepreßt.

Bei der Montage wird das Kugellager 3 durch Aufpressen des inneren Lagerringes 13 auf die Außenfläche 12 des Lagerab schnittes 15 montiert. Der Bohrungsdurchmesser des inneren Lagerringes 13 ist so bemessen, daß sich über den gesamten Toleranzbereich des Außendurchmessers der Außenfläche 12 des Lagerabschnittes 15 noch der gewünschte stramme Sitz (Preßsitz) ergibt. Durch die Gestaltfestigkeit des inneren Lagerringes 13 ist gewährleistet, daß auch bei dem größt möglichen Übermaß die beim Aufpressen sich ergebende Verformung praktisch ausschließlich sich durch radiale Kontraktionen des Lagerabschnittes 15 des Lagerzapfens 10 einstellt. Dies wird durch die wesentlich höhere Gestalt festigkeit des inneren Lagerringes 13 gegenüber der des Lagerabschnittes 15 erreicht.

Bezugszeichenliste

1 Erste Schwungmasse
2 Zweite Schwungmasse
3 Kugellager
4 Reibkupplung
5 Kupplungsscheibe
6 Feder
7 Deckel
8 Ansatz
9 Nabel
10 Lagerzapfen
11 Sitzfläche
12 Außenfläche
13 Innerer Lagerring
14 Bohrung
15 Lagerabschnitt
16 Schulter
17 Äußerer Lagerring
18 Bohrung
19 Nase
20 Stirnfläche
21 Lagerschutzkappe

Claims

1. Schwungrad, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit zwei relativ begrenzt zueinander verdrehbaren Schwung massen (1, 2), zwischen denen eine Lagerung angeordnet ist, die ein einreihiges Kugellager (3) umfaßt, dessen äußerer Lagerring (17) in einer zylindrischen Bohrung (18) der zweiten Schwungmasse (2) und dessen innerer Lagerring (13) auf der zylindrischen Außenfläche (12) eines zentralen, von der ersten Schwungmasse (1) axial vorstehenden und in die Bohrung (18) der zweiten Schwungmasse (2) hineinragenden, angeformten hohlen Lagerzapfens (10) mit Preßsitz angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Lagerzapfen (10) unter Reduzierung der Dicke des Materials der ersten Schwungmasse (1) tief gezogen ist, daß dessen Außenfläche (12) auf Endmaß kalibriert ist und daß der innere Lagerring (13) unter Berücksichtigung seiner Materialeigenschaft einen derartigen Querschnitt aufweist, daß nach Aufpressen des Kugellagers (3) die radiale Aufweitung des inneren Lagerringes (13) wesentlich geringer ist als die radiale Kontraktion des die Außenfläche (12) aufweisenden Lagerabschnitts (15) des hohlen Lagerzapfens (10).

2. Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des hohlen Lagerzapfens (10) mit einer zur Außenfläche (12) konzentrischen, zylindrischen Sitzfläche (11) für die Lagerung der ersten Schwungmasse (1) versehen ist.

3. Schwungrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Lagerzapfen (10) im Durchmesser gestuft und der Durchmeser der Außenfläche (12) kleiner als der der Sitzfläche (11) ist.

4. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Lagerring (13) durch Verformung der Stirnfläche (19) des hohlen Lagerzapfens (10) auf dem die Außenfläche (12) aufweisenden Lagerabschnitt (15) des Lagerzapfens (10) festgelegt ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Schwungrades nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche (11) und die Außenfläche (12) in einem Arbeitsgang durch radial nach außen gerichtete Krafteinwirkung unter Zuhilfenahme eines Dornes auf Endmaß kalibriert sind.