DE3742794C2

DE3742794C2 -

Info

Publication number: DE3742794C2
Application number: DE19873742794
Authority: DE
Inventors: Bernd-Robert Dipl.-Ing. Dr. 8074 Gaimersheim De Hoehn
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1987-12-17
Filing date: 1987-12-17
Publication date: 1990-03-08
Also published as: DE3742794A1

Description

Die Erfindung betrifft ein zweiteiliges Schwungrad für eine Brennkraft maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiges geteiltes Schwungrad zeigt die DE-OS 36 30 398. Dabei ist zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil ein Ringraum gebildet, der zumindest teilweise mit einem viskosen Medium befüllt ist. In die ses Medium taucht ein Dämpfungselement in Form einer Dämpfungsscheibe ein, die Schraubenfedern sowie Reibmittel aufweist.

Das gattungsgemäße zweiteilige Schwungrad benötigt in günstiger Weise nur wenig zusätzlichen axialen Einbauraum und stellt sicher, daß zwi schen den aneinander anliegenden und eine Relativbewegung zueinander ausführenden Bauteile des Dämpfungselementes der Verschleiß infolge von Kontaktreibung wesentlich verringert ist. Das Dämpfungselement kann jedoch auch als hydrostatischer oder hydrodynamischer Dämpfer oder ein auf Scherwirkung arbeitender Dämpfer sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von dem gattungsbildenden Schwungrad ein zweiteiliges Schwungrad zu schaffen, welches bei einer wirkungsvollen hydraulischen Dämpfung eine verschleißunempfindliche und robuste Konstruktion aufweist und herstellungstechnisch günstig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiter bildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 angeführt.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich eine axial besonders gedrängte Bauweise. In der durch die Dämpfungsscheibe unterteilten Ringkammer sind einerseits die Rampen mit den Wälzelementen und ande rerseits eine umlaufende Tellerfeder angeordnet. Die Wälzelemente und die Tellerfeder bzw. deren Auflagebereiche sind unmittelbar durch die Dämpfungsflüssigkeit geschmiert; das gleiche trifft für das Wälzlager zu. Zugleich bewirkt die Dämpfungsflüssigkeit in Verbindung mit dem um laufenden Drosselspalt in baulich einfacher Weise einen wirkungsvollen hydraulischen Dämpfer.

Besonders vorteilhaft kann gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 2 und 3 die Nabe des Primärteiles als ein Drehteil, das Bodenteil und der Deckel des Primärteiles und die Dämpfungsscheibe als ein Blechpreßteil hergestellt sein. In diese Blechpreßteile können in spanloser Verformung sowohl die schrägen Rampen als auch gemäß Patentanspruch 8 die Führungs nasen zur Zentrierung der Tellerfeder eingearbeitet sein. Dies ergibt eine besonders preisgünstige, einfache Herstellbarkeit des Schwungrades.

Bevorzugt kann gemäß Patentanspruch 4 der Drosselspalt zwischen dem Außenumfang der Dämpfungsscheibe und dem Bodenteil des Primärteiles des Schwungrades ausgebildet sein. Dadurch fallen neben einer genauen maßhaltigen Fertigung zwischen Außenum fang der Dämpfungsscheibe und dem entsprechenden Abschnitt des Bodenteiles keine zusätzlichen Fertigungsschritte an. In hinsichtlich der Schwingungsdämpfung besonders bevorzugter Ausgestaltung sind gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 5 und 6 die schrägen Rampen, an denen die Wälzelemente abrollen, mit unterschiedlichen Steigungswinkeln ausgebildet. Dadurch kann die Dämpfungscharakteristik über den axialen Hub der Dämpfungsscheibe nach einer gewünschten Kennlinie eingestellt werden, wobei diese Kennlinie entsprechend den Kenndaten der Brennkraftmaschine (Zylinderzahl, Leistung etc.) ausgeführt wird. Ferner kann durch asymmetrische Gestaltung der schrägen Rampen, ausgehend von der Mittelstellung, eine in Zug- und Schubrichtung unterschiedliche Dämpfung erzielt werden.

Durch die Merkmale des Patentanspruches 7 kann insbesondere die durch die Dämpfungsarbeit anfallende Wärme über das zir kulierende Schmieröl und das Kühlsystem der Brennkraftma schine abgebaut werden. Übertemperaturen und daraus sich bil dende Gasbläschen bzw. Gaseinschlüsse werden somit vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 im Querschnitt ein Schwungrad mit hydraulischer Dämpfung der Drehschwingungen, wobei die obere Hälfte der Zeichnung die Dämpfungsscheibe in ihrer Ruhelage und die untere Hälfte die Dämpfungsscheibe in ihrer Lage bei einem Winkelver satz zwischen Primärteil und Sekundärteil des Schwungrades zeigt;

Fig. 2 in schematischer Darstellung die Gestaltung der Rampen am Primärteil und an der Dämpfungsscheibe des Schwung rades nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Drehfederkennlinie mit möglicher Dämpfung, die mit einer Rampenform gemäß Fig. 2 verwirklichbar ist.

Das in der Fig. 1 gezeigte Schwungrad (10) setzt sich im wesent lichen aus einem Primärteil, gebildet durch eine rotations symmetrische Nabe (12), einem Bodenteil (14) und einem Deckel (16) und einem Sekundärteil (20) zusammen. An das Sekundär teil (20) ist in nicht dargestellter Weise der Deckel einer Einscheiben-Trockenreibungskupplung eines Kraftfahrzeuges an geschraubt. Ein axialer, ringförmiger Fortsatz (22) des Se kundärteiles (20) ragt in eine im übrigen von der Nabe (12), dem Bodenteil (14) und dem Deckel (16) umgrenzte Ringkammer (18) ein.

Der Fortsatz (22) ist an seinem Außenumfang mit einer Kerbver zahnung (24) versehen, welche mit einer korrespondierenden Innenverzahnung einer ringförmigen Dämpfungsscheibe (26) zu sammenwirkt. Die Dämpfungsscheibe (26), die somit axial ver schiebbar jedoch unverdrehbar auf dem Fortsatz (22) geführt ist, unterteilt die Ringkammer (18) in zwei durch die Dämp fungsscheibe (26) volumenveränderliche Kammern (18 a, 18 b), die lediglich durch einen entlang des Außenumfanges der Dämp fungsscheibe verlaufenden Drosselspaltes (28) miteinander ver bunden sind.

In radialer Überdeckung mit der Dämpfungsscheibe (26) bzw. der Ringkammer (18) ist zwischen der Nabe (12) und dem ringförmigen Fortsatz (22) ein Wälzlager bzw. ein Kugellager (30) einge setzt, welches die Verdrehbarkeit zwischen dem Primärteil (16) und dem Sekundärteil (26) des Schwungrades (10) sicherstellt. Das Kugellager (30) ist durch Sicherungsringe (32, 34) axial unverschiebbar in dem Fortsatz (22) bzw. auf der Nabe (12) gehalten. Ferner sind in der dargestellten Weise zwischen dem Sekundärteil (20) und dem Deckel (16) bzw. der Nabe (12) je ein Dichtring (36, 38) vorgesehen.

In den radial verlaufenden Abschnitt des Bodenteiles (14) sind gleichmäßig über dessen Umfang verteilt vier zur Drehebene schräge Rampen (40) eingearbeitet, die mit schrägen Rampen (42) an der Dämpfungsscheibe (26) über die Kugeln (44) als Wälzelemente zusammenwirken. Die schrägen Rampen bewirken in Verbindung mit den Wälzelementen eine axiale Verstellung der Dämpfungsscheibe (26), wenn eine Relativverdrehung in der einen oder anderen Drehrichtung zwischen dem Primärteil (12, 14, 16) und dem Sekundärteil (20) auftritt.

Das Bodenteil (14), der Deckel (16) und die Dämpfungsscheibe (26) sind aus einem Stahlblech im Preßverfahren hergestellt. Das Bodenteil (14) ist dabei mit einem axial verlaufenden Abschnitt (46) versehen, auf dessen Außenumfang ein ringför miger Zahnkranz (48) aufgesetzt ist. Der Zahnkranz (48), das Bodenteil (14) und der Deckel (16) sind mittels mehrerer Schrauben (50) miteinander fest verbunden. Dabei ist zwischen den Flanschen des Bodenteiles (14) und des Deckels (16) ein Dichtmittel (52), beispielsweise ein zähviskoses Silicon, vor gesehen.

In der Ringkammer (18 b) ist eine umlaufende Tellerfeder (52) angeordnet, die sich einerseits an dem Deckel (16) und anderer seits an der Dämpfungsscheibe (26) abstützt. Dazu sind an der Dämpfungsscheibe (26) mehrere axial durchgestellte Führungs nasen (54) beispielsweise durch einen Stanzvorgang geschaffen, die eine Zentrierung der Tellerfeder (52) herstellen.

Zur Bildung einer Montageeinheit des Schwungrades (10) ist das Bodenteil (14) über eine Senkkopfschraube (56) an der Nabe (12) fixiert. Im übrigen ist die Nabe (12) über mehrere Schrauben (58), die auch das Bodenteil (14) durchdringen, mit einem Bund (60) der Kurbelwelle (62) der Brennkraftmaschine verschraubt. Von dem nicht dargestellten Schmierölsystem der Brennkraftmaschine, an das auch eine Querbohrung (64) in der Kurbelwelle (62) angeschlossen ist, zweigt ein zusätzlicher Schmierölkanal (66) ab, welcher mit einer Axialbohrung (68) und einer diese schneidenden Radialbohrung (70) in der Nabe (12) korrespondiert. Die Radialbohrung (70) mündet andererseits in die Ringkammer (18). Dementsprechend ist die Ringkammer (18) mit dem Druckumlauf-Schmiersystem der Brennkraftmaschine verbunden. Ferner sind etwa diametral gegenüber in der Nabe (12) Rücklaufbohrungen (72, 74) vorgesehen, die mit entspre chend gebohrten Rücklaufkanälen (76, 78) in der Kurbelwelle (62) verbunden sind. Über diese Rücklaufbohrungen bzw. Rück laufkanäle kann Schmieröl aus der Ringkammer (18) in den Schmierölsumpf der Brennkraftmaschine zurückgeleitet werden. Da bei einem Umlaufen des Schwungrades (10) das Schmieröl auf grund der Zentrifugalkraft nach außen gedrückt wird, kann in der Ringkammer (18) befindliche Luft problemlos über die Rück laufbohrungen und Rücklaufkanäle abgeführt werden. Ferner wird in Betrieb der Brennkraftmaschine das Schmieröl in der Ring kammer (18) ständig erneuert.

Die in den radialen Abschnitt des Bodenteiles (14) und in die Dämpfungsscheibe (26) eingepreßten Rampen (40, 42) weisen ge mäß Fig. 2 relativ zu der eingezeichneten Drehebene (80) unter schiedliche Neigungswinkel auf. Dabei sind ausgehend von der durch die Hilfslinie (82) angezeigten Mittelstellung die Nei gungswinkel in Schubrichtung (Pfeile 84) steiler als in Zug richtung (Pfeile 86). Diese asymmetrische Gestaltung der Rampen (40, 42) bewirkt eine Federung, wie sie in Fig. 3 anhand der Kurve (88) dargestellt ist. Es ist ersichtlich, daß der Torsionsmomentenanstieg über den Hub des Dämpfungselementes (26) auf der Zugseite weniger steil ist als auf der Schubseite.

Claims

1. Zweiteiliges Schwungrad für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine festgelegten Primärteil und einem verdrehbar zum Primärteil gelagerten Sekundärteil, ferner mit einem die Relativverdrehung dämpfenden Dämpfungselement, welches unter Überwindung der Kraft zumindest einer Feder wirksam ist, wobei das Primärteil eine Ring kammer aufweist, in die ein ringförmiger Fortsatz des Sekundärtei les einragt, welcher mit dem Dämpfungselement verbunden ist und in der Ringkammer eine Dämpfungsflüssigkeit vorgesehen ist, wobei zwi schen dem ringförmigen Fortsatz des Sekundärteiles und der Nabe des Primärteiles im wesentlichen in radialer Überdeckung mit der Dämpfungsscheibe ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, vorgesehen ist, wobei das Dämpfungselement als eine ringförmige Dämpfungs scheibe ausgebildet ist, die die Ringkammer in zwei Kammern unter teilt, wobei die Dämpfungsscheibe unverdrehbar auf dem Fortsatz ge lagert ist und wobei auf die Dämpfungsscheibe zumindest eine, in der Ringkammer umlaufende Tellerfeder wirkt, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: Die beiden Kammern sind durch zumindest einen Drosselspalt (28) mit einander verbunden; die Dämpfungsscheibe (26) ist axial verschieb bar auf dem Fortsatz (22) gelagert; die Tellerfeder (52) spannt die Dämpfungsscheibe (26) gegen Wälzelemente (44) vor, die an schrägen Rampen (40, 42) des Primärteiles (14) und/oder der Dämpfungsscheibe (26) innerhalb der Ringkammer (18) angeordnet sind.

2. Zweiteiliges Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Primärteil (14) im wesentlichen dreiteilig hergestellt ist, bestehend aus einer Nabe (12), einem Bo denteil mit Rampen (40) für die Wälzelemente (44) und einem ringförmigen Deckel (16).

3. Zweiteiliges Schwungrad nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteil, der Deckel (16) und/ oder die Dämpfungsscheibe (26) aus Blech, insbesondere Stahlblech, spanlos verformt hergestellt sind.

4. Zweiteiliges Schwungrad nach den Ansprüchen 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß der Drosselspalt (28) zwischen dem Außenumfang der Dämpfungsscheibe (26) und einem axial verlaufenden Abschnitt (46) des Bodenteiles gebildet ist.

5. Zweiteiliges Schwungrad nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schrä gen Rampen (40, 42) des Primärteiles (14) und/oder der Dämpfungs scheibe (26) über deren Erstreckung unterschiedliche Neigungs winkel relativ zur Drehebene (80) aufweisen.

6. Zweiteiliges Schwungrad nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rampen (40, 42) so ausgebildet sind, daß in Zugrichtung (Antriebsmoment) eine geringere Federrate und in Schubrichtung (Schleppmoment) eine höhere Federrate verwirklicht ist.

7. Zweiteiliges Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dämpfungsflüssigkeit Schmieröl der Brenn kraftmaschine ist und daß die Ringkammer (18) an den Schmier ölkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen ist.

8. Zweiteiliges Schwungrad nach einen oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämp fungsscheibe mit mehreren, über deren Umfang verteilten, axial durchgestellten Führungsnasen (54) versehen ist, auf denen die Tellerfeder (52) zentriert ist.