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Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweimassenschwungrad entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein Zweimassenschwungrad ist beispielsweise aus der
deutschen Offenlegungsschrift 34 47 180 bekannt. Bei diesem Zweimassenschwungrad ist zwischen dem vom Lager getragenen Befestigungselement, welches drehfest mit dem Ausgangsteil der Dämpfungseinrichtung verbunden ist, und dem die Reibungskupplung tragenden Bauteil eine Isolierschicht angeordnet, welche die Wärmeleitung von der Reibungskupplung her in Richtung auf das Lager unterbindet.
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Weiterhin ist aus der
deutschen Offenlegungsschrift 36 11 254 ein Zweimassenschwungrad bekannt, bei welchem die Sekundärmasse gleichzeitig den Lagersitz bildet und der Temperaturfluß durch eingegossene Öffnungen zwischen Reibfläche und Lager vermindert wird. Hierbei ist eine Festlegung auf ein Gußteil nötig.
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Aus der
DE 41 17 584 A1 ist ein Zweimassenschwungrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Im Verbindungsbereich der beiden Teile der zweiten Masse sind Abstandselemente vorhanden, zwischen welchen sich im wesentlichen radial verlaufene Kühlkanäle erstrecken. Diese sind dadurch gebildet, daß im zweiten Teil der zweiten Masse, also demjenigen Teil, welches auch die Reibfläche für eine Reibungskupplung bereitstellt, zwischen den Verbindungsbereichen Einsenkungen gebildet sind, welche durchströmbar sind. Die zweite Masse ist bezüglich der ersten Masse dadurch gelagert, daß das zweite Teil der zweiten Masse mit seinem radial inneren Ende an einem Wälzkörperlager abgestützt ist, das wiederum an einem der ersten Masse zuzuordnenden Ringelement aufsitzt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einem Zweimassenschwungrad ohne Festlegung auf die Art der Herstellung der Sekundärmasse mit einfachen Mitteln den Wärmefluß von der Reibfläche zum Lager zu behindern, bei gleichzeitiger Wärmeabfuhr.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 definierte Zweimassenschwungrad gelöst.
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Es wird vorgeschlagen, daß beide Teile in ihrem Verbindungsbereich über Abstandselemente lediglich im Bereich der Verbindungselemente miteinander in Berührung stehen und umfangsmäßig zwischen den Verbindungselementen im wesentlichen radial verlaufende Kühlluftkanäle angeordnet sind. Durch die zweigeteilte Bauweise und durch die Anordnung von Abstandselementen kann die jeweils günstigste Herstellungsart der beiden Teile gewählt werden, wobei gleichzeitig durch die Abstandselemente auch in diesen örtlich begrenzten Bereichen der Wärmeübergang erschwert ist. Gleichzeitig wird die Rückseite des die Reibfläche aufweisenden Bauteils durch Luftbewegung gekühlt.
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Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Abstandselemente integraler Teil zumindest eines der beiden Teile der zweiten Masse sind. Auf diese Weise wird die Anzahl der Einzelteile reduziert.
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Dabei können die Abstandselemente vom ersten Teil gebildet sein, indem das aus einem Blechteil gefertigte Teil im Bereich der Verbindungselemente umfangsmäßig und konzentrisch zur Drehachse gewellt ausgeführt ist, mit abwechselnd aus der Ebene in Richtung zweites Teil vorspringenden Bereichen mit gegenüber dem zweiten Teil ebenen Auflageflächen, die von Öffnungen zum Anordnen von Verbindungselementen durchdrungen sind. Eine solche Ausbildung der Abstandselemente einteilig lediglich durch plastische Verformung eines Blechteils ist besonders preisgünstig.
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Es ist jedoch aus ohne weiteres möglich, die Abstandselemente vom ersten aus Blech gefertigten Teil als Durchdrückungen auszubilden. Auch diese plastische Verformung des ersten Teils kann spanlos erfolgen.
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Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Abstandselemente vom zweiten Teil gebildet sind, indem am zweiten Teil auf einem gemeinsamen Durchmesser konzentrisch zur Drehachse axial auf das erste Teil zugerichtete Erhöhungen mit ebenen Auflageflächen für diese vorgesehen sind, die von Öffnungen für die Verbindungselemente durchdrungen sind, die in das erste Teil reichen. Diese axial gerichteten Erhöhungen können dabei, wenn das zweite Teil ein Gußteil ist, einteilig mitangegossen sein. Es ist jedoch auch denkbar, daß das zweite Teil nicht durch Gießen hergestellt ist und die Abstandselemente ähnlich wie beim ersten Teil durch partielle plastische Verformung hergestellt sind. In beiden Fällen liegt eine preiswerte Herstellmöglichkeit vor.
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Eine weitere Möglichkeit zur Bildung von im wesentlichen radial verlaufenden Kühlluftkanälen wird darin gesehen, daß umfangsmäßig einige zwischen den im wesentlichen radial verlaufenden Kühlluftkanälen angeordnete Bereiche von Öffnungen für Verbindungselemente durchdrungen sind, die in das andere Teil reiche. Eine solche Art der Kühlluftführung kann sowohl am ersten als auch am zweiten Teil leicht angebracht werden.
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Zur Verbesserung der Führung des zweiten Teils zum ersten Teil wird vorgeschlagen, daß die Bereiche mit einer umlaufenden Nut versehen sind, deren Außendurchmesser größer und deren Innendurchmesser kleiner ist als die äußere bzw. innere umhüllende der Verbindungselemente und in diese Nut ein Zentrierfortsatz des ersten Teils hineinreicht. Eine solche Führungsnut erleichtert nach dem Zusammenbau die Auswuchtung des gesamten Zweimassenschwungrades.
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Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß zusätzlich zu dem durch die Abstandselemente gebildeten Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Teil vorzugsweise im zweiten Teil im wesentlichen radial verlaufende Kühlluftkanäle umfangsmäßig zwischen den Verbindungselementen angeordnet sind. Damit kann zusätzlich zu dem Spalt, der unter Umständen wegen axialer Raumprobleme klein gehalten werden muß, ein zusätzlicher Kühlluftstrom auf die Rückseite des zweiten Teils geleitet werden.
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Das erste Teil ist radial innerhalb der Verbindungselemente axial in Richtung auf das zweite Teil abgewinkelt und weist einen Bund auf, der das Lager aufnimmt.
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Damit kann auch bei relativ dünnwandigem Material des ersten Bauteils eine sichere Lagerstelle für das Lager ausgebildet sein. Dabei ist die Fixierung des Lagers in Richtung auf das zweite Teil durch eine nach radial innen weisende Kante des Bundes gebildet, und in die entgegengesetzte Richtung durch ein oder mehrere Halteelemente durchgeführt, das bzw. die von den Verbindungselementen gehalten sind. Damit übernehmen die Verbindungselemente für das erste und zweite Bauteil gleichzeitig die axiale Fixierung des Lagers in die Einrichtung.
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Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen in einzelnen:
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1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch ein Zweimassenschwungrad mit zusätzlichen Details;
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2 die obere Hälfte eines Schnittes durch ein Zweimassenschwungrad in anderer Ausführung;
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3 ein weiterer Teillängsschnitt durch eine Variante eines Zweimassenschwungrades;
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4 ein Teil der zweiten Masse mit besonderen Kühlluftkanalformen;
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5 eine weitere Variante eines Zweimassenschwungrades mit Zentriernut.
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1 zeigt den Längsschnitt durch die obere Hälfte eines Zweimassenschwungrades 1. Konzentrisch zur Drehachse 2, die auch die Drehachse der nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ist, ist die erste Masse 3 über Befestigungsschrauben 36 an der Kurbelwelle angeschraubt. Die erste Masse 3 bildet in ihrem radial äußeren Bereich zusammen mit dem Deckel 37 einen Torus, in welchem eine Dämpfungseinrichtung 5 angeordnet ist. Dieser besteht beispielsweise aus mehreren, etwa tangential angeordneten Federn, die von der ersten Masse 3 angesteuert werden und die in entsprechenden Öffnungen eines zentrisch angeordneten ersten Teils 8 angeordnet sind zur Drehmomentübertragung auf dieses. Das erste Teil 8 ist axial zwischen der ersten Masse 3 und dem Deckel 37 angeordnet. Der Torus kann teilweise mit einem Schmiermittel oder Dämpfmedium gefüllt sein. Das erste Teil 8 ist radial innerhalb der zentrischen Öffnung, die durch den Deckel 37 gebildet ist axial verformt, um einen axialen Abstand von der ersten Masse 3 zu erzielen und ist dann weiterhin nach radial innen hin im wesentlichen eben, das heißt, senkrecht zur Drehachse 2 verlaufend ausgeführt. Im radial inneren Bereich des ersten Teils 8 ist dieses mit einem axial gerichteten Bund 34 versehen, der auf das Lager 7 zwischen der ersten Masse 3 und der zweiten Masse 4 aufgesetzt ist. Das Lager 7 ist weiterhin an der ersten Masse 3 befestigt und zwar über einen Bund 38, der zusammen mit den Befestigungsschrauben 36 und der ersten Masse 3 an der Kurbelwelle befestigt ist. Die zweite Masse 4 besteht einmal aus dem ersten Teil 8 und dem zweiten Teil 9, welches die Reibfläche 6 der Reibungskupplung aufweist, die das Drehmoment weiterleitet. Das zweite Teil 9 ist in seinem radial inneren Bereich soweit ausgespart, daß es über den Bund 34 mit Abstand hinwegführt. Es ist weiterhin radial innerhalb der Reibfläche 6 über Verbindungselemente – beispielsweise Niete 10 – mit dem eben ausgeführten und radial verlaufenden Bereich des ersten Teils 8 fest verbunden. Das erste Teil 8 ist dabei entsprechend dem vergrößert herausgezeichneten Partien und entsprechend dem Schnitt A-A derart ausgebildet, daß es in Umfangsrichtung gesehen im Befestigungsbereich ”gewellt” ausgeführt ist und zwar derart, daß die Bereiche, die axial am zweiten Teil 6 anliegen als Abstandselemente 17 fungieren, während die umfangsmäßig dazwischen angeordneten Bereiche vom zweiten Teil 9 einen größeren Abstand aufweisen und somit in diesem Bereich Kühlluftkanäle 13 bilden. Die Befestigungsstellen sind dabei im Bereich der Abstandselemente 17 angeordnet, so daß sich hier eine direkte Anlage von erstem Teil 8 und zweitem Teil 9 bildet. In diesen Bereichen sind entsprechende Öffnungen angeordnet zum Einsetzen von Verbindungselementen, im vorliegenden Fall sind es Niete 10. Die somit gebildeten, im wesentlichen radial ver laufenden Kühlluftkanäle 13 ermöglichen den Durchtritt von Kühlluft von radial innen nach radial außen her, die zwischen dem Deckel 37 und dem Außenbereich des zweiten Teils 9 entweichen kann. Weiterhin ist durch die relativ geringe Auflagefläche zwischen beiden Teilen 8, 9 der noch vorhandene Wärmedurchgang stark behindert. Dadurch ist der Bereich um das Lager 7 von der Reibungswärme der Reibungskupplung, die bezüglich des zweiten Teils 9 bzw. der zweiten Masse 4 von der Reibfläche 6 ausgeht, geschützt. Die axiale Fixierung des Lagers 7 an der zweiten Masse 4 erfolgt einseits durch eine radial nach innen angeformte Kante 35 des Bundes 34 sowie durch ein auf der vom zweiten Teil 9 abgelegenen Seite des Teils 8 angeordneten Halteelement 39 anderseits, wobei dieses Halteelement 39 auch mehrere am Umfang verteilte Elemente aufweisen kann, die gleichzeitig durch die Niete 10 befestigt sind. Der axiale Schnitt B-B ist – wie auch in der Teilansicht auf der linken Seite dargestellt – durch die Nietbohrungen 24 für die Niete 10 hindurchgeführt.
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2 zeigt ein Zweimassenschwungrad 1 vom prinzipiellen Aufbau entsprechend 1, allerdings mit den folgenden Abweichungen (gleiche Teile haben die gleichen Bezugsziffern wie bei 1). Das erste Teil 8 der zweiten Masse 4 ist wie bei 1 als Blechteil ausgebildet und weist im Befestigungsbereich zum zweiten Teil) Abstandselemente 18 in Form von partiellen Durchdrückungen auf. Diese bilden Erhebungen auf der ansonsten ebenen Oberfläche des ersten Teils 8, an denen das zweite Teil 9 aufliegt. Die gegenseitige Befestigung erfolgt durch Niete 10, die parallel zur Drehachse 2 verlaufen. Die partiellen Abstandselemente 18 ermöglichen umfangsmäßig dazwischen Kühlluftkanäle 14, die eine Luftkühlung der Rückseite des zweiten Teils 9 ermöglichen. Das Halteelement 39 ist hier als umlaufender Ring ausgebildet und entsprechend der vergrößerten Ausschnittsdarstellung rechts oben durch separate Nietfortsätze 11, die vom zweiten Teil 9 wegweisen, befestigt.
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Eine Variante zu 2 ist auf der rechten Seite unten im Detail wiedergegeben. Hierbei sind im ersten Teil 8 auf deren zweiten Teil 9 zugewandten Seite im gegenseitigen Befestigungsbereich umfangsmäßig Kühlluftkanäle 15 vorgesehen, wobei jeweils auf zwei umfangsmäßig aufeinander abwechselnde Kühlluftkanäle 15 Befestigungsbereiche stehengeblieben sind, die als Abstandselemente 21 fungieren. In diesem Bereich liegt das zweite Teil 9 auf dem ersten Teil 8 auf und ist durch Niete 10 befestigt. Gleichzeitig ist das Halteelement 39 in Form eines umlaufenden Blechteils durch die gleichen Niete 10 befestigt. Die Kühlluftkanäle 15 sind dabei nach radial innen soweit heruntergezogen, daß zwischen dem Innendurchmesser des zweiten Teils 9 und dem Bund 34 für die Befestigung des Lagers 7 eine Kühlluftdurchtrittsmöglichkeit geschaffen ist.
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In 3 ist ein Zweimassenschwungrad 1 dargestellt, bei welchem im Gegensatz zu den 1 und 2 die Abstandselemente 19 bzw. 20 am zweiten Teil 9 der zweiten Masse 4 angeordnet sind und die in Form von Erhöhungen vorgesehen sind, die in Richtung auf das erste Teil 8 zu weisen. Die beiden rechts abgebildeten Ausschnitte zeigen jeweils eine Ansicht von unterschiedlichen Ausführungsformen von Abstandselementen, wobei die obere Abbildung jeweils um die Nietbohrung 24 herum kreisringförmige Auflageflächen der Abstandselemente 20 zeigt und die untere Abbildung umfangsmäßig verlängerte Auflageflächen der Abstandselemente 19. In beiden Fällen liegen diese Flächen an entsprechenden ebenen Gegenflächen des radial inneren Bereichs des ersten Teils 8 auf und sind dort mit Nieten 10 fest zur Anlage gebracht. Diese Niete 10 befestigen gleichzeitig ein Halteelement 39 für das Lager 7. Umfangsmäßig zwischen den Abstandselementen 19 und 20 sind Kühlluftkanäle 14 erhalten, die den Durchtritt von Kühlluft von radial innen nach radial außen auf der Rückseite der Reibfläche 8 des zweiten Teils 9 ermöglichen. Die übrigen Bauteile des Zweimassenschwungrades 1 sind identisch mit dem vorher beschriebenen.
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In 4 ist das zweite Teil 9 eines Zweimassenschwungrades abgebildet, bei welchem auf der dem ersten Teil 8 zugewandten Seite Kühlluftkanäle 15 vorgesehen sind, die im wesentlichen radial verlaufen und die umfangsmäßig so in Gruppen verteilt sind, daß ausreichend große Bereiche zur Ausbildung von Abstandselementen 21 freigehalten sind. In diesen Bereichen sind die Nietbohrungen 24 angebracht. Dabei können die Kühlluftkanäle unterschiedlicher Form aufweisen. Die rechts oben dargestellte Form zeigt rein radial verlaufende Abstandselemente 15a, die strahlenförmig von der Drehachse ausgehen. Darunter sind Kühlluftkanäle 15b dargestellt, die gekrümmt angeordnet sind und die durch ihre Schaufelform einen günstigen Einfluß auf die Durchtrittsmenge der Luft ausüben. Die unterste Darstellung zeigt jeweils umfangsmäßig zwischen zwei Nietbohrungen 24 einen Kühlluftkanal 15c, der eine trapezförmige Ausbildung aufweist, wobei die umfangsmäßigen Flanken von radial innen her mit größerem Abstand nach radial außen auf einen kleineren Abstand zu verlaufen und so den Kühlluftstrom beschleunigen.
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Die Darstellung eines Zweimassenschwungrades 1 gemäß 5 zeigt eine Ausbildung von Kühlluftkanälen 15 entsprechend 4 im zweiten Teil 9, wobei in der Konstruktion gemäß 5 konzentrisch zu Drehachse 2 im Befestigungsbereich des zweiten Teils 9 eine umlaufende Nut 25 angeordnet ist, die in Verbindung mit einem Zentrierfortsatz 26 am ersten Teil 8, der in Richtung auf das zweite Teil 9 vorsteht, eine radiale Zentrierung der beiden Teile 8 und 9 ermöglicht. Dabei verläuft der Zentrierfortsatz 26 des ersten Teils 8 im Bereich der Abstandselemente 21 des zweiten Teils 9. Die Kühlluftkanäle 15 sind – wie auch die separate Detaildarstellung zeigt – axial tiefer ausgeführt als der Überstand des Zentrierfortsatzes 26. Dadurch ist es möglich, trotzt ununterbrochen umlaufenden Zentrierfortsatz 26 Kühlluftkanäle 15 radial durchgehend auszubilden. Weiterhin zeigt der separate Ausschnitt, daß im ersten Teil 8 Nietfortsätze 11 angebracht sind, die durch Ausdrückungen von der Seite des zweiten Teils 9 her in das erste Teil eingebracht sind und die die Befestigung des Halteelements 39 übernehmen.
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Wie allen Figuren zu entnehmen ist, ist zwischen dem zweiten Teil 9 der zweiten Masse 4 und dem Deckel 37 ein Durchgehender Spalt 27 gebildet, der die durch die Kühlluftkanäle 13–16 einströmende Kühlluft nach radial außen wegleitet.