DE10157330C1 - Drehfeder und aus Drehfedern bestehender Drehfedersatz - Google Patents
Drehfeder und aus Drehfedern bestehender DrehfedersatzInfo
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- F16F15/1212—C-shaped springs disposed around axis of rotation
Abstract
Drehfeder, umfassend einen - im Querschnitt betrachtet - im Wesentlichen ringsegmentförmigen Federkörper mit einem ersten und einem zweiten Endabschnitt, wobei jeder Endabschnitt mit einer Aufnahme eines Widerlagers verbunden ist, wobei die Widerlager in Umfangsrichtung relativ zueinander verdrehbar angeordnet sind, wobei der Federkörper (1) beide Widerlager (7, 8) außenumfangsseitig zumindest teilweise umschließt, dass die Endabschnitte (3, 4) im Wesentlichen radial nach innen gekröpft ausgebildet und in radial nach außen offenen Aufnahmen (5, 6) angeordnet sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Drehfeder, umfassend einen - im Querschnitt
betrachtet - im Wesentlichen ringsegmentförmigen Federkörper mit einem
ersten und einem zweiten Endabschnitt, wobei jeder Endabschnitt mit einer
Aufnahme eines Widerlagers verbunden ist, wobei die Widerlager in
Umfangsrichtung relativ zueinander verdrehbar angeordnet sind.
Drehfedern sind allgemein bekannt und gelangen beispielsweise zur
schwingungstechnischen Entkopplung zweier Maschinenelemente zur
Anwendung, wobei die Widerlager die Maschinenelemente bilden können oder
mit diesen verbunden sind. Der Federkörper besteht dabei aus einem
federelastischen Werkstoff, beispielsweise aus Federstahl.
Drehfedern können zur schwingungstechnische Entkopplung im Antriebsstrang
von Kraftfahrzeugen zur Anwendung gelangen, wobei die Drehfeder
beispielsweise zwischen der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine und
dem Getriebe angeordnet ist und diese beiden Teile schwingungsentkoppelt
miteinander verbindet.
Hintergrund für den Einsatz solcher Drehfedern ist, dass die in Kraftfahrzeugen
eingesetzten Verbrennungskraftmaschinen ein Drehmoment an der Kurbelwelle
erzeugen, dessen zeitlicher Verlauf nicht konstant ist. Dem mittleren
Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine sind dynamische Anteile
überlagert, die zu einer ungleichförmigen Drehbewegung der Kurbelwelle sowie
der daran angeschlossenen Nebenaggregate führen. Im Antriebsstrang des
Kraftfahrzeugs entstehen hierdurch unerwünschte Drehschwingungen, die den
Fahrkomfort des Kraftfahrzeuges beeinträchtigen können. Eine effiziente Mög
lichkeit, die Übertragung der Drehschwingungen von der Kurbelwelle in den
Antriebsstrang zu reduzieren, besteht in einer schwingungstechnischen Ent
kopplung zwischen Kurbelwelle und Antriebsstrang. Hierzu wird gewöhnlich an
das Schwungrad, das starr mit der Kurbelwelle verbunden ist, über eine
Drehfeder eine zweite Drehmasse angebunden. Während das Schwungrad der
ungleichförmigen Drehbewegung der Kurbelwelle folgt, fallen die
Drehzahlschwankungen der zweiten Drehmasse, welche über eine Kupplung
mit dem Getriebe verbunden ist, durch die Drehfeder deutlich geringer aus. Auf
diese Weise kann der Antriebsstrang beruhigt werden.
Das zentrale Element der Drehfeder ist der Federkörper zwischen den beiden
Widerlagern. Die Drehfeder muss nachgiebig genug sein, um die auftretenden
Schwingungen der Kurbelwelle ausreichend zu entkoppeln und muss
ausreichend Federweg haben, um das statische Drehmoment des Motors
zuzüglich Federwegreserve für instationäre Drehmomentspitzen aufzunehmen
und dabei noch die durch die Kurbelwellenschwingungen verursachten
Relativbewegungen zwischen den beiden Widerlagern zuzulassen.
Ein Beispiel für eine Drehfeder ist aus der DE 40 06 121 A1 bekannt. Hierbei ist
der Federkörper als eine Spiralfeder ausgebildet, welcher sich in mehreren
Windungen um das erste innere Bauteil erstreckt. Dabei ist der Federkörper in
einem Einbauraum aufgenommen, der durch eine Außenkontur und eine
Innenkontur begrenzt wird. Außenkontur und Innenkontur sind dabei
konzentrisch zur Drehachse angeordnet. Nachteil der bekannten Anordnung ist
dabei, dass sie einen relativ großen Bauraum beansprucht. Die Leistungsdichte
der Drehfeder, worunter man in diesem Zusammenhang das Verhältnis des bei
der Einhaltung einer geforderten Steifigkeit von dem Federkörper
übertragbaren Drehmoments zu dem von dem Federkörper beanspruchten
Bauraum versteht, ist nicht in allen Fällen ausreichend.
Die Aufgabe, die der erfindungsgemäßen Drehfeder zu Grunde liegt, wird darin
gesehen, dass sich eine wesentlich verbesserte Leistungsdichte der Drehfeder
ergibt, bei einem bedarfsweise hohen übertragbaren Drehmoment und einer
ausgezeichneten Schwingungsentkopplung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Drehfeder mit den Merkmalen
von Anspruch 1 und einen Drehfedersatz gemäß Anspruch 11 gelöst. Auf
vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die auf diese Ansprüche jeweils
rückbezogenen Ansprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, dass der Federkörper beide
Widerlager außenumfangsseitig zumindest teilweise umschließt und dass die
Endabschnitte im Wesentlichen radial nach innen gekröpft ausgebildet und in
radial nach außen offenen Aufnahmen angeordnet sind. Eine solche
Ausgestaltung ist von Vorteil, da der Federkörper ein maximales Volumen
aufweist und daher in der Lage ist, eine größtmögliche Menge an Energie zu
speichern. Der vorgegeben Bauraum wird durch den Federkörper, der die
Widerlager außenumfangsseitig umschließt, ideal ausgenutzt, so dass die
Drehfeder, bezogen auf den Bauraum, eine höchste Leistungsdichte/Effizienz
aufweist.
Die besonders hohe Leistungsdichte der erfindungsgemäßen Drehfeder ist
dadurch zu begründen, dass die Anbindung der Endabschnitte des
Federkörpers an den Aufnahmen der entsprechenden Widerlager besonders
vorteilhaft gestaltet ist, wobei die erfindungsgemäße Gestaltung einen, bezogen
auf den Bauraum, größtmöglichen Durchmesser des Federkörpers erlaubt.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung werden außerdem die maximalen
Beanspruchungen minimiert, wodurch ein höheres Moment durch die Drehfeder
übertragbar wird. Dadurch, dass der Federkörper beide Widerlager
außenumfangsseitig umschließt und dass die Endabschnitte im Wesentlichen
radial nach innen gekröpft und in radial nach außen offenen Aufnahmen
angeordnet sind, kann das die Drehfeder umschließende Gehäuse einfach
zylindrisch ausgebildet und damit kostengünstig hergestellt sein. Die
Außenumfangsfläche des Federkörpers stützt sich im aufgebogenen Zustand
an der innenumfangsseitigen Wandung des Gehäuses ab. Außerdem ergibt
sich durch eine derartige Ausgestaltung der größte Federdurchmesser bei
gegebenen Bauraum. Bei vorgegebenem Bauraum und zu übertragendem
Moment resultiert daraus die kleinste darstellbare Drehfederrate oder bei
vorgegebener Drehfederrate kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
das größte übertragbare Moment realisiert werden. Durch die
erfindungsgemäße Ausgestaltung der Drehfeder ist es möglich, eine
gleichmäßige Biegebeanspruchung des Federkörpers über seine gesamte
Länge zu erreichen. Hierdurch kann eine bessere Ausnutzug des Federkörpers
und damit eine höhere Leistungsdichte erreicht werden. Unter der
Leistungsdichte einer Feder versteht man das Verhältnis des bei der Einhaltung
einer geforderten Steifigkeit von der Feder übertragbare Drehmoments zu dem
von der Feder beanspruchten Bauraum.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Widerlager jeweils auf
ihren einander radial zugewandten Seiten Stützflächen aufweisen und mittels
der Stützflächen drehbeweglich aneinander abgestützt sein. Durch eine
derartige Ausgestaltung hat die Drehfeder einen insgesamt teilearmen Aufbau
und ist dadurch in fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht einfach
und kostengünstig herstellbar. Die Stützflächen sind dabei entsprechend
Gleitlagern aufeinander abgestützt. Im Gegensatz zur Verwendung separat
erzeugter Lager, beispielsweise separat erzeugter Gleitlager, durch die die
Widerlager aufeinander abgestützt sind und/oder Wälzlagern, bewirkt die
unmittelbare Abstützung der Widerlager mittels der einstückigen Stützflächen
besonders geringe Abmessungen in radialer Richtung; für den Federkörper
bleibt dadurch ein größtmöglicher Bauraum erhalten.
Auch die Verwendung separat angeordneter Lager, beispielsweise Gleit- oder
Wälzlager ist möglich.
Der Federkörper kann, in Umfangsrichtung betrachtet, eine im Wesentlichen
konstante radiale Höhe aufweisen. Das Verhältnis aus radialer Höhe zu axialer
Dicke kann 0,1 bis 10, bevorzugt 4 betragen. Ein solches Verhältnis ist auch
bezüglich der Herstellung des Federkörpers von besonderem Vorteil, da
Federkörper, die das zuvor beschriebene Verhältnis aufweisen, mit dem
besonders für die Großserie günstigen Verfahren des Feinstanzens herstellbar
sind. Das Verhältnis aus radialer Höhe zu axialer Dicke orientiert sich am zu
übertagenden Drehmoment und der Drillknick-Anforderung. Unter Drillknicken
ist in diesem Zusammenhang das seitliche Wegkippen des Federkörpers aus
seiner radialen Einbauposition bei einem bestimmten Drehmoment zu
verstehen. Dieses Drillknicken kann zur Erhöhung der inneren Reibung mit
höherer Bedämpfung ab einem bestimmten zu übertragenden Drehmoment
gewollt sein und sich positiv auf das Drehfederverhalten auswirken.
Der erste Endabschnitt der Feder kann mit dem entsprechenden ersten
Abschnitt des ersten Widerlagers stoff- oder kraft- und/oder formschlüssig
verbunden sein. Der zweite Endabschnitt kann mit der entsprechenden zweiten
Aufnahme des zweiten Widerlagers relativ beweglich verbunden sein.
Eine besonders exakte relative Beweglichkeit zwischen dem zweiten
Endabschnitt und der entsprechenden zweiten Aufnahme des zweiten
Widerlagers kann dadurch erreicht werden, dass der zweite Endabschnitt als
Kulissenstein und die zweite Aufnahme als Kulisse oder der zweite
Endabschnitt als Kulisse und die zweite Aufnahme als Kulissenstein
ausgebildet ist. Zwischen dem zweiten Endabschnitt und der zweiten Aufnahme
findet eine bogenförmige Relativbewegung statt, wobei diese Relativbewegung
vorteilhaft entlang eines Radius verläuft. Diese Relativbewegung erfolgt bei
kleinem zu übertragenden Drehmoment abhängig von den Reibverhältnissen
zwischen Feder und Aufnahme. Die hieraus resultierende
Drehfederbeanspruchung ist im Vergleich zu der Beanspruchung bei großem
zu übertragenden Drehmoment sehr klein.
Die Führung eines Federndes in einer Kulisse hat den Vorteil, dass sich eine
nahezu reine Biegemomenteneinleitung in der Feder einstellt, sowohl im auf-
als auch im zugebogenen Zustand. Letztlich muss zur Einleitung eines
Biegemoments in die Feder diese an zwei beabstandenden Punkten geführt
werden. Dadurch ergibt sich eine hohe Federausnutzung mit nahezu gleich
verteilter Beanspruchung über den gesamten Umfang des Federkörpers.
Die Endabschnitte und die entsprechenden Aufnahmen können stoff- oder
kraft- und/oder formschlüssig verbunden sein.
Der Federkörper ist außenumfangsseitig an ein im Querschnitt
kreisringförmiges Gehäuse, das den Federkörper umschließt, anlegbar. Das
Gehäuse kann durch die vorteilhafte Ausgestaltung des Federkörpers
hohlzylinderförmig ausgebildet sein, was im Hinblick auf eine einfache und
kostengünstige Fertigung von hervorzuhebendem Vorteil ist. Im vollständig
aufgebogenen Zustand legt sich der Federkörper außenumfangsseitig an den
Innenumfang des hohlzylinderförmigen Gehäuses an und begrenzt dadurch die
Biegebeanspruchung des Federkörpers.
Wird der Federkörper demgegenüber zugebogen, wird die
Biegebeanspruchung durch eine Anlage der Innenseite des Federkörpers am
Außenumfang der Widerlager begrenzt.
Ferner betrifft die Erfindung einen Drehfedersatz, umfassend ein
Drehfederpaket mit zumindest zwei Drehfedern, wie zuvor beschrieben, die in
einer funktionstechnischen Parallelschaltung angeordnet sind. Bevorzugt
umfasst ein Drehfederpaket vier in axialer Richtung benachbart zueinander
angeordnete Drehfedern in funktionstechnischer Parallelschaltung, wobei die
beiden mittleren der einander axial benachbart zugeordneten Drehfedern
jedoch gleich angeordnet sind und wobei die jeweils stirnseitig angeordneten
Drehfedern ebenfalls - in Umfangsrichtung betrachtet - gleich, zu den mittleren
Drehfedern - in Umfangsrichtung betrachtet - um 180° versetzt angeordnet
sind. Durch diese Anordnung wird die statische und dynamische Unwucht des
Drehfedersatzes in jedem Belastungszustand vermieden.
Würden beispielsweise in einem Drehfederpaket zwei Drehfedern zur
Anwendung gelangen, wären die Federkörper zueinander um 180° versetzt
angeordnet.
Der Drehfedersatz ist bevorzugt derart ausgebildet, dass zumindest zwei oder
ein vielfaches von zwei Drehfederpaketen spiegelsymmetrisch zu einer
gedachten Achse angeordnet sind, wobei die Drehfederpakete durch ein
gemeinsames Koppelelement funktionstechnisch in Reihe miteinander
verbunden sind und wobei das jeweils gleiche Widerlager der jeweiligen
Drehfedern als Koppelelement ausgebildet ist. Die beiden gespiegelten
Drehfedersätze sind somit in einer Reihenschaltung angeordnet.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Drehfeder in einer
ersten Anschlagposition,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Drehfeder aus Fig. 1 in ihrer Ruhelage,
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Drehfeder aus Fig. 1 in einer zweiten
Anschlagposition,
Fig. 4 eine Skizze, die einen Drehfedersatz zeigt,
Fig. 5 ein Drehfederpaket mit zwei Drehfedern, die funktionstechnisch parallel
geschaltet sind,
Fig. 6 und Fig. 7 Darstellungen einer dem zweiten Drehfedersatz benachbarten
Drehfeder eines ersten Drehfedersatzes in Reihe geschaltet zur einer
dem ersten Drehfedersatz benachbarten Drehfeder eines zweiten
Drehfedersatzes.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine Drehfeder gezeigt, die in einem Antriebstrang eines
Kraftfahrzeugs zur Anwendung gelangt. Mehrere dieser Drehfedern sind in
Drehfederpaketen 15.1, 15.2 zusammengefasst und zur
Schwingungsentkopplung zwischen der Kurbelwelle einer
Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe eines Kraftfahrzeugs
angeordnet.
Die Drehfeder aus den Fig. 1 bis 3 ist jeweils in unterschiedlichen
Betriebszuständen gezeigt. Die Drehfeder umfasst einen - im Querschnitt
betrachtet - im Wesentlichen ringsegmentförmigen Federkörper 1, wobei die
beiden Endabschnitte 3, 4 - in Umfangsrichtung betrachtet - durch die
Durchtrennung 2 voneinander getrennt sind. Im hier gezeigten
Ausführungsbeispiel besteht der Federkörper aus einem metallischen
Werkstoff, beispielsweise aus einem Federstahl. Davon abweichend besteht
jedoch auch die Möglichkeit, dass der Federkörper aus einem elastischen
nachgiebigen, polymeren Werkstoff oder Verbundwerkstoff besteht.
Das erste 7 und das zweite Widerlager 8 haben eine erste Aufnahme 5 und
eine zweite Aufnahme 6, wobei jedem der Endabschnitte 3, 4 des Federkörpers
1 eine Aufnahme 5, 6 zugeordnet ist. Die Widerlager 7, 8 sind in ihrer
Umfangsrichtung relativ verdrehbar zueinander angeordnet, wobei eines der
Widerlager 7 mit dem Schwungrad eines Kraftfahrzeugmotors und das andere
Widerlager 8 über eine Kupplung mit dem Getriebe verbunden ist. Von
entscheidender Wichtigkeit ist, dass der Federkörper 1 beide Widerlager 7, 8
außenumfangsseitig weitgehend umschließt, wobei die Endabschnitte 3, 4 im
Wesentlichen radial nach innen gekröpft ausgebildet sind und in radial nach
außen offenen Aufnahmen 5, 6 angeordnet sind.
Um einen möglichst großen Bauraum im Gehäuse für die Bewegung des
Federkörpers 1 freizuhalten, sind die Widerlager 7, 8 jeweils auf ihren einander
zugewandten Seiten mit Stützflächen 10, 11 versehen und mittels dieser
Stützflächen 10, 11 aneinander abgestützt. Durch die radial nach innen
gekröpfte Anordnung der Endabschnitte 3, 4 und die radial innerhalb des
Federkörpers 1 angeordneten Widerlager 7, 8 weist der Federkörper 1 einen
großen Durchmesser auf und ist daher geeignet, viel Energie zu speichern.
Die Bohrungen 17, 18 des ersten Widerlagers 7 und des zweiten Widerlagers 8
sind vorgesehen, um die jeweiligen Widerlager 7, 8 mit in axialer Richtung
angrenzenden Bauteilen, beispielsweise dem Schwungrad einer
Verbrennungskraftmaschine oder der Kupplung, die einem Getriebe in Richtung
der Kurbelwelle vorgeschaltet ist, zu verbinden. Die Verbindung kann
beispielsweise durch Verschraubung, Vernietung, Verschweißung oder
Verklebung erfolgen. Auch die Kombination der vorgenannten Verfahren,
beispielsweise eine Verbindung durch Verschraubung und Verklebung ist
möglich. Bei einer solchen Verbindung ist von Vorteil, das sich gleichzeitig eine
Abdichtung des Verbindungsbereichs durch die Verklebung ergibt.
Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Federkörper 1, in
Umfangsrichtung 9 betrachtet, eine im Wesentlichen konstante radiale Höhe 12
auf, wobei das Verhältnis aus radialer Höhe 12 und axialer Dicke 13 in diesem
Ausführungsbeispiel etwa 4 beträgt.
Der erste Endabschnitt 3 ist mit der entsprechenden ersten Aufnahme 5 des
ersten Widerlagers 7 stoff oder kraft- und/oder formschlüssig verbunden; der
zweite Endabschnitt 4 ist mit der entsprechenden zweiten Aufnahme 6 des
zweiten Widerlagers 8 relativ beweglich verbunden, wobei der zweite
Endabschnitt 4, hinsichtlich einer exakten Führung des Federkörpers 1 in der
Aufnahme 6 des zweiten Widerlagers 8 als Kulissenstein ausgebildet ist. Die
zweite Aufnahme 6 ist als Kulisse ausgebildet.
Verdrehen sich die beiden Widerlager 7, 8 in Umfangsrichtung 9 relativ
zueinander, wird durch die Kulissenführung eine Relativbewegung zwischen
dem zweiten Endabschnitt 4 und der zweiten Aufnahme 6 erreicht. Dadurch
ergibt sich eine nahezu reine Biegemomenteneinleitung in den Federkörper 1,
sowohl wenn der Federkörper 1 auf als auch wenn der Federkörper 1
zugebogen wird. Eine hohe Federausnutzung mit nahezu gleich verteilter
Beanspruchung ist davon die Folge.
In Fig. 1 ist der Federkörper 1 im zugebogenen Zustand dargestellt. Die
Widerlager 7, 8 sind einander mit ihren Aufnahmen 5, 6 in Umfangsrichtung 9
weitestgehend angenähert, wobei der zweite Endabschnitt 4 auf der dem
ersten Widerlager 7 abgewandten Seite der zweiten Aufnahme 6 angeordnet
ist. Der zweite Endabschnitt 4 ist von der hakenförmigen zweiten Aufnahme 6
des zweiten Widerlagers 8 klammerartig umschlossen, wobei die zweite
Aufnahme 6 stets einen Teil des zweiten Endabschnitts 4 in Umfangsrichtung 9
umschließt. In Umfangsrichtung 9 beiderseits erstrecken sich Vorsprünge 19,
20 des zweiten Endabschnitts 4, die in der zweiten Aufnahme 6 geführt sind.
Die zweite Aufnahme 6 ist als Kulisse, der zweite Endabschnitt 4 als
Kulissenstein ausgebildet.
Die Vorsprünge 19, 20 weisen radial außenseitig eine in Umfangsrichtung 9
gekrümmte Oberfläche auf, die bei Verdrehung der beiden Widerlager 7, 8 in
Umfangsrichtung 9 zueinander von einer kongruent gestalteten Oberfläche der
zweiten Aufnahme 6 geführt werden.
Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel stützt sich der Federkörper 1
innenumfangsseitig am Außenumfang der Widerlager 7, 8 ab; dem
Innenumfang des Gehäuses 14 ist der Federkörper 1 demgegenüber mit
radialem Abstand benachbart zugeordnet und begrenzt mit diesem ein im
Wesentlichen sichelförmiges Segment.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Drehfeder im herstellungsbedingten,
unbelasteten Zustand gezeigt. Gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Zustand
ist der Federkörper 1 in Umfangsrichtung 9 weiter aufgefedert und entspannt.
Die Vorsprünge 19, 20 des zweiten Endabschnitts 4 sind den umfangsseitigen
Begrenzungen der zweiten Aufnahme 6 jeweils mit umfangsseitigem Abstand
benachbart zugeordnet, wobei die Vorsprünge 19, 20 durch die zweite
Aufnahme 6 trotzdem geführt sind. In diesem Betriebszustand liegt der
Federkörper 1 weder radial innenseitig an den Widerlagern 7, 8, noch radial
außenseitig am Gehäuse 14 an. Dieser Betriebszustand entspricht auch der
Nulllage im eingebauten Zustand.
In Fig. 3 ist der Federkörper 1 im maximal aufgebogenen Zustand gezeigt. Der
Federkörper 1 legt sich entlang seines Außenumfangs an der Innenseite des
Gehäuses 14 an und die Aufnahmen 5, 6 der Widerlager 7, 8 sind einander in
Umfangsrichtung 9 mit maximalem Abstand benachbart zugeordnet. Der
Vorsprung 19 berührt die zweite Aufnahme 6 anliegend, während der
Vorsprung 20 lediglich im Bereich seiner außenumfangsseitigen Oberfläche
durch die zweite Aufnahme 6 geführt ist.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehfedersatzes
gezeigt, der zwei Drehfederpakete 15.1, 15.2 umfasst, wobei in jedem
Drehfederpaket 15.1, 15.2 vier Drehfedern zur Anwendung gelangen. Die vier
Drehfedern sind derart angeordnet, dass die beiden mittleren der einander axial
benachbart zugeordneten Drehfedern - in Umfangsrichtung betrachtet - gleich
angeordnet sind und dass die jeweils stirnseitig des Drehfederpakets 15.1, 15.2
angeordneten Drehfedern ebenfalls - in Umfangsrichtung betrachtet - gleich,
zu den mittleren Drehfedern jedoch um 180° versetzt angeordnet sind. Die
Drehfederpakete 15.1, 15.2 sind in einer funktionstechnischen Reihenschaltung
angeordnet, wobei die Drehfedern der einzelnen Drehfederpakete 15.1, 15.2 in
einer funktionstechnischen Parallelschaltung angeordnet sind. Die beiden
Drehfederpakete 15.1 und 15.2 sind an den in der Mittelebene zwischen den
beiden Drehfedersätzen 15.1 und 15.2 liegenden Achsen 22 oder 23, wie in
den Fig. 6 und 7 gezeigt, gespiegelt angeordnet, wobei die
Drehfederpakete 15.1, 15.2 durch ein Koppelelement 16 miteinander
verbunden sind und wobei die Widerlager 7 der einzelnen Drehfedern zu dem
Koppelelement 16 verbunden sind. Durch das Koppelelement 16 sind alle
Drehfederpakete 15.1, 15.2 funktionstechnisch miteinander in Reihe geschaltet,
so dass der gesamte Drehfedersatz durch sein weiches Ansprechverhalten
besonders gute Gebrauchseigenschaften aufweist und trotzdem ein hohes
Drehmoment übertragbar ist. Das Widerlager 8.1 ist mit der antreibenden
Verbrennungskraftmaschine, das Widerlager 8.2 durch eine hier nicht
dargestellte Anfahr- und Schaltkupplung mit dem Getriebeeingang verbunden.
In Fig. 5 ist ein Drehfederpaket 15 gezeigt, das zwei Federkörper 1.1, 1.2
umfasst, die in einer funktionstechnischen Parallelschaltung angeordnet sind.
Die Federkörper 1.1, 1.2 sind um 180° verdreht zueinander angeordnet, wobei
der unterhalb der Zeichnungsebene liegende Federkörper 1.2 teilweise
gestrichelt dargestellt ist. Die Bohrungen 18 aller zweiten Widerlager 8 der
Drehfedern 1.1 und 1.2 sind mit einem hier nicht dargestellten
Drehfederantrieb, die Bohrungen 17 aller ersten Widerlager 7 der Drehfedern
1.1 und 1.2 mit einem hier nicht dargestellten Drehfederabtrieb verbunden.
In Fig. 6 ist eine dem zweiten Drehfederpaket 15.2 benachbarte Drehfeder 1.3
eines ersten Drehfederpakets 15.1 in Reihe geschaltet zu einer dem ersten
Drehfederpaket 15.1 benachbarten Drehfeder 1.4 eines zweiten
Drehfederpakets 15.2 dargestellt. Hierbei ist die Drehfeder 1.4 an der Achse
22, die in der Ebene zwischen der Drehfeder 1.3 und 1.4 liegt, gespiegelt.
In Fig. 7 ist eine dem zweiten Drehfederpaktet 15.2 benachbarte Drehfeder 1.3
eines ersten Drehfederpakets 15.1 in Reihe geschaltet zu einer dem ersten
Drehfederpaket 15.1 benachbarten Drehfeder 1.4 eines zweiten
Drehfederpakets 15.2 dargestellt. Hierbei ist die Drehfeder 1.4 an der Achse
23, die in der Ebene zwischen der Drehfeder 1.3 und 1.4 liegt, gespiegelt.
Claims (13)
1. Drehfeder, umfassend einen - im Querschnitt betracht - im Wesentlichen
ringsegmentförmigen Federkörper mit einem ersten und einem zweiten
Endabschnitt, wobei jeder Endabschnitt mit einer Aufnahme eines
Widerlagers verbunden ist, wobei die Widerlager in Umfangsrichtung relativ
zueinander verdrehbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
der Federkörper (1) beide Widerlager (7, 8) außenumfangsseitig zumindest
teilweise umschließt, dass die Endabschnitte (3, 4) im Wesentlichen radial
nach innen gekröpft ausgebildet und in radial nach außen offenen
Aufnahmen (5, 6) angeordnet sind.
2. Drehfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlager
(7, 8) jeweils auf ihren einander radial zugewandten Seiten Stützflachen
(10, 11) aufweisen und mittels der Stützflächen (10, 11) aneinander
abgestützt sind.
3. Drehfeder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der Federkörper (1) in Umfangsrichtung (9) betrachtet, eine im
Wesentlichen konstante radiale Höhe (12) aufweist.
4. Drehfeder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis
aus radialer Höhe (12) und axialer Dicke (13) 0,1 bis 10 beträgt.
5. Drehfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Endabschnitt (3) mit der entsprechenden ersten Aufnahme
(5) des ersten Widerlagers (7) stoff- oder kraft- und/oder formschlüssig
verbunden ist.
6. Drehfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Endabschnitt (4) mit der entsprechenden zweiten
Aufnahme (6) des zweiten Widerlagers (8) relativ beweglich verbunden ist.
7. Drehfeder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite
Endabschnitt (4) als Kulissenstein und die zweite Aufnahme (6) als Kulisse
oder der zweite Endabschnitt (4) als Kulisse und die zweite Aufnahme (6)
als Kulissenstein ausgebildet ist.
8. Drehfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass der Federkörper (1) außenumfangsseitig an ein, im Querschnitt
kreisringförmiges Gehäuse (14) anlegbar ist, das den Federkörper (1) und
die Widerlager (7, 8) umschließt.
9. Drehfedersatz, umfassend zumindest ein Drehfederpaket (15) mit
zumindest zwei Drehfedern gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, die in
einer funktionstechnischen Parallelschaltung angeordnet sind.
10. Drehfedersatz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das
Drehfederpaket (15) vier Drehfedern umfasst.
11. Drehfedersatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden
mittleren der aneinander axial zugeordneten Drehfedern - in
Umfangsrichtung betrachtet - gleich angeordnet sind und dass die jeweils
stirnseitig angeordneten Drehfedern ebenfalls - in Umfangsrichtung
betrachtet - gleich, zu den mittleren Drehfedern jedoch - in
Umfangsrichtung betrachtet - um 180° versetzt angeordnet sind.
12. Drehfedersatz nach einem der Ansprüche 9 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest zwei oder eine vielfaches von zwei
Drehfederpaketen (15.1, 15.2) spiegelsymmetrisch zu einer gedachten
jeweils zwischen den Drehfederpaketen (15.1, 15.2) liegenden Achse (22
oder 23) angeordnet sind, wobei die Drehfederpakete (15.1, 15.2) durch ein
gemeinsames Koppelelement (16) funktionstechnisch in Reihe miteinander
verbunden sind und wobei die Widerlager (7) der einzelnen Drehfedern zu
einem Koppelelement (16) verbunden sind.
13. Drehfedersatz nach Anspruche 12, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verbindung der Widerlager (7) stoff- oder kraft- und/oder formschlüssig
ausgebildet ist.
Priority Applications (3)
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