DE102004008420B4

DE102004008420B4 - Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und Verfahren zur Herstellung eines kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementes für Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen

Info

Publication number: DE102004008420B4
Application number: DE200410008420
Authority: DE
Inventors: Gregor Dr. Polifke; Rolf Brockmann; Armin Hartleitner
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2024-02-20
Also published as: DE102004008420A1

Abstract

Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen
1.1 mit einem Primärteil und einem Sekundärteil, die in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind und über Mittel zur Federkopplung und zur hydraulischen Dämpfungskopplung miteinander verbunden sind
1.2 das Primärteil oder das Sekundärteil umfasst mindestens zwei Außenscheiben;
1.3 mit drehfest mit den Außenscheiben des Primärteiles oder Sekundärteiles gekoppelten, ein abgedichtetes Gehäuse bildenden Gehäuseteilen, die das jeweilig andere Element – Sekundärteil oder Primärteil – in axialer und radialer Richtung unter Bildung eines Innenraumes umschließen;
1.4 die Außenscheiben des Primärteiles oder Sekundärteiles umfassen in axialer und/oder radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung verlaufende Funktionsflächen zur Führung und Abstützung der Mittel zur Federkopplung und zur hydraulischen Dämpfungskopplung;
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
1.5 wenigstens ein Teil der Funktionsflächen zur Führung der Mittel zur Federkopplung sind wenigstens in das Primärteil und/oder Sekundärteil eingearbeitet;
1.6 die Außenscheiben des Primär- oder Sekundärteils und die diesem zugeordneten...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1; ferner ein Verfahren zur Herstellung eines kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementes.
Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Diese umfassen mindestens ein Primärteil und ein Sekundärteil, die in Umfangsrichtung begrenzt zueinander verdrehbar sind und über Mittel zur Dämpfungskopplung und Federkopplung miteinander verbunden sind. Je nach Anbindung von Primärteil und Sekundärteil können diese als elastische Kupplungen fungieren oder aber lediglich als Schwingungstilger. Im erstgenannten Fall erfolgt dabei über die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen auch eine Drehmomentübertragung. Im letztgenannten Fall ist der Sekundärteil frei von einer direkten drehfesten Kopplung mit einem Antriebselement, insbesondere dem Antriebstrang. Das Primärteil besteht in der Regel aus wenigstens zwei Außenscheiben, zwischen denen das Sekundärteil in Form eines Mittenteils angeordnet ist. Je nach Anbindung an An- und Abtrieb können die Funktionen von Außenscheiben und Mittenteil auch vertauscht werden, d. h. jeweils die der Außenscheiben dem Sekundärteil und die des Mittelteils dem Primärteil zugeordnet werden. Vorzugsweise ist dieses ebenfalls scheibenförmig ausgestaltet. Insbesondere bei hydraulischer Ausführung der Dämpfungskopplung ist das gesamte System dicht zu gestalten, so dass dieses zusätzlich von einem Gehäuse umgeben wird, wobei das Gehäuse drehfest mit den Außenscheiben verbunden ist und dieses in axialer und radialer Richtung umschließt. Die Mittel zur Federkopplung umfassen im einfachsten Fall Federeinheiten oder andere elastische Elemente, die sich mit jeweils einem Ende am Primärteil und mit dem anderen Endbereich am Sekundärteil abstützen. Dazu sind in den Außenscheiben entsprechende Ausnehmungen vorgesehen, die in Umfangsrichtung Anschlagflächen bilden. Ferner bilden die in axialer Richtung ausgerichteten Flächen an den Außenscheiben axiale Führungsflächen für die Federeinheiten. Die Mittel zur Dämpfungskopplung können dabei von den Mitteln zur Federkopplung gebildet werden oder aber beispielsweise bei hydraulischer Dämpfung von mit einem Dämpfungsmedium befüllbaren Dämpfungskammern. Auch diese werden in axialer Richtung von den Außenscheiben, in radialer Richtung vom Gehäuse sowie dem Sekundärteil begrenzt. Vorzugsweise ist in den meisten Anwendungen zusätzlich ein schwimmender Dämpfungsring integriert. Die Begrenzung der einzelnen Dämpfungskammern in Umfangsrichtung erfolgt jeweils durch das Primärteil oder ein mit diesem ortsfest verbundenes Element und das Sekundärteil. Die einzelnen Dämpfungskammern können dabei miteinander gekoppelt sein. Die zur Führung der Federeinheiten, insbesondere der diesen zugeordneten Führungssegmenten und der Begrenzungsflächen vorgesehenen Flächen und Ausnehmungen an den Außenscheiben werden auch als Funktionsflächen bezeichnet. Diese sind zusätzlich an den Außenscheiben einzuarbeiten. Eine derartige Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere der Gehäuseaufbau sowie der Aufbau des Primärteiles zeichnet sich dabei durch eine erhebliche Bauteilanzahl aus. Aufgrund dieser aufgelösten Bauweise ist das Gewicht einer derartigen Einheit relativ hoch. Ferner werden separate Elemente benötigt, die immer konkret aufeinander abzustimmen sind.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen zeigen die Dokumente US 2003/0167875 A1 und US 50 52 978 .
Das Dokument GB 2 343 497 A beschreibt ein mittels eines Kaltumformverfahrens einstückig hergestelltes Bauteil zur Befestigung an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Das Bauteil weist eine axial ausgebildete Aufnahmefläche sowie eine radial ausgebildete Schulter im Bereich der Aufnahmefläche zum Zentrieren eines ringförmigen Bauteils auf. Dabei ist die radial ausgebildete Schulter aus einer bei der Anformung der axial ausgebildeten Aufnahmefläche radial ausgeformten Materialanhäufung gebildet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll mit dieser die gleiche Dämpfungsfunktion, insbesondere hinsichtlich des realisierbaren Verdrehwinkels und der Dämpfung bei gleichzeitiger Kostenreduzierung eine Gewichtsersparnis erzielt werden. Die Funktionsflächen für die Mittel zur Federkopplung und Dämpfungskopplung sind dabei beizubehalten. Der fertigungstechnische und konstruktive Aufwand ist dabei möglichst gering zu halten.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementes ist in den Ansprüchen 10 ff. beschrieben.
Bei einer Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, umfassend ein Primärteil und ein Sekundärteil, die in Umfangsrichtung begrenzt zueinander verdrehbar sind und über Mittel zur Federkopplung und Dämpfungskopplung miteinander verbunden sind, ferner ein Gehäuse, welches drehfest mit dem Primär- oder Sekundärteil gekoppelt ist und das Sekundär- oder Primärteil unter Bildung eines Innenraumes in axialer Richtung und Umfangsrichtung umschließt, werden erfindungsgemäß die Außenscheiben des Primär- oder Sekundärteiles mit dem Gehäuse bzw. den einzelnen Gehäuseteilen als integrale Baueinheit in Form sogenannter kombinierter Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelemente in Form von Blechformteilen ausgeführt. Wenigstens zwei derartige Blechformteile übernehmen dabei die Funktion sowohl des Primär- oder Sekundärteils als auch des Gehäuses. Diese können lösbar oder unlösbar miteinander verbunden werden. Das einzelne kombinierte Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelement ist dabei wenigstens, d. h. im einfachsten Fall in radialer Richtung ausgerichtet und als axiale Seitenwand ausgeführt, wobei wenigstens eines der beiden Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelemente einen in axialer Richtung ausgerichteten Wandbereich aufweist, der mit dem jeweils anderen zweiten komplementären Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelement zu einer kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Baueinheit zusammenfassbar ist. An den zueinanderweisenden Stirnseiten der beiden Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelemente sind entsprechende Funktionsflächen zur Aufnahme, Führung und Abstützung der Mittel zur Feder-/ und/oder Dämpfungskopplung vorgesehen. Diese werden von Ausnehmungen oder Vorsprüngen an den Stirnseiten gebildet. Erfindungsgemäß sind diese in das Blechformteil durch dessen Formgebung integriert.
Mit erfindungsgemäßer Gestaltung einer kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Baueinheit kann unter Beibehaltung der Funktionen herkömmlicher Außenscheiben-Gehäusekonfigurationen bei Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen neben der durch die Bauteilersparnis bedingten Gewichts- und Bauraumersparnis aufgrund der geringen Dicke auch eine Kostenreduzierung erzielt werden. Die Funktionsflächen in Form von Auflageflächen und Führungsflächen für Federtöpfe und Segmente bleiben erhalten. Diese können bereits allein durch Gehäusequerschnittsverengungen bei der Formgebung oder durch Einwirkung entsprechender Formwerkzeuge erzielt werden.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung wird das als Blechformteil ausgeführte Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelement in einem sogenannten Part-Sharing-Verfahren hergestellt. Bei diesem handelt es sich um ein Schubumformverfahren mit definierten Werkzeugkanten, das auch als Durchsetzen bekannt ist. Durch das Aufbringen einer Scherbeanspruchung bis zum Versagensfall können neben einer Konturformgebung, insbesondere Außenkonturformgebung auch die einzelnen Funktionsflächen gezielt aus einem Werkstückbasiselement herausgearbeitet werden. Ein Werkstückbasiselement wird dabei einem Schubumformverfahren unterzogen, in dem Werkstückteilbereiche gegenüber angrenzenden Werkstückteilbereichen entlang einer in sich geschlossenen Werkzeugkante mit geradliniger Werkzeugbewegung verschoben werden. Dazu umfasst das Werkzeug wenigstens ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug, wobei wenigstens eines relativ gegenüber dem anderen verschiebbar ist. In der durch eng benachbarte Querschnittsflächen begrenzten Umformzone herrschen Scherspannungen vor. Aufgrund der großen Schubformänderungen treten teils hohe Oberflächenverfestigungen auf. Bei besonders enger Ausgestaltung des Spaltes zwischen dem Ober- und Unterwerkzeug und zu großer Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges, welche auch als Stempel bezeichnet wird, kann der durchgesetzte Werkstückteil auch wie beim einfachen Scherschneiden durchbrechen. Somit ist es möglich, durch die geeignete Gestaltung der Werkzeuge, insbesondere eines Ober- und Unterwerkzeuges und der Vorschubwege dieser bereits in einem Verfahrensgang sowohl ein Heraustrennen der Außenkontur aus dem Werkstückbasisteil hervorzurufen und ferner gleichzeitig auch die entsprechende Formgebung des einzelnen kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelemente mit den ausgebildeten Funktionsflächen an den jeweiligen Stirnseiten, vorzugsweise den in Einbaulage als Innenstirnfläche fungierenden Stirnseiten zu erzeugen, wobei diese auch durch das Heraustrennen aus dem Werkstückbasiselement erzeugt werden können. Die vorzugsweise einseitig zu erzeugenden Funktionsflächenbereiche werden dabei von Ausnehmungen gebildet. Die erreichbare Durchsetztiefe bei der üblichen Scherbeanspruchung ist als Funktion des Blechwerkstoffes, des relativen Spaltes zwischen Stempel und Matrize und der Blechdicke des Werkstückbasiselementes definiert. Diese wird zur Formgebung für die Funktionsflächen dadurch festgelegt, dass das zu durchsetzende Werkstück zwar noch geschert aber gerade noch nicht getrennt ist. Im anderen Fall, für die Herstellung der Außenkontur wird die Durchsetztiefe derart festgelegt, dass eine Scherbeanspruchung mit Trennung, d. h. der Versagensfall am Werkstückbasiselement auftritt.
Gemäß einem zweiten besonders kostengünstigen Lösungsansatz wird das Blechformteil in einer Kombination von Umformverfahren, beispielsweise Biegen und/oder Tiefziehen hergestellt. Vorzugsweise wird nur tiefgezogen und das Tiefziehen mit Prägevorgängen, d. h. einem Kaltumformverfahren unter Druck, entweder nacheinander oder im Wechsel kombiniert. Dabei werden relativ großflächige Funktionsflächenbereiche an den Stirnseiten hergestellt. Diese Ausführungsmöglichkeit gestaltet sich dabei erheblich kostengünstiger als das sogenannte Part-Sharing-Verfahren und es kann unabhängig von der Blechstärke des Werkstückbasiselements eine ausreichende Auflagefläche bzw. Abstützung für Segmente und Federtöpfe erzielt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass für die Anlage und Funktionsflächen durch den Wechsel bzw. die Kombination aus Tiefziehen und Prägen auch komplizierte Geometrien als allein beim Tiefziehen erzeugt werden. Dabei wird ein Werkstückbasiselement zugrunde gelegt, welches beispielsweise aus einem Blechelement herausgetrennt wurde oder wird und nachher oder gleichzeitig einem Tiefziehvorgang unterworfen wird.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird der Umformungsgrad variiert, vorzugsweise verringert, d. h. aneinander angrenzende Flächenbereiche verlaufen dann nicht rechtwinklig oder in einem bestimmten vordefinierten spitzen Winkel zueinander sondern mit einem größeren, vorzugsweise stumpfen Winkel, d. h. der Verformungswinkel wird geringer. Dies erlangt insbesondere bei zugelassenen schrägen Flächen eine erhebliche Bedeutung, da der zum Umformen erforderliche Energieeinsatz gering gehalten werden kann.
Die erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementes für den Einsatz in kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Baueinheiten in Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen sind dadurch charakterisiert, dass aus einem einzelnen Werkstückbasiselement in Form eines Blechelementes die entsprechende Geometrie, insbesondere die die Außenkontur beschreibende Geometrie sowie die Funktionsflächen für die einzelnen Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelemente mit minimaler Anzahl von Verfahrensschritten und geringem Werkzeugaufgebot erzeugt werden können. Dazu ist es lediglich erforderlich, ein Werkstückbasiselement in ein Werkzeug einzuspannen, welches derart gestaltet ist, dass es geeignet ist, zum einen die Außenkontur und Durchgangsöffnungen aus dem Werkstückbasiselement herauszutrennen und ferner durch gezieltes Schubumformen die konkrete Innengeometrie zur Realisierung der Funktionsflächen für die Mittel zur Federkopplung und/oder Dämpfungskopplung zu bilden. Dabei wird für die erstgenannte Funktion die Scherbeanspruchung derart festgelegt, dass diese als Funktion des Blechwerkstoffes sowie des relativen Spaltes zwischen Stempel und Matrize und der Blechdicke zu einer Trennung von einander benachbarten Werkstückbereichen führt. Zur Ausgestaltung der Funktionsflächen wird lediglich eine Scherbeanspruchung erzeugt, die zwar das Werkstückbasiselement in diesem Bereich schert aber noch keine Trennung hervorruft.
Gemäß dem zweiten Lösungsansatz wird das Werkstückbasiselement neben einem Umformverfahren, beispielsweise einem Biege und/oder einem Tiefziehvorgang unterzogen. Dieser wird vorzugsweise im Wechsel mit Prägevorgängen kombiniert.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
1 verdeutlicht eine erfindungsgemäße Ausführung von Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementen;
2a und 2b verdeutlichen in zwei Ansichten eine Ausführung einer Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen gemäß dem Stand der Technik;
3 verdeutlicht eine erfindungsgemäße Ausführung eines Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementes gemäß dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren;
4 verdeutlicht eine Ausführung gemäß 3 mit geringerem Umformgrad;
5 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementes gemäß 3.
Die 2a und 2b verdeutlichen anhand zweier Ansichten eine Ausführung einer Vorrichtung 1.2 zur Dämpfung von Schwingungen gemäß dem Stand der Technik. Die 2a verdeutlicht dabei einen Axialschnitt. Die Vorrichtung 1.2 zur Dämpfung von Schwingungen, welche als Schwingungsdämpfer in Form einer elastischen Kupplung 2.2 ausgeführt sein kann oder aber bei nicht drehfester Kopplung einer der beiden Massen mit einem Anschlusselement im Antriebstrang als Tilger, umfasst ein Primärteil 3.2 und ein Sekundärteil 4.2. Das Primärteil umfasst zwei in axialer Richtung angeordnete Außenscheiben 5.12 und 5.22, die in axialer Richtung einen Zwischenraum 6.2 beschreiben. In diesem Zwischenraum 6.2 ist das Sekundärteil 4.2 angeordnet, welcher auch als Mittenteil 7.2 bezeichnet wird. Die beiden als Massen fungierende Teile Primärteil 3.2 und Sekundärteil 4.2 sind in Umfangsrichtung begrenzt gegeneinander verdrehbar. Beide sind über eine Federkopplung 8.2 und eine Dämpfungskopplung 9.2 miteinander verbunden. Die Federkopplung 8.2 wird vorzugsweise über Federelemente, insbesondere Federeinheiten 10.2 realisiert, während die Dämpfungskopplung je nach Ausführung über die Federeinheiten 10 oder aber separate mit einem Dämpfungsmedium befüllbare Dämpfungskammern 11.2 realisiert werden kann. Die Vorrichtung 1.2 zur Dämpfung von Schwingungen umfasst ferner ein Gehäuse 12.2, welches mit dem Primärteil 3.2 drehfest verbunden ist und die Außenscheiben 5.12 und 5.22 sowie das dazwischen angeordnete Mittenteil 7.2 umschließt. Das Gehäuse 12.2 umfasst einen ersten Gehäuseteil 13.2 und einen mit diesem verbindbaren Deckel 14.2. Ferner umfasst die Vorrichtung 1.2 zur Dämpfung von Schwingungen einen sogenannten schwimmenden Dämpfungsring 15.2, der in Umfangsrichtung aus einer Vielzahl einzelner Segmente 15.12, 15.22 bis 15.n.2 besteht.
Die Federeinheiten 10.2 sind zwischen den einzelnen Teilen – Primärteil 3.2 und Sekundärteil 4.2 – derart angeordnet, dass diese sich bei Verdrehung in Umfangsrichtung der beiden Teile gegeneinander – Primärteil 3.2 und Sekundärteil 4.2 – an diesen abstützen. Die Abstützung erfolgt dabei sowohl am Primärteil 3.2 als auch Sekundärteil 4.2 an den einander gegenüberliegenden Endbereichen 16.12 und 16.22. Die Federeinheiten 10.2 sind dazu in sogenannten Federtöpfen 17.12, 17.22 beidseitig geführt. Jeweils ein Endbereich 16.12 bzw. der diesen abstützende Federtopf 17.12 stützt sich dabei in Umfangsrichtung am Primärteil 3.2 ab, während der andere Endbereich 16.22 am Federtopf 17.22 sich am jeweils anderen Teil, hier dem Sekundärteil 4.2 abstützt. Eine Relativbewegung von Primärteil 3.2 bzw. Sekundärteil 4.2 gegeneinander in Umfangsrichtung bewirkt dann ein Zusammendrücken der Federeinheiten 10.2.
Die Dämpfungskopplung erfolgt über sogenannte Dämpfungskammern 11.2, die bei der in der 2b beschriebenen Ausführung im radial äußeren Bereich der Vorrichtung 1.2 zur Dämpfung von Schwingungen angeordnet sind. Die Dämpfungskammer 11.12 bis 11.n2 wird dabei in radialer Richtung vom Gehäuse 12.2, insbesondere einem ersten Gehäuseteil 13.2 begrenzt. In axialer Richtung sind die oben genannten Dämpfungskammern von den Außenscheiben, hier nur 5.22 dargestellt, sowie in radialer Richtung vom Mittenteil 7.2 und in Umfangsrichtung ebenfalls vom Mittenteil 7.2 begrenzt. Dazu weist das Mittenteil in radialer Richtung ausgerichtete Vorsprünge 18.12 bis 18.n2 auf. Zwei einander benachbart angeordnete derartige Vorsprünge 18.12 und 18.22 begrenzen dabei eine Dämpfungskammer 11.2 in Umfangsrichtung. In der Dämpfungskammer sind Mittel 19.2 zur Realisierung einer Anschlagsfunktion vorgesehen, die im einfachsten Fall ein ortsfest am Gehäuse 12.2, insbesondere dem ersten Gehäuseteil 13.2 oder einem als Deckel ausgeführten zweiten Gehäuseteil angeordnet sind. Das Anschlagselement ist mit 20.2 bezeichnet und erstreckt sich dabei in axialer Richtung betrachtet über die axiale Erstreckung der Dämpfungskammer 11.2 und bildet einen Anschlag 21.2 bzw. 22.2 in Umfangsrichtung für das Mittenteil 7.2. bzw. das Primärteil 3.2 gegenüber dem Sekundärteil 4.2. Diese Mittel 19.2 zur Begrenzung des Verdrehwinkels können unterschiedlich ausgeführt sein. Im einfachsten Fall umfassen diese ein bolzenartiges Element, dass sich in axialer Richtung durch die einzelne Dämpfungskammer 11.2 erstreckt. Ferner fungieren die Mittel zur Begrenzung des Verdrehwinkels 19.2 auch zusätzlich zur Steuerung der Dämpfungswirkung, indem diese einen Drosselspalt 23.2 zwischen dem Mittenteil 7.2 bzw. einem zwischen Mittenteil 7.2 und der Dämpfungskammer angeordneten Segment 15.12 des schwimmenden Dämpfungsringes 15.2 bildet. Zur Realisierung der einzelnen Funktionen sind entsprechende Anlageflächen am Primärteil 3.2, insbesondere den Außenscheiben 5.12 und 5.22 vorzusehen, ferner am Gehäuse 12.2, insbesondere dem ersten Gehäuseteil 13.2. Diese müssen jedoch im Einzelnen aufeinander abgestimmt sein. Zur Vereinfachung des Primärteils der Konfiguration wird erfindungsgemäß eine Ausgestaltung gemäß 1 vorgeschlagen. Bei der dort dargestellten Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen im Axialschnitt umfasst das Primärteil 3 jeweils zwei Gehäuseteile, einen ersten Gehäuseteil 13 und einen zweiten Gehäuseteil in Form des Deckels 14. Diese begrenzen den Innenraum 24. Ferner sind diese an den zum Innenraum 24 gerichteten Stirnflächen 25 für das Gehäuseteil 13 und 26 für den Deckel 14 derart ausgeführt, dass diese die Funktion der Außenscheiben mit übernehmen. Dies bedeutet, dass die gegenüber der 2a vorgesehene Außenscheibe 5.22 und der erste Gehäuseteil 13.2 sowie die Außenscheibe 5.12 und der Deckel 14.2 jeweils zu einer baulichen Einheit in Form sogenannter Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelemente 32 und 33 zusammengefasst und in integraler Bauweise ausgeführt sind, d. h., das einzelne Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelement 32 und 33 übernimmt sowohl die Funktion des Gehäuses als auch der Außenscheiben. Beide Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelemente sind als Blechformteile ausgeführt, wobei die zur Funktion erforderlichen Anlage- bzw. Anschlagflächen, insbesondere die in Umfangsrichtung vorgesehenen Anlageflächen 27 und 28 für die einzelne Federeinheit 10 sowie die Führung für den schwimmenden Dämpfungsring 15, die durch die in radialer Richtung betrachtet in axialer Richtung durch jeweils eine Ausnehmung gebildeten Anlageflächen 29.1, 30.1 bzw. 31.1 für das erste Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelement 32 und 29.2, 30.2 und 31.2 für das zweite Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelement 33 charakterisiert ist, in das Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelement eingearbeitet sind. Ferner werden neben der Formgebung auch weitere Funktionselemente realisiert, insbesondere die Durchgangsöffnungen 38 für die Vorrichtung zur Begrenzung des Verdrehwinkels. Die in der 1 dargestellte Ausführung der Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelemente 32 und 33 wird dabei erfindungsgemäß in einem sogenannten Part-Sharing-Verfahren realisiert. Bei diesem handelt es sich um einen Feinschneidvorgang mit Schubumformung, wobei die beschriebene Geometrie in radialer Richtung aus einem Werkstückbasiselement beliebiger Ausführung in Form eines Blechteils mit vordefinierter Dicke, vorzugsweise einem kreisringförmigen oder scheibenförmigen Werkstückteil gewonnen wird, wobei die einzelnen Werkstückteilbereiche gegenüber den angrenzenden Werkstückteilbereichen entlang einer in sich geschlossenen Werkzeugkante mit geradliniger Werkzeugbewegung verschoben werden und über diesen Schubumformvorgang die genannte Geometrie erzeugt wird. Dabei kann entsprechend der gestalteten Engen der Spalte zwischen dem Ober- und dem Unterwerkzeug und bei einer sehr großen Eintauchtiefe des Oberwerkzeuges in Form eines Stempels der durchgesetzte Werkstückteil wie beim einfachen Scherschneiden durchbrechen, wodurch die äußere Geometrie, insbesondere die Geometrie in radialer Richtung bei Herstellung aus einem Blechformteil beliebiger Geometrie erzeugt wird und ferner auch die Durchgangsöffnungen 38 für die Mittel 19 zur Begrenzung des Verdrehwinkels sowie die in radialer Richtung im Bereich des Innendurchmessers d_I vorgesehene Geometrie. Die Anlageflächen 27 und 28 für die Federeinheit 10 werden mit diesem Verfahren erzeugt, ferner die Führungsflächen 29.1 bis 31.1 bzw. 29.2 bis 31.2 für die Segmente des schwimmenden Dämpfungsringes 15. Dieser Vorgang wird auch als sogenanntes Durchsetzen bezeichnet. Diesbezüglich wird unter anderem auf die DIN 8587 verwiesen. Wird die in der 1 beschriebene besonders vorteilhafte Ausgestaltung für das Primärteil 3 in der Regel in einem Verfahren realisiert, ist es des weiteren denkbar, die Geometrie über eine Kombination aus Umformverfahren und Ziehen zu gestalten, wobei nach Bedarf zusätzlich ein Prägevorgang eingesetzt werden kann. Auch in dieser Ausgestaltung sind die Außenscheiben 5.12 und 5.22 integrale Bestandteile der kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelemente 32, 33. Die Geometrie wird dann über entsprechende Verfahren, insbesondere Umformen und Ziehen realisiert. Diese Variante ist im Gegensatz zu der in 1 beschriebenen Ausführung wesentlich kostengünstiger und kann unabhängig von der Blechstärke eine ausreichende Auflagefläche und Abstützung für die Segmente und Federtöpfe bereitstellen. Ferner ist diese Ausführung mit einer erheblichen Gewichtsreduktion verbunden.
Bei der in der 3 beschriebenen Ausführung werden die zur Realisierung der einzelnen Anlageflächen erforderlichen Vorsprünge bzw. Absätze durch Verformung der Blechbereiche im wesentlichen im rechten Winkel der einander angrenzenden Flächenbereiche aneinander realisiert. Bei der in der 4 dargestellten Ausführung wird von dieser Rechtwinkligkeit abgewichen und lediglich eine Verformung in einem geringeren Winkel realisiert. Die 4 verdeutlicht eine analoge Ausgestaltung zur 3, wobei der Umformungsgrad durch Abschrägung der Übergangsbereiche geringer als der für die Ausführung gemäß 3 ist.
Die in der 3 dargestellte Ausführung ist dadurch charakterisiert, dass die die Gehäuseteile 13 und den Deckel 14 bildenden Teilelemente, welche die Funktion des Primärteils 3 übernehmen, durch einen Umformvorgang, vorzugsweise in Form von Prägen in Kombination mit Tiefziehen gefertigt sind. Dazu werden aus einem Werkstückbasisteilelement entsprechende Elemente herausgetrennt, die unter Berücksichtigung der sich aus dem Umformvorgang ergebenden Geometrie hinsichtlich ihrer äußeren Abmessungen, insbesondere in radialer Richtung den zu erzeugenden Gehäuseteilelementen 13, 14 entsprechen. Ferner werden die einzelnen Funktionsflächen, welche hauptsächlich von Anlage- und Anschlagflächen gebildet werden, insbesondere die an den Gehäuse-Primärteil-Teilelementen 32 und 33 angeordneten Funktionsflächen zur Führung der Mittel zur Federkopplung 8, insbesondere der die Federeinheiten in Umfangsrichtung führenden Federtöpfe ebenfalls während des Umformvorganges, insbesondere Tiefziehens und einem zusätzlichen Prägevorgang gebildet. Die Ausführung dieser Funktionsflächen ist noch einmal detailliert in der 5 beschrieben. Die Funktionsflächen in radialer Richtung zur Führung des schwimmenden Dämpfungsringes 15 sind durch einen Tiefziehvorgang in Form einer in Umfangsrichtung umlaufenden Sicke 34 ausgeführt. Die Anschläge für die Führung der Federtöpfe 17 in Umfangsrichtung sind als in radialer Richtung sich in Richtung zur Rotationsachse hin erstreckende und verjüngend ausgeführte Vorsprünge 35.1, 35.2 ausgebildet. Diese werden entsprechend 5 in einem Axialschnitt analog einer Darstellung gemäß 3 dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass sich die Vorsprünge kuchenstückförmig in radialer Richtung in Richtung der Rotationsachse hin erstrecken, wobei diese sich direkt an den Innendurchmesser der Sicke 34 anschließen. Die Sicke 34 und die Vorsprünge 35.1, 35.2, die in Umfangsrichtung zueinander vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen benachbart angeordnet sind, werden dabei gleichzeitig mittels Tiefziehen erzeugt. Zur Verfeinerung der Geometrie und Erhöhung der Maßgenauigkeit werden diese Bereiche anschließend einem Prägevorgang unterzogen. Das Prägen kann einmalig der aber auch mehrmalig erfolgen. Mit dem Tiefziehen wird dabei die Grundgeometrie erstellt, mit dem Prägen wird die Maßgenauigkeit erhöht. Bei den in der 5 dargestellten Ausführung sind die Führungselemente jeweils am Gehäuse-Primärteil-Teilelement 33 angeordnet. Denkbar ist es dabei, die entsprechenden Funktionsflächen auch an einem Gehäuse-Sekundärteil-Teilelement anzuordnen. Dies hängt je nach Zuordnung und Ankopplung von Primärteil und Sekundärteil an einen An- oder Abtrieb ab. Die Sicke 34 fungiert dabei ferner zur Führung des schwimmenden Dämpfungsringes bzw. bei Ausführung denen aus Einzelteilsegmenten zur Begrenzung der Bewegung in radialer Richtung. Die Vorsprünge 35.1 und 35.2 bilden Anschlagflächen 36, 37 in Umfangsrichtung für die Mittel zur Federkopplung 8, insbesondere die Federtöpfe.

1.2, 1: Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen
2.2, 2: elastische Kupplung
3.2, 3: Primärteil
4.2, 4: Sekundärteil
5.12, 5.2: Außenscheibe
5.21, 5.22: Außenscheibe
6.2: Zwischenraum
7.2, 7: Mittenteil
8.2, 8: Federkopplung
9.2, 9: Dämpfungskopplung
10.2, 10: Federeinheit
11.2, 11: Dämpfungskammer
12.2, 12: Gehäuse
13.2, 13: erstes Gehäuseteil
14.2, 14: Deckel
15.2, 15: schwimmender Dämpfungsring
15.12: Segment
15.22, 15.2: Segment
15.32, 15.n2: Segment
16.12: Endbereich
16.22: Endbereich
17.2,: Federtopf
17.12, 17.22: Federtopf
18.12, 18.n2: Vorsprung
19.2, 19: Mittel zur Begrenzung des Verdrehwinkels
20: Anschlagelement
21.2, 21: Anschlag
22.2, 22: Anschlag
23.2, 23: Drosselstelle, Drosselspalt
24: Innenraum
25: Stirnfläche
26: Stirnfläche
27: Anlagefläche
28: Anlagefläche
29.1, 29.2: Anlagefläche
30.1, 30.2: Anlagefläche
31.1, 31.2: Anlagefläche
32: Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelement
33: Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelement
34: Sicke
35.1, 35.2: Vorsprung
36: Anschlagfläche
37: Anschlagfläche
38: Durchgangsöffnung

Claims

Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen 1.1 mit einem Primärteil und einem Sekundärteil, die in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind und über Mittel zur Federkopplung und zur hydraulischen Dämpfungskopplung miteinander verbunden sind 1.2 das Primärteil oder das Sekundärteil umfasst mindestens zwei Außenscheiben; 1.3 mit drehfest mit den Außenscheiben des Primärteiles oder Sekundärteiles gekoppelten, ein abgedichtetes Gehäuse bildenden Gehäuseteilen, die das jeweilig andere Element – Sekundärteil oder Primärteil – in axialer und radialer Richtung unter Bildung eines Innenraumes umschließen; 1.4 die Außenscheiben des Primärteiles oder Sekundärteiles umfassen in axialer und/oder radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung verlaufende Funktionsflächen zur Führung und Abstützung der Mittel zur Federkopplung und zur hydraulischen Dämpfungskopplung; gekennzeichnet durch folgende Merkmale: 1.5 wenigstens ein Teil der Funktionsflächen zur Führung der Mittel zur Federkopplung sind wenigstens in das Primärteil und/oder Sekundärteil eingearbeitet; 1.6 die Außenscheiben des Primär- oder Sekundärteils und die diesem zugeordneten Gehäuseteile bilden jeweils eine integrale Einheit in Form eines sogenannten kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementes, wobei wenigstens eines der beiden kombinierten Gehäuse-Primärteil- oder Sekundär-Teilelemente einen in axialer Richtung erstreckenden Wandabschnitt zur Begrenzung des Innenraums in radialer Richtung umfasst; 1.7 die kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelemente sind als Blechformteile ausgeführt, umfassend wenigstens einen sich in radialer Richtung erstreckenden Wandbereich, in welchem die Funktionsflächen zur Anlage und Führung der Mittel zur Federkopplung und zur hydraulischen Dämpfungskopplung eingearbeitet sind, wobei die Funktionsflächen von einer wenigstens teilweise in Umfangsrichtung verlaufenden Sicke gebildet werden, die zur Bildung von im Umfangsrichtung verweisenden Anschlagsflächen in radialer Richtung ausgebildete Vorsprünge aufweist, welche sich in Richtung zur Rotationsachse hin verjüngen.
Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechformteil mit den eingearbeiteten Funktionsflächen als Schubumformteil ausgeführt ist.
Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die einzelnen Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelemente charakterisierenden Blechformteile als kombinierte Umform-Ziehteile ausgeführt sind.
Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die eingearbeiteten Funktionsflächen wenigstens teilweise, durch mindestens einen Prägevorgang maßgeprägt sind.
Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge in Umfangsrichtung gleich oder ungleich beabstandet angeordnet sind.
Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Federkopplung wenigstens eine Federeinheit umfassen, die sich in Umfangsrichtung an den kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementen ausgeführten Funktionsflächen in Form von Anschlagsflächen abstützt.
Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Dämpfungskopplung von den Mitteln zur Federkopplung gebildet werden.
Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Dämpfungskopplung eine mit Dämpfungsmedium befüllbare Dämpfungskammer umfassen, die in axialer und radialer Richtung von einem Teil der an den kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementen angeordneten Funktionsflächen begrenzt werden.
Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Dämpfungskopplung einen schwimmenden Dämpfungsring umfassen, der beidseitig im Gehäuse geführt ist, wobei die Führungen von einem Teil der Funktionsflächen an den kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementen gebildet werden.
Verfahren zur Herstellung von kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementen für Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Baueinheiten für den Einsatz in Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 – bei welchem das einzelne Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelement aus einem Werkstückbasiselement gewonnen wird, das in ein Werkzeug, umfassend wenigstens eine Obermatrize und eine Untermatrize eingespannt wird und derart ausgeführt ist, dass dieses geeignet ist, zumindest die Außenkontur des einzelnen Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementes durch Trennung infolge Schubumformung bis zum Versagensfall zu erzeugen und ferner stirnseitige Funktionsflächen in Form von Ausnehmungen.
Verfahren zur Herstellung eines kombinierten Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementes für Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Baueinheiten für den Einsatz in Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelement aus einem Werkstückbasiselement durch die Kombination der nachfolgend genannten Verfahrensschritte hergestellt wird: 11.1 Erzeugung der die Außenkontur beschreibenden Geometrie eines einzelnen Gehäuse-Primär- oder Sekundärteil-Teilelementes aus einem Werkstückbasiselement beliebiger Größe durch Trennen oder Umfassen; 11.2 Erzeugung von in beliebiger Richtung ausgerichteten Funktionsflächen durch eine Kombination eines Umformverfahrens und Tiefziehverfahren.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die die Funktionsflächen bildenden Bereiche der Sicken oder Nuten am Gehäuse-Primär- oder Sekundärteilelement durch Umformen und Tiefziehen und/oder ein wechselweises Tiefzieh- und Prägeverfahren zur Herstellung dieser Sicken oder Nuten gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken oder Nuten in Umfangsrichtung verlaufend mit in radialer Richtung zum Außenumfang oder zum Innenumfang des Gehäuse-Primär- oder Sekundärteilelementes erstreckenden Vorsprüngen ausgebildet werden.