DE102005016607B3

DE102005016607B3 - Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen an einer Kurbelwelle sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102005016607B3
Application number: DE102005016607A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Hofmann; Jürgen Vohl
Original assignee: Trelleborg Automotive Technical Centre GmbH
Current assignee: Trelleborg Automotive Germany GmbH
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-04-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Dämpfung von Schwingungen an einer Kurbelwelle sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Vorrichtung (10) weist eine am Kurbelwellenende festlegbare Nabe (11) auf, die über einen ringförmigen Federkörper (14) aus einem elastomeren Material mit einem Schwungring (16) verbunden ist. Der Federkörper (14) ist unter Vorspannung in einen Ringspalt (15) zwischen der Nabe (11) und dem Schwungring (16) eingepresst. Um eine hohe Verdrehsteifigkeit unter Vermeidung von Schlupf bei einfacher Herstellung zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Nabe (11) und der Schwungring (16) einer kataphoretischen Tauchlackierung unterzogen werden und dass der Federkörper (14) vor dem Einpressen mit einem Lösungsmittel abgelöst wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen an einer Kurbelwelle, mit einer am Kurbelwellenende festlegbaren Nabe, die über einen ringförmigen Federkörper aus einem elastomeren Material mit einem Schwungring verbunden ist, wobei der Federkörper mit Vorspannung in einen Ringspalt zwischen der Nabe und dem Schwungring einpresst ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung.

Bei bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art, die auch als Dreh- oder Torsionsschwingungsdämpfer bezeichnet werden, wurden unterschiedliche Maßnahmen vorgeschlagen, um die Verdrehsteifigkeit unter Vermeiddung von Schlupf zwischen Federkörper und den benachbarten Metallteilen zu erhöhen.

In der DE 44 04 255 A1 wird ein Torsionsschwingungsdämpfer offenbart, zu dessen Herstellung zunächst die Oberflächen von Nabe, Schwungring und Federkörper gereinigt werden. Anschließend werden die Klebebereiche von Nabe und Schwungring mit einem Kleber beschichtet. Danach wird der Federring eingeschossen, worauf eine Temperung erfolgt.

Zur Herstellung des Torsionsschwingungsdämpfers gemäß der DE 2 130 664 A wird die Nabe und der Schwungring in eine Form eingelegt.

Nachfolgend wird Gummi unter Druck in die Form eingeführt, wodurch ein Federkörper gebildet wird. Nach dem Vulkanisieren ist der Federring mit der Nabe und dem Schwungring drehfest verbunden. Eine Vorspannung des Federrings wird dadurch erreicht, dass der Außendurchmesser des Schwungrings durch Verformung reduziert wird.

Aus der DE 296 24 313 U1 ist bekannt, den in den Ringspalt eingepressten Federkörper aus Ethylen-Acrylat-Kautschuk mit Hilfsstoffen und einem Vernetzer herzustellen. Nach dem Einpressen (Einschiessen) des Federkörpers wird das Teil einer thermischen Behandlung unterzogen. Derartige ungebundene, vorgespannte Drehschwingungsdämpfer weisen üblicherweise im Bereich des Ringspalts eine Glockenkontur auf, die ein axiales Herausrutschen des Federkörpers verhindern soll. Hierdurch ist eine spezielle Bearbeitung der Metallteile erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung eingangs genannten Art und ein Verfahren zu deren Herstellung vorzuschlagen, die eine hohe Verdrehsteifigkeit unter Vermeidung von Schlupf aufweist und bei der Herstellungsaufwand reduziert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen, dass die Nabe und der Schwungring einer kataphoretischen Tauchlackierung unterzogen wurden und dass der Federkörper vor dem Einpressen mit einem Lösungsmittel angelöst wurde. Weiterhin wird die oben angeführte Aufgabe durch das Herstellungsverfahren gemäß Patentanspruch 7 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem Verfahren zu deren Herstellung wird durch die kataphoretische Tauchlackierung der Nabe und des Schwungringes, wie sie in der EP 0 054 861 B1 beschrieben ist, und die Anlösung des Federkörpers mit einem Lösungsmittel eine Haftverbindung zwischen dem Federkörper und den benachbarten Metallteilen erzielt, wodurch eine hohe Verdrehsteifigkeit unter Vermeidung von Schlupf erreicht wird. Das auf den Federkörper aufgetragene Lösungsmittel dient bei der Herstellung des Schwingungsdämpfers gleichzeitig als Gleitmittel für den in den Ringspalt eingeschossenen Federkörper. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einfacher Weise hergestellt werden. Durch die Haftverbindung zwischen dem Federkörper und den sich anschließenden Metallteilen sind keine Maßnahmen erforderlich, um ein axiales Herausrutschen des Federkörpers aus dem Ringspalt zu vermeiden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Vorteilhaft ist der Federkörper aus Acrylatkautschuk hergestellt.

Vorteilhaft besteht der durch kataphoretische Tauchlackierung aufgebrachte Überzug aus Epoxidharz.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist der Ringspalt mindestens an einem Ende eine konische Erweiterung auf. Hierdurch wird ein Einfädeln des Rings in den Ringspalt bei der Herstellung erleichtert.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung erstreckt sich der Federkörper im eingepressten Zustand nur im konstanten Spaltbereich und nicht in die konische Erweiterung. Hierdurch kann die Lebensdauer erhöht werden, da eine Entspannung des im Ringspalt versenkten Federkörpers im Bereich der konischen Erweiterung verhindert wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schwungring eine Poly-V-Verzahnung aufweist. Hierdurch ist eine separate Riemenscheibe entbehrlich.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt sind. Hierin zeigen:
1 einen Vertikalschnitt durch eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform und
2 einen Vertikalschnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform.
Der in 1 dargestellte Drehschwingungsdämpfer 10 weist eine Nabe 11 auf, die aus Metall hergestellt ist. Die Nabe 11 ist mit einer zentralen Bohrung 12 zur Festlegung an dem Ende einer nicht dargestellten Kurbelwelle versehen. Die Nabe 11 weist einen Aussenumfangsfläche 13 auf. Koaxial zur Na be 11 ist ein Schwungring 16 vorgesehen, der ebenfalls aus Metall hergestellt ist. Der Schwungring 16 weist eine Innenumfangsfläche 19 auf, die mit der Aussenumfangfläche 13 einen Ringspalt 15 begrenzt.
Wie aus 1 ersichtlich ist, weist sowohl die Nabe 11 als auch der Schwungring 16 im Bereich des Ringspalts eine geradlinige Kontur auf. Der Ringspalt 15 ist endseitig mit konischen Erweiterungen 18a, 18b versehen. An seinem Aussenumfang weist der Schwingring 16 eine Poly-V-Verzahnung auf, an der ein nicht dargestellter Poly-V-Riemen aufliegt
Sowohl die Nabe 11 als auch der Schwungring 16 sind mit einem Lacküberzug versehen, der durch kataphoretische Tauchlackierung aufgebracht wurde. Ein derartiges Verfahren zum Aufbringen eines Lacküberzuges ist in der EP 0 054 861 B1 beschrieben. Die Metallteile 11, 16 werden zunächst entfettet. Danach wird mittels kataphoretischer Tauchlackierung ein aus Epoxidharz bestehender Lacküberzug aufgebracht. In einem Trockenofen wird der Lacküberzug eingebrannt.
Der Federkörper 14 besteht aus Acrylkautschuk und ist so dimensioniert, dass in montiertem Zustand eine Vorspannung zwischen dem Federkörper 14 und den benachbarten Metallteilen 11, 16 vorliegt. Vor dem Einpressen des Federkörpers 14 in den Ringspalt 15 wird der Federkörper 14 zunächst mit einem geeigneten Lösungsmittel angelöst. In noch benetztem Zustand wird der Federkörper 14 mittels einer Vorrichtung in den Ringspalt 15 eingepresst. Hierbei erleichtert die endseitige konische Erweiterung 18a, 18b das Einfädeln des ringförmigen Federkörpers 14 in den Ringspalt 15. Das auf den Federkörper aufgebrachte Lösungsmittel dient beim Einpressen als Gleitmittel.
Durch das auf dem Federkörper 14 aufgebrachte Lösungsmittel wird der Lacküberzug etwas angelöst. Bei der sich anschließenden Temperung wird eine Haftverbindung zwischen dem Federkörper 14 und den angrenzenden Metallteilen 11, 16 bewirkt. Im eingepresstem Zustand wird eine feste Verbindung zwischen dem Federkörper 14, Nabe 11 und Schwungring 16 erzielt, die eine hohe Verdrehsteifigkeit unter Vermeidung von Schlupf aufweist. Hierdurch ist eine spezielle Bearbeitung der Metallteile 11, 16 im Bereich des Ringspalt 15 entbehrlich, um ein axiales Herausrutschen des Federkörpers 14 zu vermeiden.
Der Federkörper 14 weist im eingepressten Zustand eine geringere Breite als der Ringspalt 15 auf und erstreckt sich nicht in die konischen Erweiterungen 18a, 18b. Hierdurch wird eine Entspannung des ringförmigen Federkörpers 14 an seinem Anfang- und Endbereich verhindert, was eine erhöhte Lebensdauer bewirkt.
Der in 2 dargestellte Drehschwingungsdämpfer 20 weist prinzipiell einen ähnlichen Aufbau wie der Drehschwingungsdämpfer 10 gemäss 1 auf. Zur Beschreibung des Drehschwingungsdämpfers 20 werden für gleiche oder funktionsgleiche Teile die bereits eingeführten Bezugszeichen verwendet.
Der Drehschwingungsdämpfer 20 unterscheidet sich von dem Drehschwingungsdämpfer 10 lediglich dadurch, dass der Ringspalt 15 nur an einem Endbereich eine konische Erweiterung 18b aufweist, über die der ringförmige Federkörper 14 in den Ringspalt 15 eingepresst wird.
Die vorstehend beschriebenen Drehschwingungsdämpfer 10, 20 zeichnen sich durch eine hohe Verdrehsteifigkeit und Lebensdauer bei einfacher Herstellung aus. Weiterhin wird durch die Haftverbindung zwischen dem Federkörper 14 und den angrenzenden Metallteilen 11, 16 ein Herausrutschen des Federkörpers 14 verhindert. Eine spezielle Bearbeitung der Metallteile 11, 16 im Bereich des Ringspalts 15, insbesondere zum Erhalt einer Glockenkontur, ist nicht notwendig.

10: Drehschwigungsdämpfer
11: Nabe
12: Bohrung
13: Außenumfangsfläche
14: Federkörper
15: Ringspalt
16: Schwungring
17: Poly-V-Verzahnung
18: konische Erweiterung
19: Innenumfangsfläche
20: Drehschwingungsdämpfer

Claims

Vorrichtung (10; 20) zur Dämpfung von Schwingungen an einer Kurbelwelle, mit einer am Kurbelwellenende festlegbaren Nabe (11), die über einen ringförmigen Federkörper (14) aus einem elastomeren Material mit einem Schwungring (16) verbunden ist, wobei der Federkörper (14) mit Vorspannung in einen Ringspalt (15) zwischen der Nabe (11) und dem Schwungring (16) eingepresst ist, dadurch gekenn zeichnet, dass die Nabe (11) und der Schwungring (16) einer kataphoretische Tauchlackierung unterzogen wurden und dass der Federkörper (14) vor dem Einpressen mit einem Lösungsmittel angelöst wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkörper (14) aus Acrylkautschuk hergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durch kataphoretische Tauchlackierung aufgebrachte Lacküberzug aus einem Epoxidharz besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (15) mindestens an einem Ende eine konische Erweiterung (18a, 18b) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden eine konische Erweiterung (18a, 18b) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Federkörper (14) im eingepressten Zustand nur im konstanten Spaltbereich und nicht in der konischen Erweiterung (18a, 18b) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwungring eine Poly-V-Verzahnung (17) aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte: a) Aufbringen eines Lacküberzuges auf die Nabe (11) und den Schwungring (16) mittels kataphoretischer Tauchlackierung; b) Anlösen des aus einem elastomeren Material hergestellten Federkörpers (14) mittels eines Lösungsmittels und c) Einpressen des mit dem Lösungsmittel versehenen Federkörpers (14) in den Ringspalt (15) zwischen der Nabe (11) und dem Schwungring (16).
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkörper (14) aus Acrylatkautschuk hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mittels kataphoretischer Tauchlackierung aufgebrachte Lacküberzug aus Epoxidharz besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkörper (14) derart in den Ringspalt (15) versenkt wird, dass er sich im eingepressten Zustand nur im konstanten Spaltbereich und nicht in einer konischen Erweiterung (18) des Ringspalts (15) erstreckt.