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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schwingungsreduzierten Übertragen von
Drehmomenten zwischen zwei entlang einer Längsachse verlaufenden Wellenabschnitten.
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Derartige
Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden
beispielsweise eingesetzt, um Drehmomente in einer Lenksäule oder
in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu übertragen. Gerade in diesen
Anwendungsfällen
ist es erforderlich, aufgrund der immer kleiner werdenden Bauräume und
steigenden Drehmomentanforderungen möglichst kompakt bauende Drehmomentübertragungseinrichtungen
einzusetzen, die unter Dämpfung
von Drehschwingungen die Wellenabschnitte miteinander koppeln. Insbesondere
wird an derartige Übertragungseinrichtungen
die Anforderung gestellt, die Drehmomente möglichst verlustfrei von einem Wellenabschnitt
auf den anderen Wellenabschnitt zu übertragen, jedoch auftretende
Vibrationen sowie Drehschwingungen hinreichend abzudämpfen, um beispielsweise
an der Antriebsachse entstehenden Körperschall nicht durch das
Fahrzeug hindurch zu übertragen.
Aus diesem Grund werden Drehmomentübertragungseinrichtungen mit
Dämpfungselementen
versehen, die derartige Vibrationen oder Drehschwingungen kompensieren
können.
So werden beispielsweise fadenverstärkte Gummischeiben eingesetzt,
die eine Drehschwingungsdämpfung
bewirken.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum schwingungsreduzierten Übertragen
von Drehmomenten der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen,
die bei kompakter Bauweise den gestiegenen Anforderungen an die
Drehmomentübertragung
gerecht wird und die im Belastungsfall neben Druck auch auf Torsion
beansprucht werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum schwingungsreduzierten Übertragen
von Drehmomenten zwischen zwei entlang einer Längsachse verlaufenden Wellenabschnitten
mit zwei in einem Kopplungsbereich in drehmomentübertragende Wechselwirkung
tretenden Übertragungsteilen,
wobei jedes der Übertragungsteile
jeweils wenigstens eine axial vorspringende Klauenformation aufweist, die
zur Drehmomentübertragung
in axialer Überlappung
mit der wenigstens einen Klauenformation des jeweils anderen Übertragungsteils
in Eingriff bringbar ist, wobei zwischen den Übertragungsteilen zusätzlich zu
der auf druckbeanspruchten Dämpfereinrichtung
eine im Belastungsfall auf Torsion beanspruchte Zusatzdämpfereinrichtung
vorgesehen ist.
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Durch
die Verwendung von Übertragungsteilen
mit in axialer Richtung vorspringenden Klauenformationen bietet
sich die Möglichkeit,
auch hohe Drehmomente weitgehend verlustfrei zwischen den Wellenabschnitten
zu übertragen,
wobei hinreichende konstruktive Möglichkeiten zur Unterbringung
der schwingungsreduzierenden Hauptdämpfereinrichtung gegeben sind.
Ferner existiert auch eine Vielzahl von Möglichkeiten, neben der Hauptdämpfereinrichtung
eine Zusatzdämpfereinrichtung
an der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum schwingungsreduzierten Übertragen
von Drehmoment anzuordnen.
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So
sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, die Zusatzdämpfereinrichtung
als Vordämpfereinrichtung
auszubilden. Dabei ist es erfindungsgemäß möglich, dass die Vordämpfereinrichtung
in Abhängigkeit
von einer axial anliegenden Belastung in seiner Härte abgestuft
veränderbar
ist. Eine Veränderung
der Härte
der Vordämpfereinrichtung
in Abhängigkeit
von einer axial anliegenden Belastung wird beispielsweise durch
eine bei einer Ausführungsvariante
der Erfindung dadurch erreicht, dass die Vordämpfereinrichtung eine Mehrzahl
von im Wesentlichen konzentrisch angeordneten Profilringen aus einem
steifen Material, wie beispielsweise Metall, aufweist, die über eine
dazwischenliegende radial verlaufende Gummischicht paarweise miteinander verbunden
sind, wobei die Profilringe mit einem axialen Kopplungsprofil, beispielsweise
einer Stirnverzahnung, zur Drehmomentübertragung versehen sind und
wobei die Profilringe von radial außen nach radial innen in axialer
Richtung zueinander versetzt sind. Je nach axialer Belastung werden
einzelne oder alle Profilringe unter Deformation der einzelnen Gummischichten
in Drehmoment übertragenden
Eingriff gebracht. Diejenigen der Profilringen, die sich nicht mit
ihrem axialen Kopplungsprofil in Drehmoment übertragendem Eingriff befinden
lassen sich relativ zueinander unter Deformation der dazwischen liegenden
Gummischicht verdrehen und sorgen so für eine torsionale Dämpfungswirkung.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vordämpfereinrichtung
eine in axialer Richtung komprimierbare Federanordnung, beispielsweise
eine Tellerfederanordnung oder eine Spiralfederanordnung, aufweist.
In diesem Zusammenhang kann weiter vorgesehen sein, dass die Zusatzdämpfereinrichtung
eine in axialer Richtung beidseits angebundene, insbesondere anvulkanisierte,
Gummischicht aufweist.
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Hinsichtlich
der konstruktiven Gestaltung der Zusatzdämpfereinrichtung sieht eine
Weiterbildung vor, dass die Zusatzdämpfereinrichtung Aufnahmeschalen
aufweist, die jeweils an einem der Übertragungsteile über eine
dämpfende
Gummischicht angebunden sind und die jeweils eine Aufnahmeöffnung zum
im Wesentlichen form schlüssigen
Aufnehmen einzelner diesen zugewandter Klauen der Klauenformation
des jeweils anderen Überragungsteils aufweisen
können.
Vorzugsweise ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass jedem der Übertragungsteile
Aufnahmeschalen zur Aufnahme der Klauen der Klauenformation des
jeweils anderen Übertragungsteils
zugeordnet sind. Diese Aufnahmeschalen können direkt in eine Gummischicht
einvulkanisiert sein.
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Hinsichtlich
der auf Druck beanspruchten Hauptdämpfereinrichtung kann vorgesehen
sein, dass diese eine dämpfende
Materialschicht, insbesondere eine Gummischicht oder Polyurethanschicht,
zwischen den miteinander in Eingriff bringbaren Klauenformationen
der Übertragungsteile
aufweist. Diese dämpfende
Materialschicht kann eine progressive Kennlinie aufweisen, das heißt bei zunehmender
Pressung ein abnehmendes Dämpfungsverhalten
mit zunehmender Steifigkeit zeigen. Vorzugsweise ist vorgesehen,
dass die auf Druck beanspruchte Hauptdämpfereinrichtung wenigstens
zwei verschiedene dämpfende
Materialschichten aufweist, die aus unterschiedlichen Materialien
mit unterschiedlichem Dämpfungsverhalten
und/oder mit unterschiedlicher Schichtdicke in Belastungsrichtung ausgebildet
sind.
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Um
eine möglichst
progressive Kennlinie bei der auf Druck beanspruchten Hauptdämpfereinrichtung
zu erreichen, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die
Klauen der Klauenformationen an ihrem in Richtung der Mittelachse
verlaufenden Ende Ausbuchtungen aufweisen und dass die dämpfende Materialschicht
im Bereich der Ausbuchtungen der Klauen eine bauchige Verdickung
aufweist. Die bauchigen Verdickungen der dämpfenden Materialschicht im
Bereich der Ausbuchtungen wirken als integrierter Vordämpfer innerhalb
der auf Druck beanspruchten Hauptdämpfereinrichtung. Mit anderen Worten
werden erst die Materialschichten im Bereich dieser Verdickungen
deformiert, wodurch sich ein gestuftes Dämpfungsverhalten der Hauptdämpfereinrichtung
ergibt.
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Um
eine möglichst
spielfreie Führung
der beiden Übertragungsteile
zu erreichen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen den beiden Übertragungsteilen
in ihren Umfangsbereich eine Führungshülse angeordnet
ist. In diesem Zusammenhang ist ferner vorgesehen, dass die Führungshülse in Anpassung
an die miteinander in Eingriff stehenden Klauenformationen mit an
einem umlaufenden Ring alternierend ausgebildeten Führungsabschnitten
versehen ist, die sich entlang der Klauen erstrecken.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass im Kopplungsbereich an wenigstens einem Übertragungsteil
eine Übertragungshülse angeordnet
wird, die gegebenenfalls durch Fadenpakete verstärkt sein kann und an der Übertragung
eines Drehmoments beteiligt sein kann.
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Erfindungsgemäß kann ferner
vorgesehen sein, dass zwischen den Übertragungsteilen im Kopplungsbereich
ein Positionierstift vorgesehen ist. Je nach Anforderungen an die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann der Positionierstift aus Metall, aus Kunststoff, aus kunststoffbeschichtetem
Metall oder aus anderweitigem Material hergestellt sein. Ein solcher
Positionierstift kann die beiden Übertragungsteile im Kopplungsbereich,
das heißt
im Bereich der sich überlappenden
Klauenformationen, relativ zueinander positionieren, insbesondere
hinsichtlich der Längsachse
im Wesentlichen koaxial zueinander ausrichten. Allerdings kann der
Positionierstift gleichermaßen
eine Art Gelenkfunktion übernehmen, falls
die beiden miteinander zu verbindenden Wellenabschnitte im Betrieb
nicht koaxial, sondern versetzt oder abgewinkelt zueinander verlaufen.
Erfindungsgemäß kann demnach
auch vorgesehen sein, dass die Übertragungsteile über diesen
zugeordnete Lagerbuchsen auf dem Positionierstift gelagert sind. Ferner
kann auch eine zentrale Positionierhülse, insbesondere aus Kunststoff,
zwischen dem Positionierstift und den Klauenformationen angeordnet
sein. Erfindungsgemäß kann vorgesehen
sein, dass die Vorrichtung vermittels des Positionierstifts axial
verspannbar ist.
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Ferner
kann erfindungsgemäß vorgesehen sein,
die Klauenformationen an ihren freien Enden stirnseitig offen auszubilden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann auf verschiedene Arten an den Wellenenden angebracht werden.
Als eine vorteilhafte Variante ist in diesem Zusammenhang die Verbindung
durch Schweißen
zu nennen, da diese besonders kostengünstig, schnell und einfach
durchzuführen
ist. Jedoch kann in verschiedenen Anwendungsfällen vorteilhaft sein, an einem
der Übertragungsteile
eine Gabelformation anzuformen, insbesondere zu durch Schmieden,
wobei diese Gabelformation einen Teil eines Kreuzgelenks bilden
kann. Eine weitere Möglichkeit
zur Anbindung von einem der Übertragungsteile
an einen Wellenabschnitt stellt eine formschlüssige Axialverzahnung dar,
insbesondere eine Hirthverzahnung. Es ist ebenfalls möglich, an
einem der Übertragungsteile
ein homokinetisches Gelenk anzuordnen, das auch bei größeren Beugungswinkeln
ein Drehmoment gleichförmig übertragen
kann.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden
Figuren erläutert.
Es stellen dar:
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1A und 1B Schnittansichten
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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1C und 1D perspektivische
Einzelteildarstellungen einer Aufnahmeschale und einer Führungshülse;
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1E und 1F perspektivische
Darstellungen verschiedener alternativer Gestaltungen der Übertragungsteile
gemäß der ersten
Ausführungsform;
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1G eine
perspektivische Darstellung gemäß der ersten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zusammengebauten Zustand;
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1H und 1I eine
Schnittansicht einer Ausführungsform
der Erfindung mit einem homokinetischen Gelenk sowie eine perspektivische
Darstellung im zusammengebauten Zustand mit dem homokinetischen
Gelenk
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2A und 2B Schnittansichten
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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2C eine
Teilschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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3A und 3B Schnittansichten
einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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4A und 4B Schnittansichten
einer vierten Ausführungsform
der Erfindung;
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5A und 5B Schnittansichten
einer fünften
Ausführungsform
der Erfindung; und
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6A und 6B Schnittansichten
einer Ausführungsvariante
einer Vordämpferanordnung gemäß der Erfindung.
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In
den 1A und 1B ist
eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung jeweils
in Schnittansichten gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet.
Dabei zeigt 1A einen achsenthaltenden Längsschnitt
entlang der Längsachse
A, wohingegen 1B einen achsorthogonalen Schnitt durch
die Anordnung zeigt. 1B weist auch den Schnittverlauf
gemäß 1A entlang
der Schnittlinie I-I auf.
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Wie
man in 1A und 1B erkennt, weist
die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung
ein erstes Übertragungsteil 12 und ein
zweites Übertragungsteil 14 auf.
Die beiden Übertragungsteile 12 und 14 überlappen
sich in einem Kopplungsbereich 16, wobei sie in diesem
Kopplungsbereich 16 im Querschnitt annähernd kreissektorförmige Klauenformationen
aufweisen. Das Übertragungsteil 12 weist
insgesamt drei um jeweils 120° zueinander
versetzte Klauenformationen 18, 20 und 22 auf.
Diese Klauenformationen 18, 20 und 22 stehen,
wie in 1A repräsentativ für die Klauenformation 18 gezeigt,
in axialer Richtung vor. Gleichermaßen weist das Übertragungsteil 14 entsprechende Klauenformationen 28, 30 und 32 auf,
wobei in 1A nur die Klauenformation 30 gezeigt
ist. Die Klauenformationen 28, 30 und 32 sind
in gleicher Weise an dem zweiten Übertragungsteil 14 axial
vorspringend angeordnet und im Querschnitt annähernd kreissektorförmig ausgebildet.
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Im
Kopplungsbereich 16 sind die beiden Übertragungsteile 12 und 14 jeweils
mit einer Gummischicht 34, 36 überzogen. Im Einzelnen erkennt man
eine entsprechende Gummischicht 34 am Übertragungsteil 12 und
eine korrespondierende Gummischicht 36 am Übertragungsteil 14.
Die beiden Gummischichten 34 und 36 sind unmittelbar
an die Seitenflächen
der Klauenformationen 18, 20, 22 und 28, 30, 32 anvulkanisiert.
Die beiden korrespondierenden Gummischichten 34 und 36 bilden
eine auf Druck beanspruchte Hauptdämpfereinrichtung 33.
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Ferner
erkennt man in 1B, dass die Klauenformationen 18, 20, 22 und 28, 30, 32 an
ihrem auf die Mittelachse zulaufenden Ende Ausbuchtungen 38 aufweisen.
An den Gummischichten 34, 36 sind im Bereich der
Ausbuchtungen 38 bauchige Verdickungen 40 vorgesehen,
die die Ausbuchtungen 38 auffüllen und in Richtung der nächsten Klaue
einer der Klauenformationen 18, 20, 22 oder 28, 30, 32 in Umfangsrichtung
vorstehen. Die Ausbuchtungen 38 und die bauchigen Verdickungen 40 wirken
als in die Hauptdämpfereinrichtung 33 integrierter
Vordämpfer.
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Neben
der auf Druck beanspruchten Hauptdämpfereinrichtung 33 sieht
die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 eine
auf Torsion beanspruchbare Vordämpfereinrichtung 43 vor,
die vorstehend auch als Zusatzdämpfereinrichtung
bezeichnet ist. Zur Übertragung
von Drehmomenten auf die Vordämpfereinrichtung 43 sind
Aufnahmeschalen 48 und 50 vorgesehen, die mit
den Klauen der Klauenformationen 18, 20, 22 korrespondieren
und diese formschlüssig
mit ihren Aufnahmeöffnungen 49 und 51 aufnehmen.
Die Anzahl der Aufnahmeschalen 48 und 50 entspricht
der Anzahl der Klauen der Klauenformationen 18, 20, 22 und 28, 30, 32,
repräsentativ
werden hier nur die Aufnahmeschalen 48 und 50 gezeigt.
Die Aufnahmeschalen 48 und 50 sind jeweils an
einem der Übertragungsteile 12 und 14 durch
eine Gummischicht 44, 46 angebunden, das heißt anvulkanisiert.
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1C zeigt
eine perspektivische Darstellung der Aufnahmeschalen 48 mit
ihren Aufnahmeöffnung 49 zum
im Wesentlichen formschlüssigen
Aufnehmen eines freien Endes einer Klaue der korrespondierenden
Klauenformationen.
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Zur
Führung
der Übertragungsteile 12 und 14 ist
in deren Umfangsbereich eine Führungshülse 42 angeordnet,
die in 1D in einer perspektivischen
Einzelteildarstellung gezeigt ist. Die Führungshülse 42 weist einen
umlaufenden Ring auch, von dem ausgehend sich Führungsabschnitte 45 und 47 erstrecken.
Diese sind alternierend ausgebildet und erstrecken sich entlang
der Klauen einer Klauenformation 18, 20, 22 oder 28, 30, 32,
um sie radial zu positionieren.
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Im
zentralen Bereich der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 ist
ein Positionierstift 52 angeordnet, dessen Längsachse
im Wesentlichen mit der Längsachse
A fluchtet. Der Positionierstift 34 dient zur Ausrichtung
des ersten Übertragungsteils 12 relativ
zum zweiten Übertragungsteil 14.
Die Übertragungsteile 12 und 14 sind über Lagerbuchsen 54 und 56 auf
dem Positionierstift 52 gelagert. Ferner ist zwischen den
Lagerbuchsen 54 und 56 eine zentrale Positionierhülse aus
Kunststoff vorgesehen, die eine möglichst reibungsarme Lagerung
der Übertragungsteile 12 und 14 auf
den Positionierstift 52 ermöglichen soll.
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Wie
man aus 1A erkennt, ist bei einer Ausführungsvariante
der Erfindung an dem Übertragungsteil 14 eine
Gabelformation 24 angeformt, insbesondere ausgeschmiedet.
Die Gabelformation 24 kann zusammen mit einer korrespondierenden
hier nicht gezeigten Gabelformation 24 und einem ebenfalls
nicht gezeigten Achsenkreuz ein Kreuzgelenk bilden, wobei eine Achse
in der Aufnahmeöffnung 25 drehbar
aufgenommen wird. Somit wird eine einfache und Raum sparende Gelenkanbindung
an einen Wellenabschnitt möglich.
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Das Übertragungsteil 12 weist
in seinem Endbereich einen rohrförmigen
Abschnitt 26 auf. Über
diesen rohrförmigen
Abschnitt 26 kann die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung 10 an
einen Wellenabschnitt angebunden werden, beispielsweise angeschweißt. Es sind
jedoch auch andere, lösbare
Anbindungsmöglichkeiten
denkbar, beispielsweise unter Verwendung einer Hirthverzahnung,
die anstelle des rohrförmigen
Abschnitts 26 an dem Übertragungsteil 12 angeformt
werden kann.
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1E zeigt
eine perspektivische Darstellung des Übertragungsteils 12 mit
der Klauenformation 18, 22, 20. Die Klauen
der Klauenformation 18, 20, 22 sind stirnseitig
geöffnet
und weisen in an ihrem stirnseitigen Ende eine Form auf, die mit
den Aufnahmeschalen 24 korrespondiert und von diesen zur Drehmomentübertragung
formschlüssig
aufgenommen werden kann.
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1F zeigt
eine perspektivische Darstellung des Übertragungsteils 14 mit
der Klauenformation 28, 30, 32. Ferner
erkennt man in 1C die Gabelformation 24 mit
der Bohrung 25, die mit einer nicht gezeigten Gabelformation
an einem Wellenabschnitt korrespondiert und beispielsweise mittels
eines Achsenkreuzes verbunden werden kann.
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1G zeigt
eine perspektivische Zusammenbaudarstellung der ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Darin erkennt man die beiden Übertragungsteile 12 und 14,
die durch den Positionierstift miteinander verbunden sind und die
Führungshülse 42 zur
Führung
der Übertragungsteile 12 und 14.
Ferner erkennt man wiederum die Gabelformation 24.
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In 1H erkennt
man die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 gemäß dieser
Ausführungsform
der Erfindung mit einem an sich bekannten homekinetischen Gelenk 61.
Um das homokinetische Gelenk 61 an dem Übertragungsteil 14 anzubringen,
insbesondere durch Pressen, weist das Übertragungsteil 14 einen
rohrförmigen
Abschnitt 63 auf, an dem das Gehäuse 65 des homokinetischen Gelenks 61 befestigt
werden kann. In den rohrförmigen
Abschnitt 63 ist ein Deckel 67 eingebracht, der verhindern
soll, dass Schmiermittelreste oder möglicherweise durch Reibung
abgeriebene Partikel in die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 eindringen können. Ferner
erkennt man in 1H einen in dem Gehäuse 65 befindlichen.
wellenförmigen
Kugelstern 69 an dem eine nicht gezeigte Welle, insbesondere durch
Schweißen,
angebracht werden kann. Um Winkelversätze von bis zu 40° zwischen
zwei zu verbindenden Wellen ausgleichen zu können, sind in dem homokinetischen
Gelenk 61 Kugeln 71 angeordnet, die in einer Art
Käfig 73 aufgenommen
sind und geführt
werden.
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1I zeigt
eine perspektivische Zusammenbaudarstellung der Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit dem homokinetischen Gelenk 61. Im Betrieb ist das Übertragungsteil 12 an
einem nicht gezeigten Wellenabschnitt, beispielsweise einer Welle
einer Lenksäule
oder eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs angebracht, und
das Übertragungsteil 14 an
einem anderen mit dem ersten Wellenabschnitt drehmomentübertragend
zu verbindenden zweiten Wellenabschnitt. Wird auf das erste Übertragungsteil 12 über den
nicht gezeigten Wellabschnitt ein Drehmoment übertragen, so dreht sich dieses
um die Längsachse
A zusammen mit seinen Klauenformationen 18, 20, 22,
beispielsweise in 1B im Uhrzeigersinn. Das Übertragungsteil 14 bleibt
aufgrund seiner eigenen Trägheit
und der Trägheit
des sich anschließenden
mechanischen Systems, beispielsweise dem Lenksystem oder einem Teil
des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, zunächst dreh- und lagestabil,
so dass es im Bereich der einander zugewandten radialen Flächen an
den Klauenformationen zu einer Annäherung zwischen dem Übertragungsteil 12 und
dem Übertragungsteil 14 kommt.
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Im
Einzelnen nähern
sich die Klauenformationen 18 und 28, die Klauenformationen 20 und 30 sowie
die Klauenformationen 22 und 32 einander an. In
diesem Bereich unterliegen die Gummischichten 34 und 36 einer
Flächenpressung über die
Klauenformationen, wobei eventuell übertragende Schwingungen durch
das Dämpfungsverhalten
der auf Druck beanspruchten Hauptdämpfereinrichtung 33 mit
Vordämpfer
und der auf Torsion beanspruchten Zusatzdämpfereinrichtung 43 gedämpft werden
können. Eine
solche Dämpfung
verläuft
progressiv, das heißt mit
zunehmender Annäherung
der Klauenformationenpaare nimmt das Dämpfungsvermögen der Gummischichten ab.
Durch die Anordnung der auf Torsion beanspruchten Zusatzdämpfereinrichtung 43 sowie des
in die der auf Druck beanspruchte Hauptdämpfereinrichtung 33 integrierten
Vordämpfers
kann dieses Verhalten gesteigert werden. Der Positionierstift 52, die
Führungshülse 42 sowie
die Positionierhülse 58 sorgen
für eine
Zentrierung der beiden Übertragungsteile 12 und 14 zueinander
während
der Relativverdrehung, was eine gleichmäßige Belastung an den einzelnen
Klauenformationen bewirkt.
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Im
Folgenden soll mit Bezug auf 2A und 2B (Schnitt
II-II aus 2A) ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung erläutert
werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen und zur Vereinfachung
der Beschreibung werden für
gleichwirkende oder für
gleichartige Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet, wie
im ersten Ausführungsbeispiel,
jedoch mit der Ziffer "1" vorangestellt.
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Ein
erster Unterschied zu der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform liegt darin, dass die
als Hohlkörper
ausgebildeten Übertragungsteile 112 und 114 im
Kopplungsbereich 116 mit einem Füllmaterial versehen sind. Das
Füllmaterial
ist in den 2A und 2B mit
den Bezugszeichen 266 und 268 versehen. Dieses
Füllmaterial
kann beispielsweise ausgehärtetes,
während
der Fertigung eingegossenes Aluminium oder aber auch Metallschaum, Kunststoff
oder Bionetik-Material sein. Je nach Bedarf kann das Füllmaterial
strukturiert werden, beispielsweise mit einer schaumartigen porösen Struktur
oder einer Wabenstruktur, um den Übertragungsteilen 112 und 114 hinreichende
Stabilität
zu verleihen.
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Die
in 2A und 2B gezeigte
Anordnung ist ferner von einem isolierenden Rohrelement 160 umgeben,
welches fest an dem Übertragungsteil 112 angebracht
ist, beispielsweise durch Verpressen oder Verschweißen, und
welches das Übertragungsteil 114 unter
Zulassung einer Relativbewegung mit geringem Spiel umgreift. Das
Rohrelement 160 kann auch mit unregelmäßig über den Umfang verteilten Kühlrippen
versehen werden, die nicht dargestellt sind.
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Die
Vordämpferanordnung 143 gemäß dieser
Ausführungsform
umfasst eine Vordämpferscheibe 162,
die dem ersten Übertragungsteil 112 zugeordnet
ist, sowie eine zweite Vordämpferscheibe 164, die
dem zweiten Übertragungsteil 114 zugeordnet
ist. Die beiden Vordämpferscheiben 162 und 164 sind über den
Positionierstift 152 miteinander verbunden, wobei die Anbindung
zwischen Positionierstift 152 und Vordämpferscheiben 162 und 164 formschlüssig oder
stoffschlüssig
erfolgt, jedenfalls derart, dass eine Drehmomentübertragung erfolgen kann. Die Vordämpferscheiben 162 und 164 sind
mit dem Füllmaterial 166 und 168 über eine
Gummischicht 144 und 146 verbunden, wobei die
Gummischicht jeweils an das Füllmaterial 166 bzw. 168 einerseits
an die Vordämpferscheibe 162 bzw. 164 andererseits
anvuikanisiert ist, so dass eine Drehmomentübertragung zwischen dem Füllmaterial 166 und 168 und
den Vordämpferscheiben 162, 164 erfolgen
kann. Der Positionierstift 152 weist an seinen Enden kappenartige Flansche
auf, welche die Vordämpferscheiben 162, 164 axial
greifen. Dadurch kann erreicht werden, dass die gesamte Vordämpferanordnung 143 durch axiale
Spannung gehalten wird, indem über
die Vordämpferscheiben 162, 164 die
Gummischichten 144 und 146 axial vorkomprimiert
werden. Hierdurch kann das Drehmomentübertragungsverhalten beeinflusst
werden. In seinem zentralen Bereich weist der Positionierstift 152 eine
bauchige Verdickung 174 auf, die eine gelenkige Verschwenkung
innerhalb der radial innenliegenden Bereiche der Klauenformationen
in einem gewissen Maße
zulässt.
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Wie
man aus 2C (Schnitt III-III aus 2B)
erkennt, sind die Gummischichten 134 und 136 unterschiedlich
dick ausgebildet. Dadurch kann das progressive Dämpfungsverhalten verbessert bzw.
eine Verschiebung der Hauptdämpfererkennung
erreicht werden. Denkbar ist in diesem Fall auch, dass unterschiedliche
Materialien für
die dämpfenden
Materialschichten 34 und 36 verwendet werden,
die die Kennlinie der Dämpferanordnung
beeinflussen können.
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Die
Drehmomentübertragungsanordnung 110 gemäß 2A, 2B und 2C funktioniert wie
folgt: Zunächst
erfolgt in niedrigen Drehmomentübertragungsbereichen
die Drehmomentübertragung durch
Krafteinleitung beispielsweise in das Übertragungsteil 112.
Die zu übertragende
Kraft wird dann über
dies und das Füllmaterial 168 sowie über die Gummischicht 146 und
die daran angebundene Vordämpferscheibe 164 auf
dem Positionierstift 152 übertragen. Der Positionierstift 152 überträgt die Kraft
dann wiederum über
die Vordämpferscheibe 162 und
die daran angebundene Gummischicht 144 auf das Füllmaterial 160 und
von diesem auf das Übertragungsteil 114.
Sobald der der Vordämpferanordnung 143 zugeordnete
Drehmomentübertragungsbereich überschritten
wird, kommt es zu einer spürbaren
Anlage der einzelnen Klauenformationen 118, 120, 122 und
der komplementären
Klauenformationen 128, 130 und 132 am Übertragungsteil 114. In
diesem Zustand spielt die Vordämpferanordnung 143 zur
Drehmomentübertragung
keine Rolle mehr.
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Die
Ausführungsform
gemäß 3A und 3B (Schnitt
IV-IV aus 3A) zeigt eine weitere Möglichkeit
einer Vordämpferanordnung.
Sie ist ähnlich
ausgebildet, wie die Ausführungsform
gemäß 2A und 2B.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird die Vordämpferanordnung 243 durch
Spiralfedern 276 und 278, die auf dem Positionierstift 252 angeordnet
sind, vorgespannt. Durch die Federn 276 und 278 kann das
Setzverhalten der Vordämpfergummischichten 244 und 246 ausgeglichen
werden. Geben die Gummischichten 244 und 246 über die
Lebensdauer der Drehmomentübertragungseinrichtung 210 nach, drückt die
Federkraft der Federn 276 und 278 den Gummi nach
bzw. spannt diesen vor, wodurch die Kennung der Vordämpferanordnung 43 stabiler
gehalten werden kann.
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Ferner
sind bei dieser Ausführungsvariante im
Kopplungsbereich 216 Übertragungshülsen 280 vorgesehen,
die direkt an die Übertragungsteile 212 und 214 anvulkanisiert
werden. Auf den Übertragungshülsen 280 sind
Fadenpakete fixiert, die die einzelnen Klauen der Klauenformationen
miteinander verbinden und teilweise zu einer Drehmomentübertragung
beitragen können.
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Im
Folgenden soll mit Bezug auf die 4A und 4B ein
viertes Ausführungsbeispiel
der Erfindung erläutert
werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen und zur Vereinfachung
der Beschreibung werden für
gleichwirkende oder gleichartige Komponenten dieselben Bezugszeichen
verwendet, wie in den ersten Ausführungsbeispielen, jedoch mit der
Ziffer "3" vorangestellt.
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Die
Ausführungsform
gemäß der 4A und 4B (Schnitt
V-V aus 4A) unterscheidet sich von der
voranstehend beschriebenen Ausführungsvariante
gemäß 3A und 3B lediglich darin,
dass an Stelle der Spiralfedern Tellerfedern 376 und 378 angeordnet
sind, an die die Vordämpfergummischichten 344 und 346 anvulkanisiert
sind. Einen weiteren Unterschied zu der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform
stellt das Rohrelement 360, das in identischer Weise wie
in der Ausführungsform
gemäß der 2A und 2B angeordnet
ist.
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Die
Ausführungsvariante
gemäß der 5A und 5B (Schnitt
VI-VI aus 5A) stellt eine besonders einfache
und kostengünstige
Variante der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung
dar. Bei dieser Ausführungsvariante
wird die Gummischicht 434 bzw. die Vordämpfergummischicht 444 und 446 direkt
an den beiden Übertragungsteilen
fest angebracht, insbesondere anvulkanisiert. Die beiden Übertragungsteile 412 und 414 werden
hierzu ineinander gesteckt und die Zwischenräume mit Gummi ausgefüllt. Dabei
werden die Gummischichten durch Haftvermittler an die Klauenformationen
der Übertragungsteile 412 und 414 angebunden.
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Bei
einer Drehmomentübertragung,
das heißt
in dem Fall, in dem die beiden Übertragungsteile 412 und 414 gegeneinander
verdreht werden, übertragen
jeweils drei Seitenflächen
einer Klauenformation 418, 420, 422 eine
Druckbelastung und entsprechend gegenüberliegende Klauenflächen einer
Klauenformation 428, 430, 432 eine zu
vernachlässigende
Zugbelastung.
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Die 6A und 6B (Schnitt
VII-VII aus 6A) zeigen eine zuschaltbare
Vordämpferanordnung 543 in
separater Darstellung. Der zuschaltbare Vordämpfer 543 wird durch
eine Mehrzahl von im Wesentlichen konzentrisch angeordneten Profilringen 580, 584, 588, 592 und 596 gebildet.
Die Profilringe 580, 584, 588, 592 und 596 werden
jeweils über eine
dazwischen liegende radial verlaufende Gummischicht 582, 586, 590, 594 paarweise
miteinander verbunden. Die Profilringe sind jeweils mit einem axialen
Kopplungsprofil 598, beispielsweise einer Stirnverzahnung,
zur Drehmomentübertragung
auf eine hier nicht gezeigte Drehmomentübertragungseinrich tung versehen,
die rechts der Vordämpferanordnung anzuordnen
ist. Wie man erkennt, sind die Profilringe von radial außen nach
radial innen in axialer Richtung jeweils zueinander versetzt. Durch
diese Anordnung kann erreicht werden, dass die Vordämpfereinrichtung 543 in
Abhängigkeit
von einer axial anliegenden Belastung in seiner Härte vorzugsweise
abgestuft veränderbar
ist.
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Die
Funktionsweise des zuschaltbaren Vordämpfers 543 wird im
Folgenden beschrieben. Im axialen unbelasteten Zustand wird das
Drehmoment beispielsweise über
den Ring 580 eingeleitet und der Ring 596 dient
als Abtrieb. Das Drehmoment wird hierbei über alle Gummischichten übertragen,
wobei es zu einer torsionalen Deformation der einzelnen Gummischichten
kommen kann. Wird eine axiale Kraft auf Ring 580 ausgeübt, reduziert
sich der Versatz zwischen den einzelnen Ringen und die Ringe 584, 588 und 592 tauchen
dann nacheinander in eine entsprechende Profilierung an der nicht
gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung
ein und gelangen mit dieser in Drehmoment übertragenden Eingriff. Somit
können
wahlweise tragende Gummischichten 582, 586, 590, 594 ausgeschaltet
werden bis hin zu einer völligen
Versteifung des Vordämpfers.
In diesem Fall verliert der Vordämpfer 543 seine Wirkung
und das Drehmoment wird direkt auf den Hauptdämpfer übertragen.