DE102008053401A1

DE102008053401A1 - Schlingfederrutschkupplung

Info

Publication number: DE102008053401A1
Application number: DE102008053401A
Authority: DE
Inventors: Lars Schumann; Lászlo Dr. Mán
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2009-05-07
Also published as: CN101424305A; CN101424305B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schlingfederrutschkupplung mit mindestens einem Schlingfederelement. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Schlingfederelement drehfest mit mindestens einem Vorspannelement verbunden ist, das mindestens einen in radialer Richtung vorgespannten Vorspannarm aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlingfederrutschkupplung mit mindestens einem Schlingfederelement. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Torsionsschwingungsdämpfer mit mindestens zwei entgegen der Wirkung einer Dämpfungseinrichtung mit in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeichern zueinander verdrehbaren Teilen, von denen das eine mit einer Antriebsmaschine und das andere mit einer anzutreibenden Welle verbindbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schlingfederrutschkupplung mit mindestens einem Schlingfederelement beziehungsweise einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 19 zu schaffen, die beziehungsweise der eine hohe Lebensdauer aufweist und/oder kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einer Schlingfederrutschkupplung mit mindestens einem Schlingfederelement dadurch gelöst, dass das Schlingfederelement drehfest mit mindestens einem Vorspannelement verbunden ist, das mindestens einen in radialer Richtung vorgespannten Vorspannarm aufweist. Der in radialer Richtung vorgespannte Vorspannarm sorgt im eingebauten Zustand der Schlingfederrutschkupplung für einen Reibschluss. Durch den Reibschluss wird ein für die Funktion eines Schlingfederfreilaufs notwendiges Anfangsmoment erzeugt, das über den Reibschluss von dem Vorspannelement auf ein zugehöriges verdrehbares Teil eines Torsionsschwingungsdämpfers übertragen wird, und umgekehrt. Bei herkömmlichen Torsionsschwingungsdämpfern wird die Schlingfeder unter Vorspannung eingebaut, um eine zur Übertragung des Anfangsmoments verstärkte Grundreibung zu erzeugen. Durch den erfindungsgemäßen Reibschluss zwischen dem Vorspannarm und dem zugehörigen verdrehbaren Teil ist es möglich, das Schlingfederelement ohne Vorspannung einzubauen. Darüber hinaus ist es möglich, die Ausdehnung des Schlingfederelements in radialer Richtung deutlich zu reduzieren.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement einen Ring umfasst, der einstückig mit dem Vorspannarm verbunden ist. Der Ring stellt einen Träger für den Vorspannarm dar. Vorzugsweise sind mehrere, insbesondere zwei Vorspannarme an dem Ring angebracht. Darüber hinaus begrenzt der Ring einen Aufnahmeraum beziehungsweise mehrere Aufnahmeräume für einen beziehungsweise mehrere Energiespeicher, zum Beispiel in Form von Bogenfedern.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ring in Umfangsrichtung geschlossen ist. Vorzugsweise hat der Ring einen rechteckigen Querschnitt und ist aus einem Blechmaterial gestanzt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ring einen Verbindungsfortsatz aufweist, der sich von dem Ring radial nach außen erstreckt und von dem der Vorspannarm ausgeht. Der Vorspannarm ist über den Verbindungsfortsatz einstückig mit dem Ring verbunden. Darüber hinaus bildet der Verbindungsfortsatz einen Anschlag beziehungsweise mehrere Anschläge für einen beziehungsweise mehrere Energiespeicher.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannarm im Wesentlichen die Gestalt eines Kreisbogens aufweist. Vorzugsweise hat der Vorspannarm in Umfangsrichtung eine Ausdehnung, die geringer als 360 Grad ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ring mit dem Vorspannarm und gegebenenfalls mit dem Verbindungsfortsatz als Stanzteil ausgeführt ist. Vorzugsweise ist das komplette Vorspannelement aus einem flächigen Blechteil ausgestanzt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der Vorspannarm des Stanzteils spiralförmig von dem Ring weg erstreckt. Im eingebauten Zustand wird der Vorspannarm radial nach innen bewegt, um die Vorspannung zu erzeugen. Der zur Verfügung stehende Einbauraum für das Vorspannelement hat einen kleineren Durchmesser als das Vorspannelement im nicht eingebauten Zustand.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ring mindestens eine Lösenase aufweist. Die Lösenase wirkt mit einem Ausgangsteil, insbesondere einem Flansch, eines Drehschwingungsdämpfers zusammen, um ein Durchrutschen der Schlingfederrutschkupplung beziehungsweise ein Lösen der Schlingfederrutschkupplung zu ermöglichen, wenn ein vorgegebener Verdrehwinkel zwischen zwei Teilen des Drehschwingungsdämpfers überschritten wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ring mit dem Vorspannarm, mit der Lösenase und gegebenenfalls mit dem Verbindungsfortsatz als Stanz-Biegeteil ausgeführt ist. Stanz-Biegeteil bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Vorspannelement zunächst aus einem flächigen Blechmaterial ausgestanzt und gleichzeitig oder danach durch Biegen umgeformt wird. Durch den anschließenden Biegevorgang kann der Lösenase eine Gestalt gegeben werden, die allein durch Stanzen nicht möglich wäre.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lösenase des Stanzteils radial nach innen erstreckt und durch einen während oder nach dem Stanzen erfolgten Biegevorgang rechtwinklig von dem Ring abgewinkelt ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise ein relativ kompliziert gestaltetes Vorspannelement mit mehreren unterschiedlichen Funktionen geschaffen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannarm an seinem freien Ende eine im Wesentlichen rechteckige Aussparung aufweist. Die rechteckige Aussparung ermöglicht eine formschlüssige Verbindung mit einem Ende eines Schlingfederelements. Die Abmessungen der rechteckigen Aussparung sind an die Abmessungen eines freien Endes eines zugehörigen Schlingfederelements angepasst. Der Vorspannarm wird an seinem freien Ende in Umfangsrichtung mit dem zugehörigen Schlingfederelement gekoppelt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement zwei in radialer Richtung vorgespannte Vorspannarme aufweist. Vorzugsweise gehen die Vorspannarme von zwei diametral angeordneten Punkten am Umfang des Rings beziehungsweise der Verbindungsfortsätze aus und erstrecken sich in entgegengesetzter Richtung.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfederrutschkupplung zwei Vorspannelemente umfasst. Vorzugsweise sind die beiden Vorspannelemente als Gleichteile ausgeführt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vorspannelemente durch mindestens ein Schlingfederele ment miteinander gekoppelt sind. Die beiden Vorspannelemente können auch durch zwei oder mehr Schlingfederelemente miteinander gekoppelt sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vorspannelemente durch zwei oder mehr parallel geschaltete Schlingfederelemente miteinander gekoppelt sind. Die parallel geschalteten Schlingfederelemente werden auch als mehrgängiges Schlingfederelement bezeichnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vorspannelemente, insbesondere deren Vorspannarme, einstückig mit jeweils einem Schlingfederelement verbunden sind. Vorzugsweise sind die beiden Vorspannelemente mit dem zugehörigen Schlingfederelement jeweils als Stanzteil beziehungsweise Stanz-Biegeteil ausgeführt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schlingfederelement als Stanzteil ausgeführt ist. Das Schlingfederelement ist vorzugsweise aus einem flächigen Blechmaterial ausgestanzt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Schlingfederelement mehrere Windungen umfasst. Die Windungen des Schlingfederelements erstrecken sich um den Ring des Vorspannelements herum und sind im eingebauten Zustand vorzugsweise koaxial zu dem Ring angeordnet.
Bei einem Torsionsschwingungsdämpfer mit mindestens zwei entgegen der Wirkung einer Dämpfungseinrichtung mit in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeichern zueinander verdrehbaren Teilen, von denen das eine mit einer Antriebsmaschine und das andere mit einer anzutreibenden Welle verbindbar ist, ist die oben angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen den beiden Teilen eine vorab beschriebene Schlingfederrutschkupplung angeordnet ist, die mit der Dämpfungseinrichtung zusammenwirkt. Die Schlingfederrutschkupplung ist zumindest in eine der zwischen den beiden Teilen möglichen Relativverdrehrichtungen wirksam. Bis zu einem vorbestimmten Verdrehwinkel bewirkt die Schlingfederrutschkupplung eine drehfeste Verbindung zwischen den beiden Teilen. Wenn der vorbestimmte Verdrehwinkel überschritten wird, dann wird die drehfeste Verbindung zwischen den Teilen gelöst.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Torsionsschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ring des Vorspannelements Fenster für die in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeicher begrenzt. Vorzugsweise bilden das Vorspannelement beziehungsweise die Vorspannelemente zusammen mit dem Schlingfederelement beziehungsweise den Schlingfederelementen einen Aufnahmeraum für die in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeicher.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Torsionsschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsfortsatz des Vorspannelements Anschläge für die in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeicher bildet. Die Energiespeicher können direkt an den Anschlägen anschlagen, oder indirekt, durch Zwischenschaltung von Stützschuhen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Torsionsschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt, insbesondere der Querschnitt des Rings, des Verbindungsfortsatzes und/oder des Vorspannarms an die Gestalt der in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeicher angepasst ist. Bei den Energiespeichern handelt es sich vorzugsweise um Schraubendruckfedern. Die Schraubendruckfedern können bogenartig gekrümmt sein und werden in diesem Fall auch als Bogenfedern bezeichnet. Die Schraubendruckfedern können aber auch eine gerade Gestalt aufweisen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Torsionsschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeichern und der Schlingfederrutschkupplung, insbesondere dem Schlingfederelement beziehungsweise den Schlingfederelementen, eine Gleitschale angeordnet ist, die einen geschlossenen Ringkörper aufweist. Die Gleitschale stellt einen Tragkörper für die Schlingfederelemente beziehungsweise die Schlingfederrutschkupplung dar. Darüber hinaus liegen die Energiespeicher an der Gleitschale an, um Verschleiß durch die Energiespeicher zu reduzieren.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Schlingfederrutschkupplung sind dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannarm, der Ring und/oder das Schlingfederelement radial nach innen ragende Vorsprünge oder stufenartige Querschnittsänderungen zum Fixieren der Gleitschale aufweisen. Die Vorsprünge beziehungsweise die Querschnittsänderungen dienen insbesondere dazu, die Gleitschale in axialer Richtung zu fixieren. Axial bedeutet in diesem Zusammenhang in Richtung der Drehachse des Drehschwingungsdämpfers, der auch als Torsionsschwingungsdämpfer bezeichnet wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Torsionsschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement unter Vorspannung in das zugehörige verdrehbare Teil eingebaut ist. Vorzugsweise weist das zugehörige verdrehbare Teil eine im Wesentlichen kreiszylindermantelförmige Innenfläche auf, an welcher der Vorspannarm unter Vorspannung anliegt. Die Gleitschale ist in axialer Richtung vorzugsweise zwischen zwei Vorspannarmen angeordnet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
1 ein gestanztes Vorspannelement im nicht eingebauten Zustand mit nicht vorgespannten Vorspannarmen in der Draufsicht;
2 eine perspektivische Darstellung des Vorspannelements aus 1 im Einbauzustand;
3 eine perspektivische Darstellung des Vorspannelements aus 2 mit einer übertrieben dargestellten axialen Verformung;
4 eine perspektivische Darstellung einer Schlingfederrutschkupplung mit zwei Vorspannelementen, wie sie in den 1 bis 3 dargestellt sind, im eingebauten Zustand;
5 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts V aus 4;
6 einen weiteren vergrößerten Ausschnitt aus 4 mit einer Gleitschale;
7 eine perspektivische Darstellung der Schlingfederrutschkupplung aus 4 mit einer übertrieben dargestellten axialen Verformung;
8 ein gestanztes Schlingfederelement im nicht vorgespannten Zustand in der Draufsicht;
9 eine perspektivische Darstellung des Schlingfederelements aus 8 im Einbauzustand;
10 das Schlingfederelement aus 9 mit einer übertrieben dargestellten axialen Verformung;
11 eine perspektivische Darstellung einer Schlingfederrutschkupplung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel im Einbauzustand;
12 eine perspektivische Darstellung der Schlingfederrutschkupplung aus 11 mit einer übertrieben dargestellten axialen Verformung;
13 eine perspektivische Darstellung eines Vorspannelements der in den 11 und 12 dargestellten Schlingfederrutschkupplung;
14 das Vorspannelement aus 13 nach dem Stanzen im nicht vorgespannten Zustand in der Draufsicht;
15 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer Schlingfederrutschkupplung, wie sie in den 11 und 12 dargestellt ist;
16 einen weiteren Ausschnitt einer Schlingfederrutschkupplung, wie sie in den
11 und 12 dargestellt ist, mit einer Gleitschale in perspektivischer Darstellung;
17 eine Drehschwingungsdämpfungseinrichtung mit einer Schlingfederrutschkupplung, wie sie in den 4 bis 7 dargestellt ist, im Halbschnitt und
18 einen weiteren Halbschnitt der Drehschwingungsdämpfungseinrichtung aus 17.
In 1 ist ein Vorspannelement 1 in der Draufsicht im nicht eingebauten und nicht vorgespannten Zustand dargestellt. Bei dem Vorspannelement 1 handelt es sich um ein Stanzteil aus Metallblech. Das Vorspannelement 1 umfasst einen geschlossenen Ring 2, von dem sich zwei diametral angeordnete und im Wesentlichen rechteckig ausgebildete Abschnitte 4, 5 radial nach außen erstrecken. Die Abschnitte 4, 5 sind einstückig mit dem Ring 2 verbunden und bilden Lösenasen, deren Funktion im Folgenden noch erläutert wird. Die Abschnitte 4, 5 werden im Folgenden auch als Lösenasen bezeichnet.
Von dem Ring 2, der vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt aufweist, erstrecken sich des Weiteren zwei Verbindungsfortsätze 8, 9 radial nach außen, die ebenfalls einstückig mit dem Ring 2 verbunden sind. Die beiden Verbindungsfortsätze 8, 9 sind diametral angeordnet. Von den radial äußeren Enden der Verbindungsfortsätze 8, 9 geht jeweils ein Vorspannarm 11, 12 aus, der sich spiralförmig um den Ring 2 herum erstreckt. Die Vorspannarme 11, 12 haben im Wesentlichen die Gestalt von Kreisbögen, die sich über etwa zwei Drittel des Ringumfangs erstrecken. Die Vorspannarme 11, 12 sind über die Verbindungsfortsätze 8, 9 einstückig mit dem Ring 2 verbunden und haben im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt. An den freien Enden der Vorspannarme 11, 12 ist jeweils eine im Wesentlichen rechtwinklige Aussparung 13, 14 ausgestanzt.
In den 2 und 3 ist das in 1 im nicht eingebauten Zustand dargestellte Vorspannelement 1 perspektivisch im Einbauzustand dargestellt. Die Lösenasen 4, 5 sind, gegenüber der Darstellung in 1, um 90 Grad in die Zeichenebene hinein umgebogen. Dementsprechend ist der Ring 2 in der Nähe der Lösenasen 4, 5 ebenfalls verformt. Das Biegen der Lösenasen 4, 5 erfolgt nach dem Stanzen durch einen entsprechenden Umformvorgang, der automatisierbar ist.
In 1 ist mit 15 der Einbaudurchmesser des Vorspannelements 1 bezeichnet. Im eingebauten Zustand, der in den 2 und 3 dargestellt ist, sind die Vorspannarme 11, 12 axial und radial verformt. In 3 ist die axiale Verformung des Vorspannelements 1 übertrieben dargestellt. Die vorgespannten Vorspannarme 11, 12, die um 180 Grad versetzt angeordnet sind, dienen dazu, im eingebauten Zustand der Schlingfederrutschkupplung eine nötige Anfangsvorspannung zu erzeugen.
In 1 sieht man, dass die Vorspannarme 11, 12 eine spiralförmige Außenkontur haben. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung nimmt der Querschnitt, das heißt die radiale Breite, der Vorspannarme 11, 12 ausgehend von dem jeweiligen Verbindungsfortsatz 8, 9 in Umfangsrichtung ab. Dadurch wird erreicht, dass die Vorspannarme 11, 12 im eingebauten Zustand radial innen einen Bogenfederkanal zur Aufnahme von Energiespeichern nachbilden.
Beim Einbau werden die Vorspannarme 11, 12 elastisch auf einen Innendurchmesser eines Primärteils eines Drehschwingungsdämpfers verformt.
In den 4 bis 7 ist eine Schlingfederrutschkupplung 20 mit einem Vorspannelement 1, wie es in den 1 bis 3 dargestellt ist, im Einbauzustand perspektivisch in verschiedenen Ansichten und Ausschnitten dargestellt. Die Schlingfederrutschkupplung 20 umfasst zusätzlich zu dem Vorspannelement 1 ein weiteres Vorspannelement 21. Das Vorspannelement 21 umfasst, wie das Vorspannelement 1, einen Ring 22, an dem zwei Lösenasen 24, 25 ausgebildet sind, die genauso ausgeführt sind, wie die Lösenasen 4, 5 des Vorspannelements 1. Von dem Ring 22 gehen zwei Verbindungsfortsätze 28, 29 aus, von denen wiederum zwei Vorspannarme 31, 32 ausgehen.
Die beiden Vorspannarme 11, 12 des Vorspannelements 1 sind an ihren Enden an Stellen 43, 44 mit jeweils einem Schlingfederelement 34, 35 gekoppelt, insbesondere formschlüssig verbunden. Die anderen Enden der Schlingfederelemente 34, 35 sind an weiteren Stellen 45, 46 mit den Vorspannarmen 31, 32 des zweiten Vorspannelements 21 gekoppelt, insbesondere formschlüssig verbunden.
Bei dem in den 4 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen den beiden Vorspannelementen 1, 21 die beiden Schlingfederelemente 34, 35 in Reihe zu den Vorspannelementen 1, 21 und zu sich selbst parallel geschaltet. Die Schlingfederelemente 34, 35 werden auch als Schlingfedern oder Schlingbänder bezeichnet. Die Verbindung zwischen dem Vorspannelement 1, 21 und dem zugehörigen Schlingfederelement 34, 35 erfolgt nur über Formschluss in Sperrrichtung der Schlingfederrutschkupplung 20. Die Aussparungen 14 (in 5) an den freien Enden der Vorspannarme 11, 12; 31, 32 bilden radial innen eine Nase 47 (in 5), die das zugehörige Schlingfederelement 34, 35 in seiner Bewegung radial nach innen einschränkt. Die Nase, die in 5 mit 47 bezeichnet ist, hat darüber hinaus die Funktion, eine in 6 mit 40 bezeichnete Gleitschale, die als geschlossener Ring ausgeführt ist, radial zu fixieren.
In den 8 und 9 ist dargestellt, dass das Schlingfederelement 35 als Stanzteil ausgeführt sein kann. Das gestanzte Bauteil ist in 8 in der Draufsicht dargestellt. Mit 48 ist der Einbaudurchmesser des Schlingfederelements 35 bezeichnet. Das in 8 dargestellte Stanzteil hat einen kleineren Durchmesser als im Einbauzustand. Im Einbauzustand wird der Durchmesser des Schlingfederelements 35 durch den Außendurchmesser der Gleitschale (40 in 6) bestimmt, auf welche die Schlingfederelemente unter elastischer Verformung aufgezogen werden. Durch die sich daraus ergebende radiale Verspannung des in 9 im Einbauzustand dargestellten Schlingfederelements 35 soll vermieden werden, dass die Schlingfederelemente bei einer lösenden Betätigung der Schlingfederrutschkupplung 20 unter Fliehkraft sperren. Aufgrund ihrer Eigenmassen neigen die Schlingfederelemente 34, 35 insbesondere bei hohen Drehzahlen im lösenden Fall zum Sperren. Die Schlingfederelemente können alternativ auch anders, das heißt nicht durch Stanzen, hergestellt werden.
In 10 sind die beiden Schlingfederelemente 34, 35 mit einer übertrieben dargestellten axialen Verformung ineinander verschachtelt beziehungsweise parallel geschaltet gezeigt.
In den 11 bis 16 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schlingfederrutschkupplung 50 in verschiedenen Ansichten und Ausschnitten dargestellt. Die Schlingfederrutschkupplung 50 umfasst ein Vorspannelement 51 mit einem geschlossenen Ring 52, an dem zwei Lösenasen 54, 55 ausgebildet sind. Von dem Ring 52 erstrecken sich zwei Verbindungsfortsätze 58, 59. Der Ring 52, die Lösenasen 54, 55 und die Verbindungsfortsätze 58, 59 sowie zwei von den Verbindungsfortsätzen 58, 59 ausgehende Vorspannarme 61, 62 sind bei dem Vorspannelement 51 genauso ausgeführt, wie bei dem in den 1 bis 3 dargestellten Vorspannelement 1. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorangegangene ausführliche Beschreibung der 1 bis 3 verwiesen.
Im Unterschied zu dem vorangegangenen, in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Vorspannarme 61, 62 des Vorspannelements 51 einstückig mit jeweils einem Schlingfederelement 63, 64 verbunden. Die Windungen der beiden Schlingfederelemente 63, 64 werden in Analogie zu Gewinden auch als Gänge bezeichnet. An zwei Stellen 65, 66 sind die beiden parallel geschalteten Schlingfederelemente 63, 64 jeweils mit einem weiteren Schlingfederelement 67, 68 gekoppelt. Die beiden Schlingfederelemente 67, 68 wiederum sind parallel geschaltet und jeweils mit einem Vorspannarm eines weiteren Vorspannelements 71 einstückig verbunden. Das Vorspannelement 71 ist analog zu dem Vorspannelement 51 ausgeführt.
Bei dem in den 11 bis 16 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schlingfederelemente 63, 64; 67, 68 jeweils in den zugehörigen Vorspannarm 61, 62 integriert, das heißt einstückig mit diesem verbunden.
Im sperrenden Fall der Schlingfederrutschkupplung 50 sind die beiden Vorspannelemente 51, 71 in Reihe geschaltet und weisen für sich jeweils zwei um 180 Grad versetzt parallel geschaltete Schlingfederelemente 63, 64; 67, 68 auf. Im lösenden Fall wird eine Hälfte der Schlingfederrutschkupplung 50 aktiv gelöst. Das System ist vorzugsweise so ausgelegt, dass bei einem höchstmöglichen Reibwert die verbleibende Anzahl Windungen der Schlingfederelemente nicht zum Sperren neigt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung nimmt die radiale Breite der Vorspannarme 61, 62 ausgehend von dem zugehörigen Verbindungsfortsatz 58, 59 kontinuierlich ab. Nach der kontinuierlichen Abnahme kommt eine stufenartige Querschnittsänderung, die in 15 mit 76 bezeichnet ist. Ab der stufenartigen Querschnittsänderung 76 bleibt der Querschnitt des Vorspannarms beziehungsweise Schlingfederelements konstant und füllt den Raum zwischen einer in 16 mit 98 bezeichneten Gleitschale, die als geschlossener Ring ausgeführt ist, und einem Primärteil der Drehschwingungsdämpfungseinrichtung. Durch die stufenartige Querschnittsänderung 76 wird die Gleitschale 98 fixiert. Die stufenartigen Querschnittsänderungen sind in 16 mit 96 und 97 bezeichnet.
In 14 ist das Vorspannelement 51 im nicht vorgespannten Zustand nach dem Stanzen in der Draufsicht dargestellt. Der Einbaudurchmesser ist mit 78 bezeichnet. In 13 ist das Vorspannelement 51 im Einbauzustand perspektivisch dargestellt. Der Verbindungsfortsatz 58 dient zur Bogenfederabstützung und bildet insbesondere einen primärseitigen Bogenfederanschlag, der im Folgenden noch erläutert wird.
In 15 ist ein analoger Bogenfederabstützbereich 79 an einem Verbindungsfortsatz 89 gezeigt. Eine Lösenase 84 ist an einem Lappen oder Abschnitt ausgebildet, der einstückig mit dem Ring des Vorspannelements 71 verbunden ist. Eine Kopplungsstelle am freien Ende des Schlingfederelements beziehungsweise Vorspannarms des Vorspannelements 71 ist mit 86 bezeichnet.
In 16 sind Windungen eines Schlingfederelements mit 91 und 92 bezeichnet. Windungen eines weiteren Schlingfederelements sind mit 94 und 95 bezeichnet. Die beiden Schlingfederelemente 91, 92 und 94, 95 sind parallel geschaltet. Die stufenartigen Querschnittsänderungen 96, 97 dienen unter anderem zur axialen Fixierung der Gleitschale 98.
In den 17 und 18 ist ein Drehschwingungsdämpfer 100 in zwei Halbschnitten dargestellt. Der Drehschwingungsdämpfer 100 wird auch als Torsionsschwingungsdämpfer bezeichnet und bildet ein so genanntes Zweimassenschwungrad. Zweimassenschwungräder sind beispielsweise durch die deutschen Offenlegungsschriften DE 198 34 728 A1 und DE 41 17 584 A1 bekannt geworden.
Das Zweimassenschwungrad umfasst ein mit der Abtriebswelle des Motors, wie der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, verbindbares Primärschwungrad 103 und ein gegenüber diesem über eine Lagerung 104 zur Drehachse 105 konzentrisch gelagertes Sekundärschwungrad 106. Das Sekundärschwungrad 106 dient zur Aufnahme einer Reibungskupplung, die eine Kupplungsscheibe mit Reibbelägen aufweist. Die Reibungskupplung umfasst des Weiteren eine Druckplatte, die mit Hilfe einer Betätigungseinrichtung in axialer Richtung, das heißt parallel zur Drehachse 105, begrenzt verlagerbar ist, um die Reibbeläge der Kupplungsscheibe zwischen der Druckplatte und einer Gegendruckplatte einzuklemmen, die Bestandteil des Sekundärschwungrads 106 ist.
In einer Ellipse 107 ist angedeutet, dass an dem Primärschwungrad 103 mit Hilfe einer Schraubverbindung ein Deckel 109 befestigt ist. Der Deckel 109 begrenzt einen Aufnahmeraum für einen Dämpfer beziehungsweise eine Dämpfungseinrichtung 110, der beziehungsweise die Energiespeicherelemente beziehungsweise Energiespeicher 108 umfasst, die jeweils aus mindestens einer Schraubendruckfeder aus Stahl bestehen können. Zur Bildung eines Energiespeichers 108 können jedoch auch mehrere Schraubendruckfedern in Reihe hintereinander angeordnet werden, die sich entweder unmittelbar über ihre Endwindungen aneinander abstützen oder aber unter Zwischenlegung von Zwischenelementen hintereinander geschaltet sind. Die einzelnen Federn können bogenförmig ausgebildet sein oder jeweils eine im Wesentlichen gerade Gestalt besitzen. Ein Flansch 112 stellt das Ausgangsteil des Dämpfers 110 dar und ist drehfest mit dem Sekundärschwungrad 106 verbunden.
Die Dämpfungseinrichtung 110 ist unter Zwischenschaltung von Stützschuhen 115 mit einer Schlingfederrutschkupplung 120 in Reihe geschaltet, die als Freilaufeinrichtung ausgeführt ist. Die Schlingfederrutschkupplung 120 umfasst zwei Vorspannelemente 121, 122 mit Ringen 123, 124, von denen sich Verbindungsfortsätze 125, 126 radial nach außen erstrecken. Von den Verbindungsfortsätzen 125, 126 gehen wiederum Vorspannarme 127, 128 aus, die mit Schlingfederelementen 131, 132 gekoppelt sind. Zwischen den Energiespeichern 108 der Dämpfungseinrichtung 110 beziehungsweise zwischen den Stützschuhen 115 und der Schlingfederrutschkupplung 120 ist eine Gleitschale 135 angeordnet, die einen geschlossenen Ringkörper aufweist.
Bei dem in den 17 und 18 dargestellten Ausführungsbeispiel der Schlingfederrutschkupplung 120 handelt es sich um die gleiche Schlingfederrutschkupplung, die in den 4 und 7 mit 20 bezeichnet ist. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorangegangene Beschreibung der 4 und 7 verwiesen. In den Drehschwingungsdämpfer 100 kann aber auch eine Schlingfederrutschkupplung 50 eingebaut werden, wie sie in den 11 und 12 dargestellt ist.
Bei einer Beaufschlagung der Windungen der Schlingfederrutschkupplung im Sinne einer Durchmesservergrößerung stützen sich diese an der Innenfläche des Primärschwungrads 103 ab. Die Abstützkraft ist dabei umso größer, je größer die Umfangsrichtung auf die Windungen einwirkende Kraft ist, welche die Durchmesservergrößerung bewirkt. Aufgrund der zwischen den Windungen der Schlingfederelemente beziehungsweise der Vorspannarme und der Abstützfläche an dem Primärschwungrad vorhandenen Reibung kann das vom Antriebsmotor abgegebene Drehmoment übertragen werden.
Die Verrieglung beziehungsweise Sperrung der als Freilaufeinrichtung ausgebildeten Schlingfederrutschkupplung 120 erfolgt mittels der Energiespeicher 108. Die Verbindungsfortsätze 125, 126 bilden Abstütz- beziehungsweise Beaufschlagungsbereiche für die als Schraubendruckfedern ausgebildeten Energiespeicher 108. Das Lösen der Schlingfederrutschkupplung 120 erfolgt dann, wenn der Flansch 112 an den Lösenasen anschlägt, die an den Ringen 123, 124 der Vorspannelemente 121, 122 ausgebildet sind.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung sind alle Teile der Schlingfederrutschkupplung 20; 50; 120 als Stanz-Biegeteile ausgeführt, die nur in sperrender Betätigung über Formschluss in Reihe geschaltet sind. Im Lösefall wird entweder die Vorspannung eines Vorspannelements oder die Vorspannung eines Vorspannelements sowie die Anzahl der sperrenden Windungen des Gesamtsystems oder die Anzahl der sperrenden Windungen des Gesamtsystems reduziert.

1: Vorspannelement
2: Ring
4: Lösenase
5: Lösenase
8: Verbindungsfortsatz
9: Verbindungsfortsatz
11: Vorspannarm
12: Vorspannarm
13: Aussparung
14: Aussparung
15: Einbaudurchmesser
20: Schlingfederrutschkupplung
21: Vorspannelement
22: Ring
24: Lösenase
25: Lösenase
28: Verbindungsfortsatz
29: Verbindungsfortsatz
31: Vorspannarm
32: Vorspannarm
34: Schlingfederelement
35: Schlingfederelement
40: Gleitschale
43: Stelle
44: Stelle
45: Stelle
46: Stelle
47: Nase
48: Einbaudurchmesser
50: Schlingfederrutschkupplung
51: Vorspannelement
52: Ring
54: Lösenase
55: Lösenase
58: Verbindungsfortsatz
59: Verbindungsfortsatz
61: Vorspannarm
62: Vorspannarm
63: Schlingfederelement
64: Schlingfederelement
65: Stelle
66: Stelle
67: Schlingfederelement
68: Schlingfederelement
71: Vorspannelement
76: stufenartige Querschnittsänderung
78: Einbaudurchmesser
79: Bogenfederabstützbereich
84: Lösenase
86: Kopplungsstelle
89: Verbindungsfortsatz
91: Schlingfederelement
92: Schlingfederelement
94: Schlingfederelement
95: Schlingfederelement
96: Stufenartige Querschnittsänderung
97: Stufenartige Querschnittsänderung
98: Gleitschale
100: Drehschwingungsdämpfer
103: Primärschungrad
104: Lagerung
105: Drehachse
106: Sekundärschwungmasse
107: Ellipse
108: Energiespeicher
109: Deckel
110: Dämpfer
112: Flansch
115: Stützschuh
120: Schlingfederrutschkupplung
121: Vorspannelement
122: Vorspannelement
123: Ring
124: Ring
125: Verbindungsfortsatz
126: Verbindungsfortsatz
127: Vorspannarm
128: Vorspannarm
131: Schlingfederelement
132: Schlingfederelement
135: Gleitschale

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19834728 A1 [0067]
- DE 4117584 A1 [0067]

Claims

Schlingfederrutschkupplung mit mindestens einem Schlingfederelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlingfederelement (34, 35; 63, 64, 67, 68; 131, 132) drehfest mit mindestens einem Vorspannelement (1, 21; 51, 71; 121, 122) verbunden ist, das mindestens einen in radialer Richtung vorgespannten Vorspannarm (11, 12, 31, 32; 61, 62; 127, 128) aufweist.
Schlingfederrutschkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (1, 21; 51, 71; 121, 122) einen Ring (2, 22; 52; 123, 124) umfasst, der einstückig mit dem Vorspannarm verbunden ist.
Schlingfederrutschkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (2, 22; 52; 123, 124) in Umfangsrichtung geschlossen ist.
Schlingfederrutschkupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (2, 22; 52; 123, 124) einen Verbindungsfortsatz (8, 9, 28, 29; 58, 59; 125, 126) aufweist, der sich von dem Ring (2, 22; 52; 123, 124) radial nach außen erstreckt und von dem der Vorspannarm ausgeht.
Schlingfederrutschkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannarm (11, 12, 31, 32; 61, 62; 127, 128) im Wesentlichen die Gestalt eines Kreisbogens aufweist.
Schlingfederrutschkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (2, 22; 52; 123, 124) mit dem Vorspannarm (11, 12, 31, 32; 61, 62; 127, 128) und gegebenenfalls mit dem Verbindungsfortsatz (8, 9, 28, 29; 58, 59; 125, 126) als Stanzteil ausgeführt ist.
Schlingfederrutschkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Vorspannarm (11, 12, 31, 32; 61, 62; 127, 128) des Stanzteils spiralförmig von dem Ring (2, 22; 52; 123, 124) weg erstreckt.
Schlingfederrutschkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (2, 22; 52; 123, 124) mindestens eine Lösenase (4, 5, 24, 25; 54, 55) aufweist.
Schlingfederrutschkupplung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (2, 22; 52; 123, 124) mit dem Vorspannarm (11, 12, 31, 32; 61, 62; 127, 128), mit der Lösenase (4, 5, 24, 25; 54, 55) und gegebenenfalls mit dem Verbindungsfortsatz (8, 9, 28, 29, 58, 59) als Stanz-Biegeteil ausgeführt ist.
Schlingfederrutschkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lösenase (4, 5, 24, 25; 54, 55) des Stanzteils radial nach innen erstreckt und durch einen nach dem Stanzen erfolgten Biegevorgang rechtwinklig von dem Ring abgewinkelt ist.
Schlingfederrutschkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannarm (11, 12, 31, 32; 61, 62; 127, 128) an seinem freien Ende eine im Wesentlichen rechteckige Aussparung (13, 14) aufweist.
Schlingfederrutschkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (1, 21; 51, 71; 121, 122) zwei in radialer Richtung vorgespannte Vorspannarme (11, 12, 31, 32; 61, 62; 127, 128) aufweist.
Schlingfederrutschkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfederrutschkupplung (20; 50; 120) zwei Vorspannelemente (1, 21; 51, 71; 121, 122) umfasst.
Schlingfederrutschkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vorspannelemente (1, 21; 51, 71; 121, 122) durch mindestens ein Schlingfederelement (34, 35; 63, 64, 67, 68; 131, 132) miteinander gekoppelt sind.
Schlingfederrutschkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vorspannelemente (1, 21) durch zwei parallel geschaltete Schlingfederelemente (34, 35) miteinander gekoppelt sind.
Schlingfederrutschkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Vorspannelemente (1, 21; 51, 71) einstückig mit jeweils einem Schlingfederelement (63, 64, 67, 68) verbunden sind.
Schlingfederrutschkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schlingfederelement (34, 35; 63, 64, 67, 68; 131, 132) als Stanzteil ausgeführt ist.
Schlingfederrutschkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlingfederelement (34, 35; 63, 64, 67, 68; 131, 132) mehrere Windungen umfasst.
Torsionsschwingungsdämpfer mit mindestens zwei entgegen der Wirkung einer Dämpfungseinrichtung (110) mit in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeichern (108) zueinander verdrehbaren Teilen (103, 106), von denen das eine mit einer Antriebsmaschine und das andere mit einer anzutreibenden Welle verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Teilen (103, 106) eine Schlingfederrutschkupplung (20; 50; 120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist, die mit der Dämpfungseinrichtung (110) zusammenwirkt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (2, 22; 52; 123, 124) des Vorspannelements (1, 21; 51, 71; 121, 122) Fenster für die in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeicher (108) begrenzt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsfortsatz des Vorspannelements (1, 21; 51, 71; 121, 122) Anschläge für die in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeicher (108) bildet.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt, insbesondere der Querschnitt des Rings (2, 22; 52; 123, 124), des Verbindungsfortsatzes (8, 9, 28, 29; 58, 59; 125, 126) und/oder des Vorspannarms (11, 12, 31, 32; 61, 62; 127, 128) an die Gestalt der in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeicher (108) angepasst ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeichern (108) und der Schlingfederrutschkupplung (20; 50; 120), insbesondere dem Schlingfederelement beziehungsweise den Schlingfederelementen (34, 35; 63, 64, 67, 68; 131, 132), eine Gleitschale (40; 98; 135) angeordnet ist, die einen geschlossenen Ringkörper aufweist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannarm (11, 12, 31, 32; 61, 62; 127, 128), der Ring (2, 22; 52; 123, 124) und/oder das Schlingfederelement (34, 35; 63, 64, 67, 68; 131, 132) radial nach innen ragende Vorsprünge zum Fixieren der Gleitschale aufweisen.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorspannarm (11, 12, 31, 32; 61, 62; 127, 128), der Ring (2, 22; 52; 123, 124) und/oder das Schlingfederelement (34, 35; 63, 64, 67, 68; 131, 132) stufenartige Querschnittsänderungen (76; 96, 97) zum Fixieren der Gleitschale (40; 98; 135) aufweisen.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (1, 21; 51, 71; 121, 122) unter Vorspannung in das zugehörige verdrehbare Teil (103) eingebaut ist.