DE102010015432A1

DE102010015432A1 - Torsionsschwingsungsdämpfer

Info

Publication number: DE102010015432A1
Application number: DE102010015432A
Authority: DE
Inventors: Christian Dinger
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2010-11-04
Also published as: US20100279778A1; US8393972B2

Abstract

Es wird ein erfindungsgemäßer Torsionsschwingungsdämpfer vorgeschlagen, der eine Nabe und einen radial außerhalb der Nabe angeordneten Flansch besitzt. Zur axialen Befestigung des Flansches an der Nabe dient ein Befestigungselement und ein an der Nabe angebrachtes Halteelement, das durch die Fliehkraft verursachte und radial orientierte Bewegungen des Befestigungselements begrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Derartige Torsionsschwingungsdämpfer sind beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 36 16 163 C2 bekannt. In diesem Dokument besitzt ein Torsionsschwingungsdämpfer einen Flansch und eine Nabe, wobei der Flansch auf der Nabe radial zentriert ist. Zur axialen Sicherung des Flansches auf der Nabe ist ein Befestigungselement im Außenbereich der Nabe von ringförmiger Gestalt vorgesehen, das sich in eine Nut an der Nabe einpasst. Dabei ist das Befestigungselement derart vorgespannt, dass es im montierten Zustand mit einer Haltekraft von radial außen auf eine äußere Umfangsfläche der Nabe drückt um einen radialen Festsitz zu gewährleisten. Durch seine ringförmige Gestalt bietet es eine Begrenzung für die axiale Bewegung des Flansches.
Im drehenden Zustand kann das Befestigungselement unter dem Einfluss der Fliehkraft an Haltekraft verlieren, die durch die Vorspannung des Befestigungselements aufgebracht wird. Überschreitet die Drehzahl eine sogenannte Ablösedrehzahl, so kann der radiale Festsitz nicht mehr aufrechterhalten werden und das Befestigungselement kann sich von der Nabe ablösen. Die Ablösedrehzahl hängt dabei entscheidend von dem Durchmesser der Nabe ab. Größere Durchmesser erfordern Befestigungselemente, die eine hohe Ablösedrehzahl aufweisen und damit eine stärkere Haltekraft sowie Vorspannung aufbringen müssen. Durch die große Vorspannung kann die Montage des Befestigungselements auf der Nabe erschwert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Torsionsschwingungsdämpfer vorzuschlagen, bei dem Nabe und Flansch axial über ein Befestigungselement gesichert sind, das eine verringerte Vorspannung besitzt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Torsionsschwingungsdämpfer mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Entsprechend wird ein erfindungsgemäßer Torsionsschwingungsdämpfer vorgeschlagen der eine Nabe und einen radial außerhalb der Nabe angeordneten Flansch besitzt, wobei der Flansch koaxial bezüglich einer Drehachse zu der Nabe angeordnet ist. Der Flansch hat eine der Drehachse zugewandte innere Umfangsfläche. Zur axialen Befestigung des Flansches an der Nabe dient ein Befestigungselement mit einer der Drehachse zugewandten inneren Umfangsfläche und einer der Drehachse abgewandten Außenumfangsfläche. Das Befestigungselement kann insbesondere umfangsseitig unterbrochen sein, so dass es in Umfangsrichtung zwei beabstandete Enden bildet, die insbesondere durch Anwendung eines geeigneten Werkzeugs gegeneinander verschiebbar sind womit sich der Abstand der beiden Enden ändern kann.
An der Nabe ist ein Halteelement mit einer äußeren Innenumfangsfläche und einer äußeren Umfangsfläche angebracht wobei die Außenumfangsfläche des Befestigungselements so angeordnet ist, dass diese an die äußere Innenumfangsfläche des Halteelements angrenzt. Durch die äußere Innenumfangsfläche des Halteelements wird eine radiale Begrenzung des Befestigungselements gegenüber Bewegungen nach radial außen geschaffen wie diese beispielsweise durch den Einfluss der Fliehkraft im drehenden Zustand verursacht werden können. Damit kann das Befestigungselement eine geringere Vorspannung aufweisen, da die dem Befestigungselement zugewiesene Vorspannung und damit seine Haltekraft nicht als Gegenkraft zur Fliehkraft ausgelegt werden muss.
Der in den nachfolgenden Ausführungen verwendete Terminus „radialer Abstand” eines Elements bezieht sich, wenn nicht anders angegeben, immer auf die radiale Entfernung des Elements zu der gemeinsamen Drehachse.
In einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Nabe und das Halteelement zusammen ein gemeinsames Teil. Das Halteelement besitzt in einer weiteren Ausführungsform eine der Drehachse zugewandte äußere Innenumfangsfläche und eine innere Innenumfangsfläche, wobei die beiden Flächen jeweils einen unterschiedlichen radialen Abstand aufweisen. Dabei kann der radiale Abstand der äußeren Innenumfangsfläche des Halteelements größer sein als der radiale Abstand der inneren Innenumfangsfläche womit insbesondere eine Ausnehmung in Form einer Nut im inneren Umfangsbereich des Halteelements entsteht. In diese Ausnehmung greift der äußere Umfangsbereich des Befestigungselements ein, wenn der radiale Abstand der Außenumfangsfläche des Befestigungselements größer ist als der radiale Abstand der inneren Umfangsfläche des Halteelements. Dadurch kann das Befestigungselement gegen eine axiale Verschiebung gegenüber dem Halteelement eingeschränkt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist der radiale Abstand der inneren Umfangsfläche des Flansches größer als der radiale Abstand der äußeren Umfangsfläche des Halteelements, das bedeutet dass der Flansch außerhalb des Halteelements angeordnet ist. Das Halteelement selbst kann beispielsweise umfangsseitig in einzelne Teile unterbrochen sein wodurch radiale Aussparungen entstehen, durch die die Teile umfangsseitig getrennt sind. Die Anordnung der einzelnen Elemente über dem Umfang kann insbesondere gleichverteilt sein.
Vorteilhafterweise weist das Befestigungselement mindestens ein Sicherungselement mit einer äußeren Umfangsfläche auf. Das Befestigungselement und das Sicherungselement können dabei zusammen als einteiliges Bauteil ausgeführt sein. In einer Ausführungsform sind vorzugsweise mehrere Sicherungselemente an dem Befestigungselement umfangsseitig so angebracht, dass diese bei koaxialer Ausrichtung des Befestigungselements und des Halteelements zueinander komplementär in die radialen Aussparungen des Halteelements eingefügt werden können, womit eine Verzahnung beider Bauteile entstehen kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der radiale Abstand der äußeren Umfangsfläche des Sicherungselements größer als der radiale Abstand der äußeren Umfangsfläche des Halteelements. Des weiteren kann der radiale Abstand der inneren Umfangsfläche des Flansches kleiner als der radiale Abstand der äußeren Umfangsfläche des Sicherungselementes sein, wodurch unter anderem gewährleistet werden kann, dass mindestens eine Seitenfläche des Sicherungselement den Flansch axial in seiner Bewegung auf der Nabe begrenzt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besitzt der Flansch mindestens ein Erweiterungselement mit einer inneren Umfangsfläche zur angrenzenden Anordnung an das Befestigungselement. Der Flansch und das Erweiterungselement können dabei zusammen als einteiliges Bauteil ausgeführt sein. Vorzugsweise sind mehrere Erweiterungselemente an dem Flansch umfangsseitig so angebracht, dass diese bei koaxialer Ausrichtung des Erweiterungselements und des Halteelements zueinander komplementär in die radialen Aussparungen des Halteelements eingefügt werden können, womit eine Verzahnung beider Bauteile entstehen kann. Das Erweiterungselement besitzt dabei gegenüber dem Halteelement einen für die Dämpferfunktion erforderlichen Bewegungsspielraum in Umfangsrichtung, so dass sich die Nabe und der Flansch relativ zueinander innerhalb der durch den Bewegungsspielraum definierten Grenzen drehbar bewegen können.
Vorteilhafterweise ist der radiale Abstand der inneren Umfangsfläche des Erweiterungselements kleiner als der radiale Abstand der Außenumfangsfläche des Befestigungselements, wobei mindestens eine Seitenfläche des Befestigungselements Bewegungen des Erweiterungselements und damit des Flansches in axialer Richtung begrenzen kann. Dadurch können beispielsweise die Sicherungselemente an dem Befestigungselement entfallen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Abbildungen, sowie deren Beschreibungsteile, bei deren Darstellung zugunsten der Übersichtlichkeit auf eine maßstabsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde. Es zeigen im Einzelnen:
1 Draufsicht auf den Ausschnitt des Torsionsschwingungsdämpfers,
2 Querschnitt des Torsionsschwingungsdämpfers entlang A-A aus 1,
3 dreidimensionale Ansicht der Nabe (links) und des Befestigungselements (rechts),
4 Ausschnitt des Querschnitts des Torsionsschwingungsdämpfers einer alternativen Ausführungsform,
5 Draufsicht auf den Ausschnitt des Torsionsschwingungsdämpfers in einer alternativen Ausführungsform,
6 Querschnitt des Torsionsschwingungsdämpfers entlang B-B aus 5.
1 zeigt den erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer 10 in der Draufsicht. Der Torsionsschwingungsdämpfer 10 besitzt eine Nabe 12 und einen auf der Nabe 12 radial außerhalb angeordneten Flansch 14. Dabei befindet sich auf der Nabe 12 mindestens ein Halteelement 18, das insbesondere zusammen mit der Nabe 12 als ein Teil ausgeführt sein kann. Ein mit Sicherungselementen 22 ausgestattetes Befestigungselement 16 dient dabei der axialen Befestigung des Flansches 14 auf der Nabe 12. Das Befestigungselement 16 ist vorteilhafterweise umfangsseitig unterbrochen, so dass es in Umfangsrichtung zwei beabstandete Enden bildet, die mit jeweils mindestens einer Öse 54 versehen sind, in die insbesondere ein geeignete Werkzeug derart eingreifen kann, so dass sich der Abstand der beiden Enden vari ieren lässt, womit der Durchmesser des Befestigungselements 16 für dessen verändert werden kann. Das Halteelement 18 ist vorteilhafterweise umfangsseitig und insbesondere gleichverteilt unterbrochen wodurch radiale Aussparungen 20 entstehen, in die sich die Sicherungselemente 22 des Befestigungselements 16 komplementär einfügen lassen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass der radiale Abstand der äußeren Umfangsfläche 42 der Sicherungselemente 22 größer als der radiale Abstand der äußeren Umfangsfläche 40 des Halteelements 18 ist.
In 2 ist der Torsionsschwingungsdämpfer 10 im Querschnitt entlang der Linie A-A aus 1 dargestellt. Der radiale Abstand der äußeren Umfangsfläche 42 der Sicherungselemente 22 ist hier größer als der radiale Abstand der äußeren Umfangsfläche 40 des Halteelements 18. Außerdem ist der radiale Abstand der inneren Umfangsfläche 30 des Flansches 14 größer oder gleich dem radialen Abstand der äußeren Umfangsfläche 40 des Halteelements 18. Dadurch kann das an dem Befestigungselement 16 angebrachte Sicherungselement 22 eine in axialer Richtung stattfindende Bewegung des Flansches 14 gegenüber der Nabe 12 durch die an dem Sicherungselement 22 vorhandene Seitenfläche 46 begrenzen.
3 zeigt die Nabe 12 (links) und das Befestigungselement 16 (rechts) in einer dreidimensionalen Darstellung. Dabei weist die Nabe 12 fensterförmige Ausschnitte 56 zur Anordnung von Energiespeicherelementen insbesondere Druckfedern auf. An der Nabe 12 ist das Halteelement 18 angebracht, wobei das Halteelement 18 eine äußere Umfangsfläche 40 und eine äußere 36 sowie innere 38 Innenumfangsfläche aufweist. Das Befestigungselement 16 kann koaxial zu der Drehachse 48 so an der Nabe 12 angebracht werden, dass es den hier nicht dargestellten und auf der äußeren Umfangsfläche 40 des Halteelements 18 anbringbaren Flansch 14 auf der Nabe 12 axial befestigt. Dabei greifen die Sicherungselemente 22 komplementär in die radialen Aussparungen 20 des Halteelements 18 ein. Die axiale Sicherung des Befestigungselements 16 an der Nabe 12 erfolgt dadurch, dass das Halteelement 18 eine innere 36 und äußere 38 Innenumfangsfläche aufweist, die beide radial beabstandet sind und die Außenumfangsfläche 34 des Befestigungselements 16 an die äußere Umfangsfläche 36 des Halteelements 18 angrenzt. Dadurch wird die infolge einer Fliehkrafteinwirkung nach radial außen strebende Bewegung oder Verbiegung des Befestigungselements 16 durch die äußere Innenumfangsfläche 36 des Halteelements 18 radial begrenzt.
4 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers in der Querschnittsansicht. Diese Form hat den Vorteil, dass die radialen Ausspa rungen 20 des Halteelements 18 an der Nabe 12 entfallen können, da das an dem Befestigungselement 16 angebrachte Sicherungselement 22 derart angeordnet ist, so dass das Sicherungselement 22 in axialer und radialer Richtung über das Halteelement 18 greift. Durch die Seitenfläche 46 des Sicherungselements 22 wird der Flansch 14 axial fixiert. Das Befestigungselement 16 besitzt eine weitere innere Außenumfangsfläche 58, die einen kleineren radialen Abstand als die Außenumfangsfläche 34 besitzt. Dadurch entsteht eine Art Nase an dem Befestigungselement 16, die sich komplementär in die durch den radialen Abstand der beiden Innenumfangsflächen 36 und 38 des Halteelements 18 definierte Aussparung einfügt womit das Befestigungselement 16 in dem Halteelement 18 axial fixiert ist. Außerdem grenzt die Außenumfangsfläche 34 des Befestigungselements 16 an die äußere Innenumfangsfläche 36 des Halteelements 18 an, wodurch die infolge einer Fliehkrafteinwirkung nach radial außen strebende Bewegung oder Verbiegung des Befestigungselements 16 radial begrenzt wird.
5 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers 10 in der Draufsicht. An dem Flansch 14 ist ein Erweiterungselement 24 angebracht, wobei der Flansch 14 und das Erweiterungselement 24 zusammen als ein Bauteil ausgeführt sein können. Das Erweiterungselement 24 dient als radiale Erweiterung des Flansches nach radial innen in Richtung der Drehachse 48 um zusammen mit dem Befestigungselement 16 eine axiale Sicherung des Flansches 14 auf der Nabe 12 zu gewährleisten. Dies erfolgt dadurch, indem der radiale Abstand der inneren Umfangsfläche 44 des Erweiterungselements 24 kleiner als der radiale Abstand der Außenumfangsfläche 34 des Befestigungselements 16 ist. Das Erweiterungselement 24 greift dabei in die radiale Aussparung 20 des Halteelements 18 komplementär ein, um eine angrenzende Anordnung des Erweiterungselements 24 an dem Befestigungselement 16 zu ermöglichen. Dabei soll der umfangsseitige Abstand 52 zwischen Erweiterungselement 24 und Halteelement 18 mindestens so groß sein, dass der Flansch 14 gegenüber der Nabe 12 ein für die Dämpferfunktion erforderliche Drehbewegung durchführen kann.
6 zeigt die Querschnittsansicht des Torsionsschwingungsdämpfers entlang der Linie B-B in 5. Dabei ist das Halteelement gestrichelt dargestellt, da sich dieses außerhalb der Zeichenebene befindet. Das Befestigungselement 16 ist durch das an dem Flansch 12 befestigte Halteelement 18 in seiner axialen und radial nach außen gerichteten Bewegung fixiert. Dabei begrenzt es durch seine Seitenfläche 50 selbst wiederum eine axiale Bewegung des Erweiterungselements 24 und damit des Flansches 14, womit dieser axial auf der Nabe 12 befestigt ist. Vorteil dieser Ausführungsform ist die einfachere Ausgestaltung des Befestigungselements 16, da die Sicherungselemente 22 entfallen können.

10: Torsionsschwingungsdämpfer
12: Nabe
14: Flansch
16: Befestigungselement
18: Halteelement
20: radiale Aussparung
22: Sicherungselement
24: Erweiterungselement
30: Innere Umfangsfläche des Flansches
32: Innere Umfangsfläche des Befestigungselements
34: Außenumfangsfläche des Befestigungselements
36: Äußere Innenumfangsfläche des Halteelements
38: Innere Innenumfangsfläche des Halteelements
40: Äußere Umfangsfläche des Halteelements
42: Äußere Umfangsfläche des Sicherungselements
44: Innere Umfangsfläche des Erweiterungselements
46: Seitenfläche des Sicherungselements
48: Drehachse
50: Seitenfläche des Befestigungselements
52: Bewegungsspielraum
54: Ösen
56: Ausschnitte
58: Innere Außenumfangsfläche des Befestigungselements

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 3616163 C2 [0002]

Claims

Torsionsschwingungsdämpfer (10) mit einer Nabe (12) und einem radial außerhalb der Nabe angeordneten Flansch (14) mit einer inneren Umfangsfläche (30) und einem Befestigungselement (16) mit einer inneren Umfangsfläche (32) und Außenumfangsfläche (34) zur axialen Befestigung des Flansches (14) an der Nabe (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (12) ein Halteelement (18) mit einer äußeren Innenumfangsfläche (36) und einer äußeren Umfangsfläche (40) aufweist und die Außenumfangsfläche (34) des Befestigungselements (16) so angeordnet ist, dass diese an die äußere Innenumfangsfläche (36) des Halteelements (18) angrenzt.
Torsionsschwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (18) und die Nabe (12) zusammen als ein Teil ausgeführt sind.
Torsionsschwingungsdämpfer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (18) eine innere Innenumfangsfläche (38) aufweist, die zu der äußeren Innenumfangsfläche (36) radial beabstandet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (16) umfangsseitig unterbrochen ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand der Außenumfangsfläche (34) des Befestigungselements (16) größer ist als der radiale Abstand der inneren Innenumfangsfläche (38) des Halteelements (18).
Torsionsschwingungsdämpfer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (18) umfangsseitig unterbrochen, insbesondere gleichverteilt unterbrochen ist und dadurch radiale Aussparungen (20) entstehen.
Torsionsschwingungsdämpfer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (16) mindestens ein Sicherungselement (22) mit einer äußeren Umfangsfläche (42) aufweist.
Torsionsschwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (22) und das Befestigungselement (16) zusammen als ein Teil ausgeführt sind.
Torsionsschwingungsdämpfer (10) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Seitenfläche (46) des Sicherungselements (22) eine Bewegung des Flansches (14) in axialer Richtung (48) begrenzen kann.
Torsionsschwingungsdämpfer (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (14) mindestens ein Erweiterungselement (24) zur angrenzenden Anordnung an das Befestigungselement mit einer inneren Umfangsfläche (44) aufweist.