DE102010047163A1

DE102010047163A1 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102010047163A1
Application number: DE102010047163A
Authority: DE
Inventors: Ralf Edl; Peter Speth; Michael Kautz; Wilfried Schwenk
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-10-12
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-04-21

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer insbesondere für einen Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit zwei gegeneinander entgegen der Wirkung von Schraubenfedern um eine gemeinsame Drehachse verdrehbaren Dämpferteilen, wobei zumindest ein Dämpferteil zumindest ein mittels eines Umformverfahrens aus Blech hergestelltes Flanschteil aufweist. Um die Anschlagflächen für eine stirnseitige Beaufschlagung der Schraubenfedern in einfacher Weise zu verbessern, wird vorgeschlagen, die Schraubenfedern mittels Stanzteilen zu beaufschlagen, die in Wirkrichtung der Schraubenfeder in einer Einprägung des Flanschteils abgestützt und verliersicher eingelegt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer insbesondere für einen Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit zwei gegeneinander entgegen der Wirkung von Schraubenfedern um eine gemeinsame Drehachse verdrehbaren Dämpferteilen, wobei zumindest ein Dämpferteil zumindest ein mittels eines Umformverfahrens aus Blech hergestelltes Flanschteil aufweist.
Derartige Drehschwingungsdämpfer sind beispielsweise als Dämpfungseinrichtungen in Form von hydrodynamischen Drehmomentwandlern, Zweimassenschwungrädern aus der DE 43 40 175 A1 oder dergleichen bekannt. Hierbei ist das Eingangsteil aus Blech umgeformt und weist angeprägte Anschläge wie Einzüge für die hier als Bogenfedern ausgestalteten Schraubenfedern auf. Dabei werden die Bogenfedern in einem von zwei Flanschteilen des Eingangsteils gebildeten Ringtorus aufgenommen und axial von jeweils einem Anschlag beider Flanschteile beaufschlagt, wobei zwischen den beiden Anschlägen ein Flansch des Ausgangsteils zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Bogenfedern vorgesehen ist. Aufgrund der in einfacher Weise im Querschnitt runden Schraubenfedern gestaltet sich die eingangsseitige Beaufschlagung durch die Anprägungen schwierig, da zum Einen jeweils nur ein die mittige, durch den Flansch des Ausgangsteils abgedeckte Beaufschlagungsfläche – insbesondere von in den Innendurchmesser von Bogenfedern mit großem Durchmesser eingebrachten Innenfedern – flankierender Abschnitt der Stirnfläche beaufschlagt werden kann und zum Anderen die Formgebung der Anprägungen der Flanschfläche aufgrund des zur Verfügung stehenden, umformbaren Materials sowie der verfahrenstechnischen Möglichkeiten begrenzt ist. Durch die Abnahme der Materialstärke der Einzüge sind diese im Weiteren verschleißanfällig.
Um die Beaufschlagungsfläche zu erhöhen, wird beispielsweise in der DE 199 09 044 A1 vorgeschlagen, die Stirnseiten der Schraubenfedern konisch aufzuweiten. Dies kann zu physikalischen Nachteilen und Einschränkungen in der Auslegung der Schraubenfedern führen. Weiterhin sind mit Plättchen verstärkte Anprägungen der Flanschteile bekannt, die mittels eines Schweißverfahrens mit dem Flanschteil verbunden sind. Hierbei müssen Änderungen im Gefüge des Flanschteils durch den Schweißvorgang vermieden werden, so dass sich lediglich Schweißbedingungen eignen, die eine begrenzte Belastbarkeit der Plättchen in Wirkrichtung der Schraubenfedern aufweisen. Weiterhin ist die automatisierte Überwachung derartiger Fertigungsmethoden schwierig.
Es ergibt sich daher die Aufgabe, einen Drehschwingungsdämpfer mit verschleißfesten Beaufschlagungsbereichen für die Schraubenfedern vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird durch einen Drehschwingungsdämpfer insbesondere für einen Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit zwei gegeneinander entgegen der Wirkung von Schraubenfedern um eine gemeinsame Drehachse verdrehbaren Dämpferteilen gelöst, wobei zumindest ein Dämpferteil zumindest ein mittels eines Umformverfahrens aus Blech hergestelltes Flanschteil aufweist und eine stirnseitige Beaufschlagung der Schraubenfedern mittels Stanzteilen erfolgt, die in Wirkrichtung der Schraubenfeder in einer Einprägung des Flanschteils abgestützt und verliersicher eingelegt sind. Dabei wird die Abstützung der Stanzteile in Umfangsrichtung durch bezogen auf die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers axiale Überlappungen zwischen den Stanzteilen und dem Flanschteil erzielt, indem diese in die Einformungen eintauchen. Eine Verliersicherung hält diese axial an ihrer Position und braucht nicht zwangsläufig an der umfangsgerichteten Abstützung der Stanzteile an dem Flanschteil beteiligt zu sein. Infolge der geringen Erstreckung der Einzüge in den stirnseitigen Querschnitt der Schraubenfedern wie Bogenfedern – gegebenenfalls mit Innenfedern – kann eine große Materialstärke erhalten werden, die zusätzlich durch das verdrängte Material der Einformungen zumindest erhalten wird.
Infolge einer verliergesicherten Verbindung der Stanzteile an dem Flanschteil ohne Stoffschluss können die Stanzteile unabhängig von den Eigenschaften des Flanschteils ausgeführt werden und können unterschiedlichen Wärmebehandlungsverfahren ausgesetzt werden, beispielsweise an die Härte der Schraubenfedern angepasst gehärtet sein.
Das Flanschteil mit den Einformungen zur Aufnahme der Stanzteile kann ausgangsseitig oder eingangsseitig an ein entsprechendes Bauteil befestigt sein oder dieses bilden. Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel bilden zwei derartige Flanschteile das Eingangsteil eines Drehschwingungsdämpfers, die in einem Ringtorus wie Ringkammer die Schraubenfedern wie Bogenfedern aufnehmen.
Die Verliersicherung der Stanzteile erfolgt in vorteilhafter Weise mittels einer aus dem Flanschteil ausgestellten Nietwarze. Die Stanzteile weisen entsprechende Öffnungen zur Aufnahme auf diesen Nietwarzen auf und werden damit verliersicher mit dem Flanschteil vernietet.
Die Stanzteile weisen in bevorzugter Weise ein plane Anlagefläche mit zumindest einem erhabenen Profil auf, das in ein in dem Flanschteil eingeprägtes Gegenprofil eingelegt ist. Auf diese Weise wird eine Planlage der Stanzteile auf dem Flanschteil erzielt, wobei sich Profil und Gegenprofil übergreifen und eine ausreichende Überlappungsfläche zur Abstützung der Anschlagmomente der Schraubenfedern an dem Flanschteil erzielt wird. In vorteilhafter Weise können dabei die Nietwarzen zur Vermeidung von Ausbrüchen mit Spiel gegenüber den Öffnungen im Stanzteil versehen sein. Weiterhin kann zwischen Profil und Gegenprofil ein geringes Axialspiel zur Vermeidung einer Überbestimmung der Planlage zwischen Stanzteil und Flanschteil einerseits und den Planflächen zwischen Profil und Gegenprofil andererseits eingestellt sein.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel hat es sich als vorteilhaft erwiesen, an den Stanzteilen ein einziges Profil vorzusehen, das um die Nietwarze beziehungsweise um die Öffnung für diese angeordnet ist. Dabei ist das Profil im Bereich gleicher radialer Höhe der Öffnung in bevorzugter Weise in Umfangsrichtung erweitert. Der Außenumfang des Profils kann kreisrund, rechteckig, oval und dergleichen sein, wobei es sich als vorteilhaft erwiesen hat, einen größtmöglichen Anteil des Profils in radiale Richtung vorzusehen, so dass eine entsprechend große Fläche zur Abstützung der Anschlagmomente in Umfangsrichtung ausgebildet werden kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Außenumfang des zumindest einen Profils mehrere über den Umfang verteilte radiale Erweiterungen auf, ist quasi in der Draufsicht blütenförmig ausgebildet.
Nach dem erfinderischen Gedanken kann eine zu der Anlagefläche komplementär ausgebildete Gegenanlagefläche im Flanschteil gegenüber dem Flanschteil erhaben angeprägt sein. Beispielsweise können Einzüge wie aus dem Stand der Technik bekannt angeprägt werden, wobei diese gegenüber einer Grundfläche erhaben sind und die Stanzteile auf diesen plan aufliegen. Dabei können die Einprägungen weniger weit in axiale Richtung angeprägt werden, so dass die Materialstärke des Flanschteils erhalten bleibt. Beispielsweise kann die Gegenanlagefläche für die Stanzteile gegenüber einer umlaufenden Rille des Flanschteiles zur Aufnahme der Schraubenfedern erhaben angeprägt sein.
Alternativ kann eine zu der Anlagefläche komplementär ausgebildete Gegenanlagefläche im Flanschteil gegenüber dem Flanschteil vertieft eingeprägt sein. Hierbei wird das Stanzteil quasi in das Flanschteil eingesenkt und wird aus entsprechend starkem Blechmaterial gestanzt.
Es hat sich weiterhin ein Ausführungsbeispiel als vorteilhaft erwiesen, das einen axialen Ansatz zur Abstützung der Fliehkraft der Schraubenfedern aufweist, wobei zumindest ein Gegenprofil radial in einen axialen Ansatz des Flanschteils eingeprägt ist. Hierbei wird das Stanzteil mittels eines entsprechend komplementär ausgebildeten Außenumfangs in das Gegenprofil des axialen Ansatzes eingelegt und stützt sich radial innen an weiteren in das Flanschteil eingeprägten Gegenprofilen ab.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Stanzteile gehärtet sind.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die eine das Profil bildende Profilfläche zugleich eine Beaufschlagungsfläche für die Schraubenfeder ist.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Ausschnitt aus einem Flanschteil mit einem Stanzteil in Ansicht,
2 das Flanschteil der 1 bei abgenommenem und gedrehtem Stanzteil;
3 ein gegenüber dem Flanschteil der 1 leicht geändertes Ausführungsbeispiel eines Flanschteils in Teilansicht,
4 ein weiteres, gegenüber den Flanschteilen der 1 bis 3 leicht geändertes Ausführungsbeispiel eines Flanschteils in Teilansicht
und
5 ein weiteres, gegenüber den Flanschteilen der 1 bis 4 leicht geändertes Ausführungsbeispiel eines Flanschteils in Teilansicht.
Die 1 und 2 zeigen das aus Blech hergestellte Dämpferteil 1 mit dem Flanschteil 2 eines Eingangsteils eines Drehschwingungsdämpfers beispielsweise eines Zweimassenschwungrads, wie es beispielsweise in der DE 43 40 175 A1 offenbart ist. Betreffend den generellen Aufbau und Funktion eines derartigen Drehschwingungsdämpfers insbesondere in Form eines Zweimassenschwungrads wird auf diese Offenbarung und bekannte Ausführungen von entsprechenden Drehschwingungsdämpfern verwiesen.
Im Unterschied zu als Beaufschlagungseinrichtungen für Schraubenfedern wie Bogenfedern dienenden Einzügen wie Anprägungen in Flanschteilen weist das Flanschteil 2 die Anprägung 3 auf, die bezüglich ihrer Erhebung aus der umlaufenden Rille 4 zur Aufnahme der Schraubenfedern nur unzureichend in den stirnseitigen Querschnitt der Schraubenfeder eingreift. Demzufolge kann die Materialstärke und damit die lebensdauerfeste Belastbarkeit des Flanschteils 2 im Bereich der Anprägung 3 erhalten werden. Zur Erhöhung des Überdeckungsgrads mit der Stirnseite der Schraubenfedern ist an der Anprägung 3 jeweils ein Stanzteil 5 verliersicher aufgenommen. Dabei können beispielsweise Schraubenfedern wie Bogenfedern verwendet werden, die aus ineinander geschachtelten Schraubenfedern gebildet sein können, wobei auch die Stirnfläche der Innenfeder mit kleinem Durchmesser von den Stanzteilen 5 beaufschlagbar ist. Das Stanzteil 5 ist in 1 in auf dem Flanschteil 2 montierten Zustand und in 2 oben in der Einbaulage und darunter in um 180° verdrehter Position mit Sicht auf die Anlagefläche 6 gezeigt. Das Stanzteil 5 wird auf die Gegenanlagefläche 7 aufgelegt, wobei ein Formschluss zumindest in Umfangsrichtung zwischen dem an dem Stanzteil 5 erhaben ausgebildeten Profil 8 und dem komplementär hierzu eingeformten Gegenprofil 9 des Flanschteils 2 gebildet wird.
Die verliersichere Aufnahme des Stanzteils 5 auf dem Flanschteil 2 erfolgt mittels einer Vernietung des Stanzteils 5 auf dem Flanschteil 2 mittels der Nietwarze 10, die aus dem Flanschteil 2 herausgedrückt ist und die die Öffnung 11 durchgreift. Dabei kann zwischen Öffnung 11 und Nietwarze 10 ein geringes Spiel vorgesehen sein, so dass die Beaufschlagungskräfte der Schraubenfedern von den Beaufschlagungsflächen 12 ausschließlich über den Formschluss von Profil 8 und Gegenprofil 9 übertragen werden und die Nietverbindung lediglich als Verliersicherung für das Stanzteil 5 auf dem Flanschteil 2 dient.
Das Profil 8 ist auf dem Bereich um den Durchmesser der Nietwarze 10 in Umfangsrichtung erweitert, um Ausbrüche und Materialschwächung zu vermeiden. Radial außen und innen ist das Profil 8 jeweils gerundet. Die Form des Profils 8 wird in einer entsprechend ausgebildeten Gravur des Stanzwerkzeuges für das Stanzteil 5 vorgegeben, indem diese zumindest annähernd an der ersten Seite des Stanzteils 5 eingeprägt und als erhabenes Profil 8 auf der anderen Seite des Stanzteils herausgedrückt wird. Durch die nicht stoffschlüssige Verbindung von Stanzteil 5 und Flanschteil 2 können diese aus unterschiedlichem Material gefertigt sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Stanzteil gehärtet sein, beispielsweise bezüglich seiner Härte an die Härte der Schraubenfeder so angeglichen werden, dass beide Teile mit minimalem Verschleiß verwendet werden können.
3 zeigt in Abänderung zu dem Flanschteil 2 der 1 das Flanschteil 2a mit in die Rille 4 eingeprägtem, also gegenüber der Rille vertieft eingebrachtem Gegenprofil 9a. Das Stanzteil 5a ist demzufolge dicker ausgestaltet und übernimmt die Beaufschlagung der Stirnflächen wie Stirnseiten einer Schraubenfeder vollständig. Weiterhin bildet das Stanzteil 5a das Profil 8a selbst, das heißt, das Profil 8a und die Beaufschlagungsfläche 12a fallen zusammen.
Das Flanschteil 2a der 3 weist einen axialen Ansatz 13 auf, der der radialen Abstützung der Schraubenfedern insbesondere unter Fliehkrafteinwirkung dient und an dem ein zweites Flanschteil, das entsprechende Stanzteile 5 (1), 5a aufweisen kann, befestigt sein kann, an dem radial außen ein Teil des Gegenprofils 9a eingeprägt ist. Radial innen ist ein Teil des Gegenprofils 9a in der radial inneren Wandung 14 der Rille 4 ausgebildet. Das Stanzteil 5a weist radial außen zwei Nasen 15 zur Bildung des Formschlusses mit dem komplementär ausgebildeten Gegenprofil 9a auf.
4 zeigt im Unterschied zu dem Flanschteil 2a der 3 das Flanschteil 2b mit der radial leicht erhabenen Gegenanlagefläche 7a, auf der das Stanzteil 5b angelegt ist. Die Abstützung in Umfangsrichtung erfolgt analog radial außen mittels des axialen Ansatzes 13 und radial innen mittels der Wandung 14, die das Gegenprofil 9b für das an dem Stanzteil 5b vorgesehene Profil 8b bilden. Durch das radial außen und radial innen auf einen Formschluss mit dem Gegenprofil 9b begrenzte Profil 8b kann radial dazwischen die Beaufschlagungsflächen 12b an das stirnseitige Profil der Schraubenfedern angepasst werden. Beispielsweise kann die Beaufschlagungsfläche 12b schräg gestellt sein, so dass zuerst der radial äußere Teil einer Schraubenfeder beaufschlagt wird.
5 zeigt im Unterschied zum Flanschteil 2b der 4 das Flanschteil 2c. Insbesondere bei flach verlaufenden Wandungen 14a der Rille 4 kann das Stanzteil 5c radial innen abgebogen oder abgekantet sein, um radial innen als Profil 8c einen Formschluss mit dem Flanschteil 2c bilden zu können. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gegenprofil 9c radial außen durch den axialen Ansatz 13 und radial innen durch zwei Einprägungen 17 gebildet, in die die abgewinkelten Krallen 16 formschlüssig eingreifen.
Bezugszeichenliste

1: Dämpferteil
2: Flanschteil
2a: Flanschteil
2b: Flanschteil
2c: Flanschteil
3: Anprägung
4: Rille
5: Stanzteil
5a: Stanzteil
5b: Stanzteil
5c: Stanzteil
6: Anlagefläche
7: Gegenanlagefläche
7a: Gegenanlagefläche
8: Profil
8a: Profil
8b: Profil
8c: Profil
9: Gegenprofil
9a: Gegenprofil
9b: Gegenprofil
9c: Gegenprofil
10: Nietwarze
11: Öffnung
12: Beaufschlagungsfläche
12a: Beaufschlagungsfläche
12b: Beaufschlagungsfläche
13: axialer Ansatz
14: Wandung
14a: Wandung
15: Nase
16: Krallen
17: Einprägung

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 4340175 A1 [0002, 0022]
DE 19909044 A1 [0003]

Claims

Drehschwingungsdämpfer insbesondere für einen Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit zwei gegeneinander entgegen der Wirkung von Schraubenfedern um eine gemeinsame Drehachse verdrehbaren Dämpferteilen, wobei zumindest ein Dämpferteil (1) zumindest ein mittels eines Umformverfahrens aus Blech hergestelltes Flanschteil (2, 2a, 2b, 2c) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine stirnseitige Beaufschlagung der Schraubenfedern mittels Stanzteilen (5, 5a, 5b, 5c) erfolgt, die in Wirkrichtung der Schraubenfedern in einer Anprägung (3) des Flanschteils (2, 2a, 2b, 2c) abgestützt und verliersicher eingelegt sind.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzteile (5, 5a, 5b, 5c) mittels einer aus dem Flanschteil (2, 2a, 2b, 2c) ausgestellten Nietwarze (10) mit diesem verliersicher vernietet sind.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanzteile (5, 5a, 5b) ein plane Anlagefläche (6) mit zumindest einem erhabenen Profil (8, 8a, 8b) aufweisen, das in ein in dem Flanschteil (2, 2a, 2b, 2c) eingeprägtes Gegenprofil (9, 9a, 9b) eingelegt ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziges Profil (8) um die Nietwarze (10) angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (8) gegenüber der Nietwarze (10) im Bereich gleicher radialer Höhe in Umfangsrichtung erweitert ist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang des zumindest einen Profils (8, 8a, 8b, 8c) mehrere über den Umfang verteilte radiale Erweiterungen aufweist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu der Anlagefläche (6) komplementär ausgebildete Gegenanlagefläche (7) gegenüber dem Flanschteil (2, 2b, 2c) erhaben angeprägt ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenanlagefläche (7) in einer umlaufenden Rille (4) des Flanschteiles (2, 2b, 2c) erhaben angeprägt ist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu der Anlagefläche (6) komplementär ausgebildete Gegenanlagefläche gegenüber dem Flanschteil (2a) vertieft eingeprägt ist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gegenprofil (9a, 9b, 9c) radial in einen axialen Ansatz (13) des Flanschteils (2a, 2b, 2c) eingeprägt ist.