DE102011120774A1

DE102011120774A1 - Verfahren zur Herstellung einer Schraubenfederanordnung, Schraubenfederanordnung für einen Torsionsschwingungsdämpfer und Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Schraubenfederanordnung

Info

Publication number: DE102011120774A1
Application number: DE201110120774
Authority: DE
Inventors: Jochen Bölling
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-06-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schraubenfederanordnung (2) für einen Torsionsschwingungsdämpfer mit den Verfahrensschritten des Bereitstellens einer ersten Schraubenfeder (26) und einer zweiten Schraubenfeder (28), des Einbringens der zweiten Schraubenfeder (28) in den Federinnenraum (33) der ersten Schraubenfeder (26) und des anschließenden plastischen Verformens der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder (26; 28) derart, dass die beiden Schraubenfedern (26, 28) in Federlängsrichtung (4, 6) aneinander abgestützt oder abstützbar sind. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte oder herstellbare Schraubenfederanordnung (2) sowie einen Torsionsschwingungsdämpfer mit mindestens einer solchen Schraubenfederanordnung (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schraubenfederanordnung für einen Torsionsschwingungsdämpfer. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Schraubenfederanordnung für einen Torsionsschwingungsdämpfer, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt oder herstellbar ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen Torsionsschwingungsdämpfer zur Anordnung in einem Antriebsstrang mit einer solchen Schraubenfederanordnung.
Aus der Praxis sind Verfahren zur Herstellung von Schraubenfederanordnungen für Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, bei denen eine erste Schraubenfeder und eine zweite Schraubenfeder bereitgestellt werden. Die im Rahmen der bekannten Verfahren bereitgestellte zweite Schraubenfeder weist mindestens eine Windung auf, die einen größeren Windungsdurchmesser als die anderen Windungen der zweiten Schraubenfeder aufweist. Um eine Schraubenfederanordnung zu schaffen, bei der die erste und zweite Schraubenfeder koaxial zueinander und radial geschachtelt angeordnet sind, wird im Rahmen des bekannten Verfahrens die zweite Schraubenfeder in Federlängsrichtung in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder hineingedrückt. Da der Windungsaußendurchmesser der größeren Windung der zweiten Schraubenfeder ferner größer als der Windungsinnendurchmesser der Windungen der ersten Schraubenfeder ist, erfolgt das Einschieben der zweiten Schraubenfeder in die erste Schraubenfeder unter radialem Zusammendrücken der großen Windung der zweiten Schraubenfeder oder/und unter elastischem Aufweiten der einzelnen Windungen der ersten Schraubenfeder. Hat die zweite Schraubenfeder ihre Sollposition innerhalb der ersten Schraubenfeder erreicht, so erstreckt sich die große Windung der zweiten Schraubenfeder in radialer Richtung nach außen in einen Windungszwischenraum der ersten Schraubenfeder, so dass die beiden Schraubenfedern in den Federlängsrichtungen aneinander abgestützt oder abstützbar sind.
Das aus der Praxis bekannte Verfahren zur Herstellung einer Schraubenfederanordnung hat sich bewährt, ist jedoch insofern nachteilig, als dass einerseits die Herstellung der Schraubenfeder erschwert und andererseits eine sichere Abstützung der beiden Schraubenfedern in Längsrichtung aneinander nicht in einem wünschenswerten Maße gewährleistet ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Schraubenfederanordnung für einen Torsionsschwingungsdämpfer anzugeben, durch das die Herstellung der Schraubenfederanordnung vereinfacht ist und das die Herstellung einer Schraubenfederanordnung ermöglicht, bei der die Schraubenfedern besonders sicher in Federlängsrichtung aneinander abgestützt oder abstützbar sind. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schraubenfederanordnung für einen Torsionsschwingungsdämpfer zu schaffen, die einfach herstellbar ist und bei der eine sichere Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander gewährleistet ist. Des Weiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer derart vorteilhaften Schraubenfederanordnung zu schaffen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt anhand der Merkmale in Patentanspruch 1, 10 bzw. 15. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung einer Schraubenfederanordnung für einen Torsionsschwingungsdämpfer und weist die nachstehend näher beschriebenen Verfahrensschritte auf. Zunächst werden eine erste Schraubenfeder und eine zweite Schraubenfeder bereitgestellt. Anschließend wird die zweite Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder eingebracht. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die zweite Schraubenfeder in Federlängsrichtung über das stirnseitige Ende der ersten Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder eingeschoben wird. Erst im Anschluss an das Einbringen der zweiten Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder erfolgt ein plastisches Verformen der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder derart, dass die beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander abgestützt oder abstützbar sind. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das plastische Verformen der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder derart erfolgt, dass die beiden Schraubenfedern in beiden, einander entgegengesetzten Federlängsrichtungen aneinander abgestützt oder abstützbar sind. Es ist darüber hinaus besonders bevorzugt, wenn zumindest eine der beiden Schraubenfedern derart plastisch verformt wird, dass diese in radialer Richtung in einen Windungszwischenraum zwischen zwei benachbarten Windungen der anderen Schraubenfeder greift.
Aus der vorangehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren die plastische Verformung der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder, die die Abstützung oder Abstützbarkeit in Federlängsrichtung gewährleisten soll, nicht vor, sondern nach dem Einbringen der zweiten Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder erfolgt. Hierdurch werden zwei wesentliche Vorteile erzielt. Zum einen ist die Herstellung deutlich vereinfacht, zumal die zweite Schraubenfeder besonders einfach und ohne größeren Kraftaufwand in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder eingebracht werden kann, um in deren Soll- bzw. Befestigungsposition zu gelangen. Das anschließende plastische Verformen ist ebenso einfach durchführbar, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, bei dem das plastische Verformen vor dem Einbringen der zweiten Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder erfolgt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das plastische Verformen der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder durch Kaltverformen erfolgt, wenngleich andere Verformungsmethoden gleichermaßen möglich sind. Zum anderen ist durch das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung einer Schraubenfederanordnung möglich, bei der eine sichere Abstützung der beiden Schraubenfedern Federlängsrichtung aneinander in besonders hohem Maße gewährleistet ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine wesentlich stärkere plastische Verformung der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder möglich ist. So würde bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren eine besonders stark aufgeweitete Windung der zweiten Schraubenfeder beispielsweise dazu führen, dass die zweite Schraubenfeder nur noch unter erhöhtem Kraftaufwand in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder eingebracht werden kann. Bei einer besonders starken Aufweitung der genannten Windung könnte dies das Einbringen der zweiten Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder gar gänzlich verhindern. Demgegenüber wurde die zweite Schraubenfeder bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder eingebracht, bevor das plastische Verformen der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder zum Zwecke der Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander durchgeführt wurde, so dass eine besonders starke plastische Verformung durchgeführt werden kann, die eine besonders sichere und stabile Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander ermöglicht.
Grundsätzlich können die bereitgestellten Schraubenfedern derart gefertigt sein, dass diese denselben Federdrahtdurchmesser aufweisen. Gerade bei radial geschachtelten Schraubenfedern ist es jedoch ratsam, wenn die bereitgestellten Schraubenfedern einen unterschiedlichen Federdrahtdurchmesser aufweisen, wie dies in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Fall ist. Um bei dieser Ausführungsform eine besonders sichere Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander zu gewährleisten, ist es ferner bevorzugt, wenn diejenige Schraubenfeder plastisch verformt wird, die den größeren Federdrahtdurchmesser aufweist. Dies bewirkt insbesondere dann eine besonders sichere Abstützung, wenn die erste Schraubenfeder den größeren Federdrahtdurchmesser aufweist und der plastischen Verformung unterworfen wird. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner besonders bevorzugt, wenn ausschließlich diejenige Schraubenfeder plastisch verformt wird, die den größeren Federdrahtdurchmesser aufweist.
Wie bereits eingangs erläutert, wird der die sichere Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander gewährleistende Verfahrensschritt des plastischen Verformens der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder nach dem Einbringen der zweiten Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder durchgeführt. In einigen Fällen kann es jedoch sinnvoll sein, wenn bereits durch das Einbringen der zweiten Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder eine gewisse Vorfixierung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung zueinander erfolgt, bevor das plastische Verformen durchgeführt wird. So weist die bereitgestellte erste Schraubenfeder in einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Windungsinnendurchmesser auf, der derart auf den Windungsaußendurchmesser der bereitgestellten zweiten Schraubenfeder abgestimmt ist, dass die Schraubenfedern bereits nach dem Einführen der zweiten Schraubenfeder in die erste Schraubenfeder im Sinne einer Vorfixierung in Federlängsrichtung aneinander abgestützt oder abstützbar sind. So kann der Windungsaußendurchmesser der bereitgestellten zweiten Schraubenfeder beispielsweise in einem Abschnitt oder Bereich größer als der Windungsinnendurchmesser der ersten Schraubenfeder in einem Abschnitt oder Bereich der ersten Schraubenfeder ausgebildet sein. Hierbei ist es ferner bevorzugt, wenn die genannten Durchmesser derart aufeinander abgestimmt sind, dass die beiden Schraubenfedern unter müheloser elastischer Verformung der einen oder/und anderen Schraubenfeder ineinander eingebracht werden können. Hat die zweite Schraubenfeder ihre Soll- bzw. Befestigungsposition innerhalb der ersten Schraubenfeder erreicht, so sind die Schraubenfedern nach dem Einführen der zweiten Schraubenfeder in die erste Schraubenfeder im Sinne einer Vorfixierung in Federlängsrichtung aneinander abgestützt oder abstützbar, wobei im Anschluss daran das zuvor erwähnte plastische Verformen der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder erfolgen soll, um über die Vorfixierung hinaus eine besonders sichere Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander sicherzustellen. Die Vorfixierung in Federlängsrichtung ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine Vorfixierung in beiden, einander entgegengesetzten Federlängsrichtungen aneinander erfolgt. Auch bei der Vorfixierung in Federlängsrichtung ist es besonders bevorzugt, wenn zumindest eine der beiden Schraubenfedern in radialer Richtung in einen Windungszwischenraum zwischen zwei einander benachbarten Windungen der anderen Schraubenfeder eingreift, um die Vorfixierung zu bewirken.
Um das Einbringen der zweiten Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder besonders einfach zu gestalten, weist die bereitgestellte erste Schraubenfeder in einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Windungsinnendurchmesser auf, der dem Windungsaußendurchmesser der bereitgestellten zweiten Schraubenfeder zumindest teilweise entspricht oder/und größer als dieser ausgebildet ist. Mithin ist bei dieser Ausführungsform des Verfahrens kein elastisches Aufweiten oder/und Zusammendrücken der beiden Schraubenfedern erforderlich, um die zweite Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder einzubringen, was die Herstellung an diesem Punkt deutlich vereinfacht. Man kann in diesem Sinne auch davon sprechen, dass der Windungsinnendurchmesser der ersten Schraubenfeder derart auf den Windungsaußendurchmesser der bereitgestellten zweiten Schraubenfeder abgestimmt ist, dass die zweite Schraubenfeder kraftlos in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder eingebracht werden kann oder wird.
Um das Verfahren zur Herstellung einer Schraubenfederanordnung weiter zu vereinfachen, wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die erste Schraubenfeder plastisch verformt, um die zuvor erwähnte Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander zu bewirken. Da die zweite Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder eingebracht wurde, ist die erste Schraubenfeder im Gegensatz zur zweiten Schraubenfeder wesentlich besser zugänglich, so dass die erste Schraubenfeder im Sinne dieser Ausführungsform zumindest auch plastisch verformt werden sollte, um die erwähnte Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander zu bewirken. Da die zweite Schraubenfeder jedoch relativ unzugänglich innerhalb der ersten Schraubenfeder angeordnet ist, ist es bei dieser Ausführungsform ferner bevorzugt, wenn ausschließlich die erste Schraubenfeder plastisch verformt wird. Wie bereits zuvor angedeutet, ist es bei dieser Ausführungsform ferner besonders bevorzugt, wenn die erste Schraubenfeder den größeren Federdrahtdurchmesser als die zweite Schraubenfeder aufweist, um durch das plastische Verformen der ersten Schraubenfeder mit dem größeren Federdrahtdurchmesser eine besonders sichere Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander zu bewirken, zumal eine elastische Verformung der plastisch verformten ersten Schraubenfeder mit dem größeren Federdrahtdurchmesser stärker eingeschränkt ist, als dies bei der zweiten Schraubenfeder mit dem kleineren Federdrahtdurchmesser der Fall ist.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das plastische Verformen das plastische Verformen zumindest einer Windung, gegebenenfalls maximal zweier Windungen oder ausschließlich einer Windung, der ersten Schraubenfeder. Die bevorzugte Einschränkung auf maximal zwei Windungen oder gar ausschließlich eine Windung der ersten Schraubenfeder ist insofern bevorzugt, als dass hierdurch zum einen bereits eine sichere Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander bewirkt werden kann und zum anderen ein geringerer Verformungsaufwand nötig ist. Überdies wird nur eine geringe Anzahl an Windungen in ihrer eigentlichen Funktion, nämlich der Federung in Federlängsrichtung, eingeschränkt, so dass eine sichere Funktionsweise der ersten Schraubenfeder sichergestellt ist.
Grundsätzlich kann die mindestens eine Windung der ersten Schraubenfeder auf beliebige Art und Weise plastisch verformt werden, um die erwähnte Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander zu gewährleisten. In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die mindestens eine Windung der ersten Schraubenfeder, die plastisch verformt werden soll, in Federlängsrichtung betrachtet vor dem plastischen Verformen eine erste Ausdehnung in einer Dämpferaxialrichtung und eine zweite Ausdehnung in einer Dämpferradialrichtung auf. Die Dämpferaxialrichtung und die Dämpferradialrichtung beziehen sich dabei auf Richtungen der ersten und zweiten Schraubenfeder in deren geplantem Einbauzustand in dem Torsionsschwingungsdämpfer. In jedem Fall sind die Dämpferaxialrichtung und die Dämpferradialrichtung jeweils rechtwinklig zueinander ausgerichtete Richtungen, wenn die Schraubenfedern in Federlängsrichtung betrachtet werden. Bei dieser Ausführungsform wird die mindestens eine Windung der ersten Schraubenfeder unter Verringerung der ersten Ausdehnung plastisch verformt. Indem die erste Ausdehnung in Dämpferaxialrichtung durch das plastische Verformen verringert wird, ist ein sicheres Anliegen der ersten Schraubenfeder in den Dämpferaxialrichtungen an den Dämpferschalen über die anderen Windungen der ersten Schraubenfeder sichergestellt, ohne dass die plastisch verformte Windung störend in Dämpferaxialrichtung hervorsteht. Um die genannte Verringerung der ersten Ausdehnung der mindestens einen Windung in Dämpferaxialrichtung durch das plastische Verformen zu bewirken, wird die mindestens eine Windung vorzugsweise in Dämpferaxialrichtung zusammengedrückt oder in Dämpferradialrichtung auseinander gezogen. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn das plastische Verformen der mindestens einen Windung unter Vergrößerung der zweiten Ausdehnung, also der Ausdehnung in Dämpferradialrichtung, erfolgt. Dabei kann die mindestens eine Windung beispielsweise in Dämpferradialrichtung nach außen oder in Dämpferaxialrichtung nach innen hervorstehen, es ist jedoch ebenso möglich, dass die derart plastisch verformte mindestens eine Windung sowohl in Dämpferradialrichtung nach außen als auch in Dämpferradialrichtung nach innen hervorsteht. Das Hervorstehen in Dämpferradialrichtung nach außen ist dann relativ unproblematisch, wenn die erste Schraubenfeder über sogenannte Gleit- oder Endschuhe in Dämpferradialrichtung nach außen an der Dämpferschale abgestützt ist, zumal die Unregelmäßigkeit in der in Dämpferradialrichtung nach außen weisenden Seite der ersten Schraubenfeder durch die Gleit- oder/und Endschuhe ausgeglichen werden kann. Das Hervorstehen in Dämpferradialrichtung nach innen ist insofern noch weniger problematisch, als dass hier keinerlei Bauteil des Torsionsschwingungsdämpfers angeordnet wäre, an dem die erste Schraubenfeder in Dämpferradialrichtung nach innen abgestützt werden müsste. Unabhängig von den zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten dieser Ausführungsform ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn die erste und zweite Ausdehnung der mindestens einen Windung der ersten Schraubenfeder vor dem plastischen Verformen gleich groß sind und die mindestens eine Windung in Federlängsrichtung betrachtet kreis- bzw. ringförmig ausgebildet ist, was vorzugsweise auch für die benachbarten Windungen der ersten Schraubenfeder gilt.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die mindestens eine Windung der ersten Schraubenfeder, die plastisch verformt werden soll, in Federlängsrichtung betrachtet eine ursprüngliche, gegebenenfalls kreis- oder ringförmige, Außenkontur vor dem plastischen Verformen auf. Die mindestens eine Windung der ersten Schraubenfeder wird nach dem Einbringen der zweiten Schraubenfeder in die erste Schraubenfeder anschließend derart plastisch verformt, dass sich die Windung nicht in Dämpferradialrichtung nach außen über die ursprüngliche Außenkontur hinaus, vorzugsweise nicht über die in Dämpferradialrichtung außenliegende Hälfte der ursprünglichen Außenkontur hinaus, erstreckt. Bei dieser Ausführungsform ist die Herstellung einer Schraubenfederanordnung gewährleistet, bei der die mindestens eine plastisch verformte Windung der ersten Schraubenfeder nicht störend in Dämpferradialrichtung nach außen über die anderen Windungen der ersten Schraubenfeder hervorsteht. Vielmehr ist eine gleichmäßige Abstützung in Dämpferradialrichtung nach außen an der Innenseite einer Dämpferschale möglich, ohne dass Gleit- oder Endschuhe zur radialen Abstützung der ersten Schraubenfeder in Dämpferradialrichtung an der Innenseite der Dämpferschale erforderlich wären. Wie bereits zuvor angedeutet, ist das Hervorstehen der derart plastisch verformten Windung der ersten Schraubenfeder in Dämpferradialrichtung nach innen hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Bauraumes relativ unproblematisch.
Grundsätzlich kann eine Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander bereits dadurch erreicht werden, dass sich die mindestens eine Windung der ersten Schraubenfeder, die plastisch verformt wurde, mit einer der Windungen der zweiten Schraubenfeder in einem Gesamtwinkelbereich von 10° oder mehr überschneidet. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass ab einem bestimmten Gesamtwinkelbereich, in dem sich die beiden Schraubenfedern überlappen, eine besonders sichere und dauerhafte Abstützung gewährleistet ist. So wird die mindestens eine Windung der ersten Schraubenfeder in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens derart verformt, dass sich diese in Federlängsrichtung betrachtet über einen Gesamtwinkelbereich von mindestens 180°, gegebenenfalls mehr als 180°, mindestens 190° oder mindestens 200°, mit zumindest einer der Windungen der zweiten Schraubenfeder überlappt. Während bei einem Gesamtwinkelbereich von mindestens 180° oder mehr als 180° bereits eine signifikante Erhöhung der Abstützsicherheit erzielt werden konnte, ist diese bei einem Gesamtwinkelbereich von mindestens 200° am stärksten ausgeprägt, wobei darüber hinausgehende Werte des Gesamtwinkelbereiches, insbesondere 230° oder mehr, keine deutliche Verbesserung der Abstützsicherheit mehr bewirken.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die auf der vorangehend beschriebenen Ausführungsform basiert, ist der Gesamtwinkelbereich in einen ersten Winkelbereich und einen zweiten Winkelbereich unterteilt. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die beiden Winkelbereiche voneinander getrennt ausgebildet sind oder/und im Wesentlichen die gleiche Größe aufweisen. Darüber hinaus hat es sich im Hinblick auf die Laufruhe des Torsionsschwingungsdämpfers als vorteilhaft erwiesen, wenn die beiden Winkelbereiche in Dämpferaxialrichtung einander gegenüberliegend angeordnet oder/und hinsichtlich einer sich in Dämpferradialrichtung erstreckenden Spiegelachse symmetrisch ausgebildet sind. Darüber hinaus ist es bei der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, wenn der Begriff „im Wesentlichen” eine Abweichung von maximal 5° zwischen den Größen der beiden Winkelbereiche beschreibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die mindestens eine plastisch zu verformende Windung der ersten Schraubenfeder bezogen auf die Federlängsrichtung keine Endwindung der ersten Schraubenfeder. Es ist bei dieser Ausführungsform vielmehr bevorzugt, wenn mindestens eine Windung im mittleren Drittel der ersten Schraubenfeder plastisch verformt wird. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner besonders bevorzugt, wenn die zu verformende mindestens eine Windung der ersten Schraubenfeder die mittlere Windung der ersten Schraubenfeder ist.
Um das Einbringen der zweiten Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder weiter zu vereinfachen, werden die beiden Schraubenfedern in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einander entgegengesetztem Wickelsinn ineinander eingebracht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die erste und zweite Schraubenfeder jeweils als Bogenfeder bereitgestellt, wobei die als Bogenfedern bereitgestellten Schraubenfedern vorzugsweise den gleichen Biegeradius aufweisen. Insbesondere bei dieser Ausführungsform, bei der die Schraubenfedern als Bogenfedern bereitgestellt werden, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die bereitgestellte erste Schraubenfeder einen Windungsinnendurchmesser aufweist, der dem Windungsaußendurchmesser der bereitgestellten zweiten Schraubenfeder zumindest teilweise entspricht oder/und größer als dieser ausgebildet ist, um ein möglichst kraftloses Einbringen der zweiten Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder zu ermöglichen. Hierdurch wird das Einbringen der bogenförmigen zweiten Schraubenfeder in den Federinnenraum der bogenförmigen ersten Schraubenfeder deutlich vereinfacht, zumal die zweite Schraubenfeder anders als bei geradlinig ausgebildeten Schraubenfedern in einer vorbestimmten Drehstellung um die Federlängsachse in die erste Schraubenfeder eingebracht werden muss.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine zweite Schraubenfeder bereitgestellt, die in Federlängsrichtung kürzer als die erste Schraubenfeder ausgebildet ist, wobei die zweite Schraubenfeder vorzugsweise derart in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder eingebracht wird, dass die zweite Schraubenfeder hinsichtlich der Federlängsrichtung vollständig in dem Federinnenraum der ersten Schraubenfeder aufgenommen ist.
Die erfindungsgemäße Schraubenfederanordnung für einen Torsionsschwingungsdämpfer weist eine erste Schraubenfeder und eine zweite Schraubenfeder auf. Die zweite Schraubenfeder ist in einem Federinnenraum der ersten Schraubenfeder angeordnet, wobei die erste oder/und zweite Schraubenfeder derart plastisch verformt ist, dass die beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander abgestützt oder abstützbar sind. Die Schraubenfederanordnung ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren oder einer Ausführungsform hiervon hergestellt oder herstellbar. Wie bereits zuvor unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Verfahren angedeutet, ist die erfindungsgemäße Schraubenfederanordnung zum einen relativ einfach herstellbar, während zum anderen eine besonders sichere Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander gewährleistet ist, zumal eine stärkere plastische Verformung der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder möglich ist, ohne die spätere Montage zu erschweren oder gar gänzlich zu verhindern. Hinsichtlich der weiteren Vorteile der erfindungsgemäßen Schraubenfederanordnung sowie der nachstehend näher beschriebenen Ausführungsformen derselben sei auf die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile verwiesen, die in entsprechender Weise gelten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraubenfederanordnung weisen die Schraubenfedern einen unterschiedlichen Federdrahtdurchmesser auf. Hierbei ist es bevorzugt, wenn diejenige Schraubenfeder, besonders bevorzugt ausschließlich diejenige Schraubenfeder, plastisch verformt ist, die den größeren Federdrahtdurchmesser aufweist. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um die erste Schraubenfeder.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraubenfederanordnung ist die erste Schraubenfeder, vorzugsweise ausschließlich die erste Schraubenfeder, plastisch verformt, um die Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander zu bewirken. Die zweite Schraubenfeder weist hingegen vorzugsweise einen durchgängig gleichbleibenden Durchmesser auf. Wie bereits zuvor angedeutet, weist die erste Schraubenfeder ferner den größeren Federdrahtdurchmesser als die zweite Schraubenfeder auf.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraubenfederanordnung ist mindestens eine Windung der ersten Schraubenfeder, gegebenenfalls maximal zwei Windungen oder ausschließlich eine Windung, der ersten Schraubenfeder, plastisch verformt, um die Abstützung der beiden Schraubenfedern in Federlängsrichtung aneinander zu bewirken. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die anderen Windungen der ersten Schraubenfeder eine gegenüber der mindestens einen plastisch verformten Windung abweichende Form, vorzugsweise eine Kreis- oder Ringform, aufweisen, wenn diese in Federlängsrichtung betrachtet werden.
Um ein Überlappen der beiden Schraubenfedern und somit deren gegenseitiges Abstützen in Federlängsrichtung zu bewirken, weist die mindestens eine plastisch verformte Windung der ersten Schraubenfeder in Federlängsrichtung betrachtet eine erste Ausdehnung in einer Dämpferaxialrichtung und eine zweite Ausdehnung in einer Dämpferradialrichtung auf, wobei die erste Ausdehnung geringer als die zweite Ausdehnung ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraubenfederanordnung weist die Schraubenfeder eine linienförmige Federaußenkontur auf, an die die Windungen der ersten Schraubenfeder in Dämpferradialrichtung nach außen angrenzen. Bei der linienförmigen Federaußenkontur handelt es sich vorzugsweise um eine geradlinige Federaußenkontur, wenn es sich beispielsweise um eine geradlinig ausgebildete erste Schraubenfeder handelt, oder um eine kreislinienförmige Federaußenkontur, wenn die erste Schraubenfeder beispielsweise als Bogenfeder ausgebildet ist. In beiden Fällen ist es besonders bevorzugt, wenn die linienförmige Federaußenkontur stetig ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich die mindestens eine plastisch verformte Windung der ersten Schraubenfeder nicht in Dämpferradialrichtung nach außen über die Federaußenkontur hinaus, so dass eine gleichmäßige Abstützung der ersten Schraubenfeder in Dämpferradialrichtung nach außen an einer Dämpferschale oder ähnlichem möglich ist, ohne auf ausgleichende Gleit- oder/und Endschuhe zurückgreifen zu müssen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraubenfederanordnung ist die mindestens eine Windung der ersten Schraubenfeder derart verformt, dass sich diese in Federlängsrichtung betrachtet über einen Gesamtwinkelbereich von mindestens 180°, gegebenenfalls mehr als 180°, mindestens 190° oder mindestens 200°, mit zumindest einer der Windungen der zweiten Schraubenfeder überlappt, wobei der Gesamtwinkelbereich vorzugsweise in einen ersten Winkelbereich und einen zweiten Winkelbereich unterteilt ist. Die beiden Winkelbereiche sind besonders bevorzugt voneinander getrennt ausgebildet oder/und weisen im Wesentlichen die gleiche Größe auf. Alternativ oder ergänzend sind die beiden Winkelbereiche in Dämpferaxialrichtung einander gegenüberliegend angeordnet oder/und hinsichtlich einer sich in Dämpferradialrichtung erstreckenden Spiegelachse symmetrisch ausgebildet.
Der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer zur Anordnung in einem Antriebsstrang, vorzugsweise zur Anordnung zwischen einer Antriebseinheit und einer Kupplungseinrichtung, weist eine Eingangsseite und eine relativ zu der Eingangsseite federelastisch verdrehbare Ausgangsseite auf. Erfindungsgemäß ist eine Schraubenfederanordnung nach der zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Art zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite angeordnet. Es ist ferner bevorzugt, wenn mindestens zwei Schraubenfederanordnungen der erfindungsgemäßen Art vorgesehen sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Ansicht einer Schraubenfederanordnung in Federlängsrichtung in geschnittener Darstellung nach dem Einbringen der zweiten Schraubenfeder in den Federinnenraum der ersten Schraubenfeder und vor dem plastischen Verformen der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 die Schraubenfederanordnung nach 1 nach dem plastischen Verformen der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder gemäß der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 eine teilweise Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A von 2,
4 eine teilweise Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie B-B von 2,
5 die Schraubenfederanordnung von 1 nach dem plastischen Verformen der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder im Rahmen einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und
6 eine teilweise Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie C-C von 5.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Schraubenfederanordnung 2 für einen Torsionsschwingungsdämpfer beschrieben. In den genannten Figuren sind die einander entgegengesetzten Federlängsrichtungen 4, 6, die einander entgegengesetzten Federumfangsrichtungen 8, 10, die einander entgegengesetzten Federradialrichtungen 12, 14, die einander entgegengesetzten Dämpferradialrichtungen 16, 18 und die einander entgegengesetzten Dämpferaxialrichtungen 20, 22 anhand entsprechender Pfeile angedeutet. Die Federachse 24 der Schraubenfederanordnung 2 erstreckt sich in den Federlängsrichtungen 4, 6, wobei letztere gleichermaßen die einander entgegengesetzten Dämpferumfangsrichtungen bilden. Die Drehachse des nicht näher dargestellten Torsionsschwingungsdämpfers erstreckt sich wiederum in die Dämpferaxialrichtung 20, 22, wobei die Dämpferachse ausgehend von der Schraubenfederanordnung 2 in Dämpferradialrichtung 18 innen angeordnet ist.
Im Rahmen des Verfahrens in der ersten Ausführungsform werden eine erste Schraubenfeder 26 und eine zweite Schraubenfeder 28 bereitgestellt. Die zweite Schraubenfeder 28 ist in Federlängsrichtung 4, 6 kürzer als die erste Schraubenfeder 26 ausgebildet. Wie insbesondere aus den 3 und 4 ersichtlich, weisen die Federdrähte der beiden Schraubenfedern 26, 28 unterschiedliche Federdrahtdurchmesser d₁ bzw. d₂ auf. So ist der Federdrahtdurchmesser d₁ der ersten Schraubenfeder 26 größer als der Federdrahtdurchmesser d₂ der zweiten Schraubenfeder 28 ausgebildet. Aus 1 ist ferner ersichtlich, dass die Schraubenfedern 26, 28 in ihrer ursprünglichen Form und in Federlängsrichtung 4, 6 betrachtet kreis- oder ringförmige Windungen aufweisen. So weist die zweite Schraubenfeder 28 einen Windungsaußendurchmesser d₃ auf, während die Windungen der ersten Schraubenfeder 26 einen Windungsinnendurchmesser d₄ aufweisen. Darüber hinaus ist in 1 der Windungsaußendurchmesser d₅ der Windungen der ersten Schraubenfeder 26 angedeutet, wobei durch den Windungsaußendurchmesser d₅ eine ursprüngliche, kreisförmige Außenkontur 30 einer Windung der ersten Schraubenfeder 26 festgelegt wird, die später plastisch verformt werden soll, wobei dies später näher erläutert wird. Die ursprüngliche Außenkontur 30 ist dabei anhand einer gestrichelten Linie angedeutet. In der dargestellten Ausführungsform ist der Windungsinnendurchmesser d₄ der ersten Schraubenfeder 26 größer als der Windungsaußendurchmesser d₃ der bereitgestellten zweiten Schraubenfeder 28 ausgebildet. Alternativ könnte der Windungsinnendurchmesser d₄ dem Windungsaußendurchmesser d₃ der zweiten Schraubenfeder 28 zumindest abschnitts- bzw. teilweise entsprechen. Jedoch sollte der Windungsinnendurchmesser d₄ bei dieser Ausführungsform nicht kleiner als der Windungsaußendurchmesser d₃ sein.
Die beiden Schraubenfedern 26, 28 können sowohl als geradlinige Schraubenfedern mit einer geradlinigen Federachse 24, als auch als Bogenfedern mit einer gebogenen Federachse 24 ausgebildet sein, wenngleich in den 1 bis 4 der Einfachheit halber lediglich eine geradlinig ausgebildete erste und zweite Schraubenfeder 26, 28 angedeutet ist, um die Anschaulichkeit zu erhöhen. In jedem Fall weist die erste Schraubenfeder 26 eine linienförmige, im Falle der geradlinigen Schraubenfeder 26 eine geradlinige und im Falle der als Bogenfeder ausgebildeten ersten Schraubenfeder 26 eine kreislinienförmige, stetige Federaußenkontur 32 auf, die in den 1 und 4 angedeutet ist und sich in Federlängsrichtung 4, 6 bzw. in den Dämpferumfangsrichtungen erstreckt. Die Windungen der ersten Schraubenfeder 26 grenzen in Dämpferradialrichtung 16 nach außen an diese linienförmige Federaußenkontur 32 an. In der dargestellten Ausführungsform kreuzt die Federaußenkontur 32 die zuvor erwähnte ursprüngliche Außenkontur 30 der plastisch zu verformenden Windung der ersten Schraubenfeder 26. Wie bereits zuvor angedeutet, ist die ursprüngliche Außenkontur 30 dabei kreis- oder ringförmig ausgebildet, wenn die genannte Windung in Federlängsrichtung 4, 6 betrachtet wird. Sollten die beiden Schraubenfedern 26, 28 als Bogenfedern ausgebildet sein, so weisen diese vorzugsweise den gleichen Biegeradius auf.
Nach dem Bereitstellen der ersten und zweiten Schraubenfeder 26, 28 wird die zweite Schraubenfeder 28 in den von den Windungen der ersten Schraubenfeder 26 umgebenen Federinnenraum 33 eingebracht. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die zweite Schraubenfeder 28 in Federlängsrichtung 4, 6 über eine stirnseitige Öffnung der ersten Schraubenfeder 26 eingeschoben wird. Es ist dabei bevorzugt, wenn die Schraubenfedern 26, 28 mit einem einander entgegengesetzten Wickelsinn ineinander eingebracht werden. Ferner ist es bevorzugt, wenn die zweite Schraubenfeder 28 derart weit in den Federinnenraum 33 der ersten Schraubenfeder 26 eingebracht wird, dass die zweite Schraubenfeder 28 hinsichtlich der Federlängsrichtung 4, 6 vollständig in den Federinnenraum 33 aufgenommen ist und somit nicht über die Endseiten der ersten Schraubenfeder 26 hervorsteht.
Angesichts der Tatsache, dass der Windungsaußendurchmesser d₃ kleiner als der Windungsinnendurchmesser d₄ ausgebildet ist, gestaltet sich das Einbringen der zweiten Schraubenfeder 28 in die erste Schraubenfeder 26 besonders einfach, wobei auch von einem kraftlosen Einbringen gesprochen werden kann, zumal die Windungen der zweiten Schraubenfeder 28 dabei nicht in Federradialrichtung 14 elastisch zusammengedrückt werden müssen, während die Windungen der ersten Schraubenfeder 26 nicht in Federradialrichtung 12 elastisch aufgeweitet werden müssen. Bei einer als Bogenfeder ausgebildeten ersten und zweiten Schraubenfeder 26 und 28 muss lediglich zunächst die relative Drehposition zueinander ermittelt werden, in der ein Einbringen oder Einschieben in Federlängsrichtung 4, 6 möglich ist.
Um die beiden Schraubenfedern 26, 28 in der nunmehr erreichten Sollposition in Federlängsrichtung 4 und 6 aneinander abzustützen, wird anschließend, also nach dem Einbringen der zweiten Schraubenfeder 28 in den Federinnenraum 33 der ersten Schraubenfeder 26, die erste oder/und zweite Schraubenfeder 26, 28 derart plastisch verformt, dass die beiden Schraubenfedern 26, 28 in Federlängsrichtung 4, 6 aneinander abgestützt oder abstützbar sind. In der dargestellten Ausführungsform wird ausschließlich die erste Schraubenfeder 26 plastisch verformt, wenngleich es ebenso möglich ist, ausschließlich die zweite Schraubenfeder 28 oder gar beide Schraubenfedern 26, 28 plastisch zu verformen, um die Abstützung der beiden Schraubenfedern 26, 28 in Federlängsrichtung 4, 6 aneinander zu ermöglichen. Da die erste Schraubenfeder 26 auch den größeren Federdrahtdurchmesser d₁ aufweist, wird in der dargestellten Ausführungsform ausschließlich diejenige Schraubenfeder 26, 28 plastisch verformt, die den größeren Federdrahtdurchmesser d₁ aufweist. Der Schritt des plastischen Verformens der ersten Schraubenfeder 26 soll nachstehend näher erläutert werden.
Das plastische Verformen der ersten Schraubenfeder 26 umfasst in der dargestellten Ausführungsform das plastische Verformen zumindest einer Windung 34 der ersten Schraubenfeder 26. hierbei ist es bevorzugt, wenn maximal zwei Windungen der ersten Schraubenfeder 26 oder gar ausschließlich die eine Windung 34 der ersten Schraubenfeder 26 plastisch verformt wird. Wie insbesondere aus den 3 und 4 ersichtlich, soll es sich bei der plastisch zu verformenden Windung 34 bezogen auf die Federlängsrichtung 4, 6 nicht um eine der beiden Endwindungen der ersten Schraubenfeder 26 handeln. Es ist vielmehr bevorzugt, wenn die plastisch zu verformende Windung 34 im mittleren Drittel der ersten Schraubenfeder 26 angeordnet ist oder besonders bevorzugt die mittlere Windung der ersten Schraubenfeder 26 ausbildet. Vor dem plastischen Verformen weist die Windung 34 in Federlängsrichtung 4 oder 6 betrachtet eine erste Ausdehnung a₁ in den Dämpferaxialrichtungen 20, 22 und eine zweite Ausdehnung a₂ in den Dämpferradialrichtungen 16, 18 auf.
Die mindestens eine Windung 34 der ersten Schraubenfeder 26 wird unter Verringerung der ersten Ausdehnung a₁ und unter gleichzeitiger Vergrößerung der zweiten Ausdehnung a₂ plastisch verformt. Hierbei wird vorzugsweise auf eine Kaltverformung zurückgegriffen, wobei grundsätzlich auch andere Möglichkeiten zur Verformung der mindestens einen Windung 34 gegeben sind. Um die genannte Verformung zu bewirken kann die mindestens eine Windung 34 beispielsweise in Dämpferaxialrichtung 20, 22 zusammengedrückt oder/und in Dämpferradialrichtung 16, 18 auseinander gezogen werden. Das genannte Zusammendrücken in Dämpferaxialrichtung 20, 22 ist in 2 anhand der Pfeile 36 angedeutet. Beim Zusammendrücken der Windung 34 in Richtung der Pfeile 36 wird die Windung 34 ferner in Dämpferradialrichtung 16 nach außen abgestützt, wie dies anhand des Pfeils 38 angedeutet ist. Aufgrund dieser Abstützung wird die Windung 34 derart plastisch verformt, dass sich diese nicht in Dämpferradialrichtung 16 nach außen über die ursprüngliche Außenkontur 30 oder über die Federaußenkontur 32 hinaus erstreckt, wie dies in 2 zu erkennen ist. Auch erfolgt die plastische Verformung der Windung 34 in einer Weise, dass die plastisch verformte Windung 34 sich nicht über die in Dämpferradialrichtung 16 außenliegende Hälfte der ursprünglichen Außenkontur 30 hinaus erstreckt. Lediglich in Dämpferradialrichtung 18 nach innen steht die nunmehr plastisch verformte Windung 34 über die ursprüngliche Außenkontur 30 hervor, wie dies den 2 und 4 entnommen werden kann.
Durch die Verringerung der ersten Ausdehnung a₁ der Windung 34 in Dämpferaxialrichtung 20, 22, mit der auch eine Verringerung des Innendurchmessers in Dämpferaxialrichtung 20, 22 einhergeht, greifen die in Dämpferaxialrichtung 20, 22 einander gegenüberliegenden Abschnitte der Windung 34 in Federradialrichtung 14 und in den Dämpferaxialrichtungen 20, 22 nach innen in einen zwischen zwei benachbarten Windungen der zweiten Schraubenfeder 28 ausgebildeten Windungszwischenraum 40. Mit anderen Worten wird die mindestens eine Windung 34 derart verformt, dass sich diese in Federlängsrichtung 4, 6 betrachtet über einen Gesamtwinkelbereich α mit mindestens einer der Windungen der zweiten Schraubenfeder 28 überlappt. Wie aus 2 ersichtlich, setzt sich der Gesamtwinkelbereich α aus einem ersten Winkelbereich α₁ und einem zweiten Winkelbereich α₂ zusammen. Aufgrund der geschilderten plastischen Verformung der mindestens einen Windung 34 sind die beiden Winkelbereiche α₁ und α₂ in Federumfangsrichtung 8, 10 voneinander getrennt ausgebildet. Auch weisen diese im Wesentlichen die gleiche Größe auf. Die in Dämpferaxialrichtung 22, 20 einander gegenüberliegend angeordneten Winkelbereiche α₁ und α₂ sind ferner hinsichtlich einer sich in Dämpferradialrichtung 16, 18 erstreckenden Spiegelachse 42 im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet. Die Abweichung zwischen dem ersten und zweiten Winkelbereich α₁ und α₂ sollte maximal 5° betragen. Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn der Gesamtwinkelbereich α, der die Summe aus dem ersten und zweiten Winkelbereich α₁ und α₂ bildet, mindestens 180°, gegebenenfalls mehr als 180°, vorzugsweise mindestens 190° und bevorzugt mindestens 200°, beträgt. Aus 2 ist ferner ersichtlich, dass die beiden Winkelbereiche α₁ und α₂ stärker in Dämpferradialrichtung 16 nach außen versetzt sind, was hinsichtlich des Verhaltens der Schraubenfederanordnung 2 beim Betrieb des Torsionsschwingungsdämpfers vorteilhaft sein kann.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Schraubenfederanordnung 2 beschrieben, wobei lediglich auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform eingegangen werden soll, gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind und die vorangehende Beschreibung im Übrigen entsprechend gilt.
Auch bei der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das plastische Verformen der Windung 34 im Anschluss an das Einbringen der zweiten Schraubenfeder 28 in den Federinnenraum 33 der ersten Schraubenfeder 26 durchgeführt. In diesem Fall wird die Windung 34 jedoch derart zusammengedrückt oder auseinander gezogen, dass sich diese sowohl in Dämpferradialrichtung 16 nach außen über die ursprüngliche Außenkontur 30 und die Federaußenkontur 32 als auch in Dämpferradialrichtung 18 nach innen über die ursprüngliche Außenkontur 30 erstreckt, wie dies den 5 und 6 entnommen werden kann. Eine solche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dann besonders sinnvoll eingesetzt werden, wenn eine Schraubenfederanordnung 2 geschaffen werden soll, deren erste Schraubenfeder 26 in Dämpferradialrichtung 16 nach außen unter Zwischenlage eines End- oder/und Gleitschuhs 44 abgestützt ist. In diesem Fall kann der in 6 angedeutete End- oder/und Gleitschuh 44 einen entsprechenden Ausgleich bewirken, ohne dass die erste Schraubenfeder 26 ungleichmäßig an der Dämpferschale abgestützt ist. Wenngleich in 6 nicht gezeigt, so wäre es beispielsweise von Vorteil, wenn die erste Schraubenfeder 26 zum einen über den End- oder/und Gleitschuh 44 und zum anderen über die Windung 34 in Dämpferradialrichtung 16 nach außen abgestützt wäre, nicht aber über die verbleibenden, nicht plastisch verformten Windungen der ersten Schraubenfeder 26. Demgegenüber bietet sich die unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Schraubenfederanordnung 2 an, deren erste Schraubenfeder 26 in Dämpferradialrichtung 16 direkt an der Innenseite einer nicht dargestellten Dämpferschale abgestützt ist, also auf zwischenliegende End- oder/und Gleitschuhe 44 verzichtet.
Wenngleich dies in den 1 bis 6 der ersten und zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht angedeutet ist, so kann der Windungsinnendurchmesser d₄ der ersten Schraubenfeder 26 in einer alternativen Ausgestaltungsvariante derart auf den Windungsaußendurchmesser d₃ der bereitgestellten zweiten Schraubenfeder 28 abgestimmt sein, dass die Schraubenfedern 26, 28 bereits nach dem Einführen der zweiten Schraubenfeder 28 in die erste Schraubenfeder 26 im Sinne einer Vorfixierung in Federlängsrichtung 4, 6 aneinander abgestützt oder abstützbar sind. Nichtsdestotrotz würde auch bei diesen Ausgestaltungsvarianten das vorangehend beschriebene plastische Verformen der Windung 34 erfolgen, um nach der Vorfixierung durch das weitere plastische Verformen der ersten Schraubenfeder 26 eine sichere und dauerhafte Abstützung der beiden Schraubenfedern 26, 28 in Federlängsrichtung 4, 6 aneinander zu bewirken. Unabhängig von der jeweils gewählten Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn durch das plastische Verformen der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder 26, 28 sowohl eine Abstützung in Federlängsrichtung 4 als auch eine Abstützung in der entgegengesetzten Federlängsrichtung 6 aneinander bewirkt wird.
Der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer, der in den Figuren nicht gezeigt ist, kann in einem Antriebsstrang, vorzugsweise zwischen einer Antriebseinheit und einer Kupplungseinrichtung, angeordnet sein und weist eine Eingangsseite und eine relativ zu der Eingangsseite federelastisch verdrehbare Ausgangsseite auf, wobei zwischen der Ein- und Ausgangsseite eine Schraubenfederanordnung 2 der zuvor beschriebenen Art angeordnet ist, um die federelastische Verdrehbarkeit der Ein- und Ausgangsseite zueinander zu bewirken. Hierbei ist es bevorzugt, wenn zwei der genannten Schraubenfederanordnungen 2 in dem Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen sind.
Bezugszeichenliste

2: Schraubenfederanordnung
4: Federlängsrichtung
6: Federlängsrichtung
8: Federumfangsrichtung
10: Federumfangsrichtung
12: Federradialrichtung
14: Federradialrichtung
16: Dämpferradialrichtung
18: Dämpferradialrichtung
20: Dämpferaxialrichtung
22: Dämpferaxialrichtung
24: Federachse
26: erste Schraubenfeder
28: zweite Schraubenfeder
30: ursprüngliche Außenkontur
32: Federaußenkontur
33: Federinnenraum
34: Windung
36: Pfeil
38: Pfeil
40: Windungszwischenraum
42: Spiegelachse
44: End- oder/und Gleitschuh
a₁: erste Ausdehnung
a₂: zweite Ausdehnung
α: Gesamtwinkelbereich
α₁: erster Winkelbereich
α₂: zweiter Winkelbereich
d₁: Federdrahtdurchmesser
d₂: Federdrahtdurchmesser
d₃: Windungsaußendurchmesser
d₄: Windungsinnendurchmesser
d₅: Windungsaußendurchmesser

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Schraubenfederanordnung (2) für einen Torsionsschwingungsdämpfer mit den Verfahrensschritten Bereitstellen einer ersten Schraubenfeder (26) und einer zweiten Schraubenfeder (28), Einbringen der zweiten Schraubenfeder (28) in den Federinnenraum (33) der ersten Schraubenfeder (26) und anschließendes plastisches Verformen der ersten oder/und zweiten Schraubenfeder (26, 28) derart, dass die beiden Schraubenfedern (26, 28) in Federlängsrichtung (4, 6) aneinander abgestützt oder abstützbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die bereitgestellten Schraubenfedern (26, 28) einen unterschiedlichen Federdrahtdurchmesser (d₁, d₂) aufweisen, wobei vorzugsweise diejenige Schraubenfeder (26; 28), besonders bevorzugt ausschließlich diejenige Schraubenfeder (26; 28), plastisch verformt wird, die den größeren Federdrahtdurchmesser (d₁) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die bereitgestellte erste Schraubenfeder (26) einen Windungsinnendurchmesser (d₄) aufweist, der entweder derart auf den Windungsaußendurchmesser (d₃) der bereitgestellten zweiten Schraubenfeder (28) abgestimmt ist, dass die Schraubenfedern (26, 28) bereits nach dem Einführen der zweiten Schraubenfeder (28) in die erste Schraubenfeder (26) im Sinne einer Vorfixierung in Federlängsrichtung (4, 6) aneinander abgestützt oder abstützbar sind, oder dem Windungsaußendurchmesser (d₃) der bereitgestellten zweiten Schraubenfeder (28) zumindest teilweise entspricht oder/und größer als dieser ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die erste Schraubenfeder (26), vorzugsweise ausschließlich die erste Schraubenfeder (26), plastisch verformt wird, die gegebenenfalls einen größeren Federdrahtdurchmesser (d₁) als die zweite Schraubenfeder (28) aufweist, wobei das plastische Verformen besonders bevorzugt das plastische Verformen zumindest einer Windung (34), gegebenenfalls maximal zweier Windungen (34) oder ausschließlich einer Windung (34), der ersten Schraubenfeder umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die mindestens eine Windung (34) in Federlängsrichtung (4, 6) betrachtet vor dem plastischen Verformen eine erste Ausdehnung (a₁) in einer Dämpferaxialrichtung (20, 22) und eine zweite Ausdehnung (a₂) in einer Dämpferradialrichtung (16, 18) aufweist, wobei die mindestens eine Windung (34) unter Verringerung der ersten Ausdehnung (a₁) plastisch verformt, vorzugsweise in Dämpferaxialrichtung (20, 22) zusammengedrückt oder in Dämpferradialrichtung (20, 22) auseinander gezogen, wird, wobei dies besonders bevorzugt unter Vergrößerung der zweiten Ausdehnung (a₂) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei dem die mindestens eine Windung (34) in Federlängsrichtung (4, 6) betrachtet eine ursprüngliche, gegebenenfalls kreisförmige, Außenkontur (30) vor dem plastischen Verformen aufweist, wobei die mindestens eine Windung (34) derart plastisch verformt wird, dass sich die Windung (34) nicht in Dämpferradialrichtung (16) nach außen über die ursprüngliche Außenkontur (30) hinaus, vorzugsweise nicht über die in Dämpferradialrichtung (16) außenliegende Hälfte der ursprünglichen Außenkontur (30) hinaus, erstreckt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die mindestens eine Windung (34) derart verformt wird, dass sich diese in Federlängsrichtung (4, 6) betrachtet über einen Gesamtwinkelbereich (α) von mindestens 180°, gegebenenfalls mehr als 180°, mindestens 190° oder mindestens 200°, mit zumindest einer der Windungen der zweiten Schraubenfeder (28) überlappt, wobei der Gesamtwinkelbereich (α) vorzugsweise in einen ersten Winkelbereich (α₁) und einen zweiten Winkelbereich (α₂) unterteilt ist, die besonders bevorzugt voneinander getrennt ausgebildet sind, im Wesentlichen die gleiche Größe aufweisen, in Dämpferaxialrichtung (20, 22) einander gegenüberliegend angeordnet sind oder/und hinsichtlich einer sich in Dämpferradialrichtung (16, 18) erstreckenden Spiegelachse (42) symmetrisch ausgebildet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem die mindestens eine Windung (34) bezogen auf die Federlängsrichtung (4, 6) keine Endwindung der ersten Schraubenfeder (26), vorzugsweise im mittleren Drittel der ersten Schraubenfeder (26) angeordnet, besonders bevorzugt die mittlere Windung der ersten Schraubenfeder (26), ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Schraubenfedern (26, 28) mit einander entgegengesetztem Wickelsinn ineinander eingebracht oder/und als Bogenfedern, mit vorzugsweise gleichem Biegeradius, bereitgestellt werden oder/und eine in Federlängsrichtung (4, 6) kürzer als die erste Schraubenfeder (26) ausgebildete zweite Schraubenfeder (28) bereitgestellt wird.
Schraubenfederanordnung (2) für einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer ersten Schraubenfeder (26) und einer zweiten Schraubenfeder (28), die in einem Federinnenraum (33) der ersten Schraubenfeder (26) angeordnet ist, wobei die erste oder/und zweite Schraubenfeder (26, 28) derart plastisch verformt ist, dass die beiden Schraubenfedern (26, 28) in Federlängsrichtung (4, 6) aneinander abgestützt oder abstützbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfederanordnung (2) nach einem Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche hergestellt oder herstellbar ist.
Schraubenfederanordnung (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfedern (26, 28) einen unterschiedlichen Federdrahtdurchmesser (d₁, d₂) aufweisen, wobei vorzugsweise diejenige Schraubenfeder (26; 28), besonders bevorzugt ausschließlich diejenige Schraubenfeder (26, 28), plastisch verformt ist, die den größeren Federdrahtdurchmesser (d₁) aufweist, oder/und dass die erste Schraubenfeder (26), vorzugsweise ausschließlich die erste Schraubenfeder (26), plastisch verformt ist, die gegebenenfalls einen größeren Federdrahtdurchmesser (d₁) als die zweite Schraubenfeder (28) aufweist, wobei besonders bevorzugt zumindest eine Windung (34), gegebenenfalls maximal zwei Windungen (34) oder ausschließlich eine Windung (34), der ersten Schraubenfeder (26) plastisch verformt ist.
Schraubenfederanordnung (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Windung (34) in Federlängsrichtung (4, 6) betrachtet eine erste Ausdehnung (a₁) in einer Dämpferaxialrichtung (20, 22) und eine zweite Ausdehnung (a₂) in einer Dämpferradialrichtung (16, 18) aufweist, wobei die erste Ausdehnung (a₁) geringer als die zweite Ausdehnung (a₂) ist.
Schraubenfederanordnung (2) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schraubenfeder (26) eine linienförmige, vorzugsweise geradlinige oder kreislinienförmige, besonders bevorzugt stetige, Federaußenkontur (32) aufweist, an der die Windungen der ersten Schraubenfeder (26) in Dämpferradialrichtung (16) nach außen angrenzen, wobei sich die mindestens eine plastisch verformte Windung (34) nicht in Dämpferradialrichtung (16) nach außen über die Federaußenkontur (32) hinaus erstreckt.
Schraubenfederanordnung (2) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Windung (34) derart verformt ist, dass sich diese in Federlängsrichtung (4, 6) betrachtet über einen Gesamtwinkelbereich (α) von mindestens 180°, gegebenenfalls mehr als 180°, mindestens 190° oder mindestens 200°, mit zumindest einer der Windungen der zweiten Schraubenfeder (28) überlappt, wobei der Gesamtwinkelbereich (α) vorzugsweise in einen ersten Winkelbereich (α₁) und einen zweiten Winkelbereich (α₂) unterteilt ist, die besonders bevorzugt voneinander getrennt ausgebildet, im Wesentlichen die gleiche Größe aufweisen, in Dämpferaxialrichtung (20, 22) einander gegenüberliegend angeordnet oder/und hinsichtlich einer sich in Dämpferradialrichtung (16, 18) erstreckenden Spiegelachse (42) symmetrisch ausgebildet sind.
Torsionsschwingungsdämpfer zur Anordnung in einem Antriebsstrang mit einer Eingangsseite und einer relativ zu der Eingangsseite federelastisch verdrehbaren Ausgangsseite, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schraubenfederanordnung (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 14 zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite angeordnet ist, wobei vorzugsweise mindestens zwei Schraubenfederanordnungen (2) vorgesehen sind.