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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad eines Nebenaggregateantriebs aufweisend eine Welle-/Nabeverbindung mit einer Nut zur Herstellung einer formschlüssigen Triebverbindung zwischen einer Welle und einer Nabe. Die „Nut“ ist insbesondere eine einseitig offene oder durchgehende Nut, die ein axiales Fügen der Welle-/Nabeverbindung ermöglicht. Ein „Triebrad“ kann vorliegend ein antreibendes Rad oder ein getriebenes Rad sein. Ein „Nebenaggregat“ ist eine Hilfsmaschine eines Kraftfahrzeugs, die nicht oder nicht unmittelbar seine Fortbewegung bewirkt.
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Aus der
DE 10 2006 029 373 A1 ist eine Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad zum Antreiben eines Nebenaggregats eines Fahrzeuges mit einer Dämpfungseinrichtung an dem auf einer Nabe gelagerten Triebrad bekannt, wobei die Nabe mit der Antriebswelle des Nebenaggregats verbunden ist, und wobei als Dämpfungseinrichtung ein mit einer Rutschkupplung kombinierter Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen ist. Das Triebrad und der Dämpferkäfig des Torsionsschwingungsdämpfers bilden zumindest einen Aufnahmebereich für die Federelemente des Torsionsschwingungsdämpfers, wobei der Dämpferkäfig mit der Nabe kraftschlüssig und/oder formschlüssig gekoppelt ist, sodass eine vorbestimmte Drehmomentübertragung vom Triebrad über den Dämpferkäfig auf die Nabe vorgesehen ist.
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Aus der
DE 199 41 705 A1 ist ein Antriebsstrang, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend eine Antriebseinheit mit einer Antriebswelle, eine Abtriebseinheit sowie eine in Wirkverbindung mit diesen stehende elektrische Maschine bekannt. Ein Kupplungsflansch ist auf einer Welle zentriert und mittels einer Passfeder, die in eine Welle der elektrischen Maschine eingreift, drehschlüssig verbunden.
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Die Passfeder wird zur Herstellung einer formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung zur Übertragung von Drehmomenten verwendet. Die Passfeder ist üblicherweise ein massives, längliches Metallteil mit rechteckigem Querschnitt, das in eine korrespondierende Passfedernut der Welle oder der Nabe eingelegt wird und über deren oberen Rand hinaus ragt. Das zugehörige Verbindungsteil ist mit einer einseitig offenen oder durchgehenden Nut versehen und wird zur Montage axial über die Passfeder geschoben. Diese Nut ist üblicherweise durch Räumen hergestellt. Die Passfeder trägt durch Formschluss an ihren Flanken. Sie wirkt dadurch als Mitnehmer und überträgt ein Drehmoment zwischen Welle und Nabe oder zwischen Nabe und Welle. In axialer Richtung sind Welle und Nabe gegen Verschieben gesichert. Übliche Formen der axialen Festlegung sind Wellenschulter/Sicherungsring oder Wellenschulter/Nutmutter.
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Das Räumen ist ein spanabhebendes Verfahren zur Herstellung von Innen- und Außenprofilen. Zum Räumen von Innenprofilen wird eine Räumnadel durch eine Bohrung des Werkstücks gezogen. Die erforderliche hohe Zugkraft kann mithilfe eines Hydraulikzylinders aufgebracht werden. Die Räumnadel kann auch durch das Werkstück gedrückt werden, beispielsweise mithilfe einer Presse. Das Räumen ermöglicht die Herstellung von Profilen, die frästechnisch nicht erstellt werden können. Das Räumen ist eine Sonderform des Stoßens. Stoßen ist ein spanendes Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide zur Herstellung von ebenen Flächen, Nuten und Profilen auf Stoßmaschinen. Beim Stoßen führt ein Werkzeug eine Schnitt- und Rückbewegung, auch als Vor- und Rückhub bezeichnet, aus, das Werkstück ist fest eingespannt. Vorschub- und Zustellbewegung können durch das Werkstück und/oder durch das Werkzeug erfolgen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad eines Nebenaggregateantriebs aufweisend eine Welle-/Nabeverbindung mit einer Nut zur Herstellung einer formschlüssigen Triebverbindung zwischen einer Welle und einer Nabe bereitzustellen, bei der Kosten und Zeitaufwand zur Herstellung der Nut minimiert sind.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad eines Nebenaggregateantriebs aufweisend eine Welle-/Nabeverbindung mit einer Nut zur Herstellung einer formschlüssigen Triebverbindung zwischen einer Welle und einer Nabe, bei der die Nut in einem von der Welle oder der Nabe gesonderten Bauteil gebildet ist. Unter „gesondert“ wird dabei vorliegend insbesondere ein Bauteil verstanden, das zunächst mit der Welle oder Nabe nicht verbunden ist. Unter „gesondert“ wird dabei vorliegend insbesondere auch ein Bauteil verstanden, das nachfolgend mit der Welle oder Nabe verbunden ist. Indem die Nut in dem gesonderten Bauteil gebildet ist, kann die Herstellung einer Nut in der Welle oder der Nabe selbst entfallen. Damit wird die Herstellung der Nut wesentlich vereinfacht. Das gesonderte Bauteil kann eine gegenüber der Welle oder Nabe höhere Oberflächengüte aufweisen. Insbesondere kann eine radial äußere Oberfläche des gesonderten Bauteils eine gegenüber der Welle oder Nabe höhere Oberflächengüte aufweisen. Damit kann das gesonderte Bauteil eine Funktionsfläche bilden. Das gesonderte Bauteil kann mehrere Funktionen, wie eine Verbindungsfunktion und die Bereitstellung einer Funktionsfläche, in sich vereinigen. Die Funktionsfläche kann beispielsweise eine Aufnahmefläche für einen Dichtring, wie Radialwellendichtring, sein.
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Das gesonderte Bauteil kann mit der Welle oder der Nabe fest verbunden sein. Unter „fest“ wird dabei vorliegend insbesondere eine Verbindung verstanden, die zur Übertragung einer Triebkraft zwischen dem gesonderten Bauteil und der Welle oder Nabe geeignet ist. Damit ist die Übertragung einer Triebkraft von der Welle auf die Nabe und/oder von der Nabe auf die Welle möglich. Funktional kann damit eine Welle oder Nabe, bei der die Nut aus dem Vollen hergestellt ist, ersetzt werden.
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Das gesonderte Bauteil kann mit der Welle oder der Nabe formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Beispielsweise kann zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung das gesonderte Bauteil eine erste Verbindungsgeometrie und die Welle oder Nabe eine komplementäre zweite Verbindungsgeometrie aufweisen, oder es kann ein Verbindungselement zwischen dem gesonderten Bauteil und der Welle oder der Nabe vorgesehen sein. Zur Herstellung einer kraftschlüssigen Verbindung kann zwischen dem gesonderten Bauteil und der Welle oder Nabe eine derartige Kraft senkrecht zur Trennfläche vorhanden sein, dass eine gegenseitige Verschiebung haftreibungsbedingt verhindert ist. Bei einer stoffschlüssigen Verbindung können das gesonderte Bauteil und die Welle oder Nabe mithilfe atomarer oder molekularer Kräfte zusammengehalten sein. Eine stoffschlüssige Verbindung ist gleichzeitig eine nicht lösbare Verbindung, die sich nur durch Zerstörung der Verbindungsmittel trennen lässt. Die stoffschlüssige Verbindung kann eine Löt-, Schweiß- oder Klebeverbindung sein.
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Das gesonderte Bauteil kann eine Hülse mit einem Schlitz sein und der Schlitz kann die Nut bilden. Eine derartige Hülse ist ein besonders kostengünstiges Bauteil. Eine derartige Hülse lässt sich sehr einfach herstellen. Die Hülse kann zunächst geschlossen sein und nachfolgend kann der Schlitz eingebracht werden. Die Hülse kann durch Ablängen eines Rohrs hergestellt sein. Die Hülse kann durch Drehen und/oder Bohren hergestellt sein. Die Hülse kann ein zunächst ebenes Bauteil sein, das nachfolgend unter Bildung des Schlitzes gebogen wird.
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Die Hülse kann eine Außenhülse mit einer radial inneren Fläche sein und die radial innere Fläche kann mit der Welle oder der Nabe verbunden sein. Die Hülse kann eine Innenhülse mit einer radial äußeren Fläche sein und die radial äußere Fläche kann mit der Welle oder der Nabe verbunden sein. Damit kann eine Bearbeitung an einer schwer zugänglichen Stelle vermieden werden. Es kann ein Einsatz aufwändiger und langsamer Fertigungsverfahren, wie Stoßen, vermieden werden.
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Die Hülse kann über ihre gesamte axiale Länge oder über einen Teilabschnitt ihrer axialen Länge mit der Welle oder der Nabe verbunden sein. Wenn die Hülse über ihre gesamte axiale Länge mit der Welle oder der Nabe verbunden ist, ergibt sich eine besonders große Verbindungsfläche. Die Verbindung kann eine besonders große Triebkraft übertragen. Wenn die Hülse über einen Teilabschnitt ihrer axialen Länge mit der Welle oder der Nabe verbunden ist, kann die Welle oder Nabe in axialer Richtung mithilfe der Hülse verlängert werden. Wenn der Schlitz in der Hülse in einem in axialer Richtung über die Welle oder Nabe hinaus ragenden Abschnitt angeordnet ist, kann der Schlitz in radialer Richtung nicht nur über die Dicke einer Hülsenwand, sondern darüber hinaus von einem in dem Schlitz einsitzenden Bauteil durchsetzt sein.
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Die Hülse kann unter radialer Vorspannung mit der Welle oder der Nabe verbunden sein. Damit kann eine Verbindung zwischen Hülse und Welle oder Nabe gesichert, verbessert oder sogar erst ermöglicht werden.
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Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung eine konstruktive Gestaltung einer Passfedernut bei einem Riemenscheibenentkoppler, bei dem die Nabe zweiteilige ausgeführt ist, um die Nabe konstruktiv derart zu gestalten, dass eine kostengünstige Bearbeitung erfolgen kann und weiterhin ein Radialwellendichtring auf der Nabe laufen kann. Gemäß einer ersten Variante kann eine Gußnabe gedreht und gefräst werden, danach kann eine gehärtete Hülse aufgezogen werden. Gemäß einer zweiten Variante kann eine Gußnabe gedreht (außen für Laufbahn geschliffen) werden, danach kann eine geschlitzte Hülse eingepresst werden.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
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Es zeigen schematisch und beispielhaft:
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1 eine Anordnung zum Dämpfen von Drehschwingungen an einem als Riemenscheibe ausgebildeten Triebrad in Schnittansicht,
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2 eine Detailansicht einer Nabe mit einer Innenhülse mit Nut in seitlicher Schnittansicht und in stirnseitiger Ansicht und
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3 eine Detailansicht einer Nabe mit einer Außenhülse mit Nut in seitlicher Schnittansicht.
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1 zeigt eine Anordnung 100 zum Dämpfen von Drehschwingungen an einem als Riemenscheibe ausgebildeten Triebrad 102 eines ansonsten nicht näher dargestellten Nebenaggregateantriebs. Die Anordnung 100 kann in einem Nebenaggregateantrieb eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs verwendet werden, um Drehschwingungen zu dämpfen, die durch periodische Drehungleichförmigkeiten, insbesondere der Brennkraftmaschine, in dem Nebenaggregateantrieb auftreten. Das Triebrad 100 kann mit einer Brennkraftmaschinenwelle verbunden sein. Die Brennkraftmaschinenwelle kann eine Kurbelwelle, Ausgleichwelle, Zwischenwelle oder Nockenwelle sein. Die Welle kann eine Welle eines Nebenaggregats sein. Das Nebenaggregat kann ein Elektromotor, ein Generator, eine Pumpe oder ein Ventilator sein.
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Das Triebrad 102 weist einen radial äußeren Ringabschnitt 104 mit einer radial äußeren Oberfläche auf, die als Lauffläche für ein Zugmittel, vorliegend für einen Riemen, dient. Das Triebrad 102 weist einen Scheibenabschnitt 106 auf. Das Triebrad 102 weist einen radial inneren Ringabschnitt 108 auf, der zur Lagerung des Triebrads 102 auf einer Nabe 110 dient. Der Scheibenabschnitt 106 schließt jeweils an einen axialen Rand des äußeren Ringabschnitts 104 und des inneren Ringabschnitts 108 an. Vorliegend schließt der Scheibenabschnitt 106 an den dem Nebenaggregat zugewandten Rand des äußeren Ringabschnitts 104 und des inneren Ringabschnitts 108 an. Mit dem Ringabschnitt 104 ist ein Ringteil 112 verbunden. Das Ringteil 112 weist einen Ringabschnitt 114 und einen Scheibenabschnitt 116 auf. Der Ringabschnitt 114 des Ringteils 112 weist eine radial äußere Oberfläche auf, mit der er mit einer radial inneren Oberfläche des radial äußeren Ringabschnitts 104 des Triebrads 102 fest verbunden ist.
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Das Triebrad 102 und das Ringteil 112 bilden ein Primärteil 118 der Anordnung 100 zum Dämpfen von Drehschwingungen. Ein scheibenförmiges Bauteil bildet ein Sekundärteil 120 der Anordnung 100. Primärteil 118 und Sekundärteil 120 sind um eine gemeinsame Achse relativ zueinander begrenzt verdrehbar.
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Der Ringabschnitt 104 und der Scheibenabschnitt 106 begrenzen zusammen mit dem Ringteil 112 einen Aufnahmeraum 122 für einen Energiespeicher 124. Das Sekundärteil 120 ragt in den Aufnahmeraum 122 hinein. Der Energiespeicher 124 weist vorliegend mehrere bogenförmige Schraubenfedern auf. Der Energiespeicher 124 wirkt zwischen dem Primärteil 118 und dem Sekundärteil 120. Zwischen dem Primärteil 118 und dem Sekundärteil 120 ist eine Dämpfungseinrichtung 126, 128 wirksam. Das Sekundärteil 120 ist fest mit der Nabe 110 verbunden, vorliegend verschraubt. Das Primärteil 118 ist mit dem radial inneren Ringabschnitt 108 des Triebrads 102 auf der Nabe 110 begrenz verdrehbar gelagert.
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Die Nabe 110 ist mit einer Welle drehfest verbunden. Zwischen Welle und Nabe 110 ist eine Welle-/Nabeverbindung vorgesehen. Die Welle weist eine in Wellenachsrichtung geschlossene Nut auf. Die Nut der Welle kann durch Fräsen hergestellt sein. In der Nut der Welle ist eine Passfeder angeordnet und dort seitlich und in axialer Richtung formschlüssig aufgenommen. Die Passfeder steht über eine Oberfläche der Welle nach radial außen über. Die Nabe 110 weist eine in Nabenachsrichtung einseitig oder beidseitig offene Nut auf. Damit kann die Nabe 110 in axialer Richtung derart mit der Welle zusammengefügt werden, dass die Nut der Nabe 110 über die Passfeder geschoben wird und sich einen drehfeste Verbindung zwischen Welle und Nabe 110 ergibt. Die Nut der Nabe 110 ist in einem gesonderten Bauteil 130 gebildet.
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2 zeigt eine Detailansicht einer Nabe 200, bei der das gesonderte Bauteil eine Innenhülse 202 mit Nut 204 ist, in seitlicher Schnittansicht und in stirnseitiger Ansicht. 3 zeigt eine Detailansicht einer Nabe 300, bei der das gesonderte Bauteil eine Außenhülse 302 mit Nut ist, in seitlicher Schnittansicht.
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Die Nabe 200, 300 ist vorliegend zunächst in einem Gießverfahren hergestellt. Die Nabe 200, 300 kann aus Gusseisen hergestellt sein. Die Nabe 200, 300 kann aus einem Gusseisen mit Kugelgraphit, beispielsweise aus dem Werkstoff GJS 500, hergestellt sein. Die Nabe 200, 300 kann nachfolgend spanend bearbeitet sein. Die spanende Bearbeitung kann ein Drehen, ein Fräsen und/oder ein Schleifen umfassen.
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Die Hülse 202, 302 kann eine Metallhülse sein. Die Hülse 202, 302 kann aus einem Einsatzstahl, wie C15E, 25MoCr4BF, 20MnCr5, 17CrNiMo6, 16MnCr5 oder 15CrNi6, hergestellt sein. Die Hülse 202, 302 kann eine radial innere Oberfläche aufweisen, die durch Drehen hergestellt ist. Die Hülse 202, 302 kann eine radial äußere Oberfläche aufweisen, die durch Drehen hergestellt ist. Eine Oberfläche der Hülse 202, 302 kann einen maximalen Mittenrauwert von Ramax < 1 µm aufweisen. Eine Oberfläche der Hülse 202, 302 kann geschliffen oder gerieben sein. Die Hülse 202, 302 kann gehärtet sein. Die Hülse 202, 302 kann einsatzgehärtet sein. Die Nut 204 kann dadurch hergestellt sein, dass in die Hülse 202, 302 ein Schlitz eingebracht wird, der die Nut 204 bildet. Die Nut 204 kann in einem spanenden Verfahren hergestellt sein. Die Nut 204 ist vorliegend durch Fräsen hergestellt. Bei einer anderen Ausführung kann die Nut 204 durch Sägen hergestellt sein. Kanten der Nut 204 können entgratet sein. Kanten der Nut 204 können durch Gleitschleifen oder Gleitspanen (Trowalisieren) entgratet sein. Mit der Hülse 202, 302 kann eine Öldichtigkeit erzielt sein.
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Zwischen Hülse 202, 302 und Nabe 200, 300 kann eine Presspassung vorgesehen sein. Die Hülse 202, 302 kann unter radialer Vorspannung mit der Nabe 200, 300 verbunden sein. An der Kontaktfläche zwischen Hülse 202, 302 und Nabe 200, 300 kann sich eine Kontaktkraft in einer zu dieser Fläche normalen Richtung ergeben.
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Die Innenhülse 202 ist vorliegend in die Nabe 200 eingepresst. Die Innenhülse 202 kann zunächst eingepresst sein, nachfolgend kann die radial innere Oberfläche der Innenhülse 202 spanend bearbeitet sein, beispielsweise durch Reiben. Vorliegend sitzt die Innenhülse 202 über ihre gesamte axiale Länge in der Nabe 200 ein. Die Innenhülse 202 kann einen Außendurchmesser aufweisen, der um einen vorbestimmet Betrag größer ist, als der korrespondierende Innendurchmesser der Nabe 200. Die Nut 204 erstreckt sich vorliegend über die gesamte axiale Länge der Innenhülse 202.
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Die Außenhülse 302 ist vorliegend auf die Nabe 300 aufgepresst. Die Außenhülse 302 kann zunächst aufgepresst sein, nachfolgend kann die radial äußere Oberfläche der Außenhülse 302 spanend bearbeitet sein, beispielsweise durch Schleifen. Es kann eine Dichtfläche 304, insbesondere mit der radial äußeren Oberfläche der Außenhülse 302, erzielt sein. Die Dichtfläche 304 kann eine Lauffläche für einen Wellendichtring 306, wie Radialwellendichtring bilden. Vorliegend sitzt die Außenhülse 302 über einen Teilbereich ihrer axialen Länge auf der Nabe 300 auf. Die Außenhülse 302 kann einen Innendurchmesser aufweisen, der um einen vorbestimmet Betrag kleiner ist, als der korrespondierende Außendurchmesser der Nabe 300. An einem freien Ende der Außenhülse 302 ist ihr Rand nach radial innen eingezogen und bildet damit einen scheibenartig geformten Abschnitt 308. In dem scheibenartig geformten Abschnitt 308 ist ein Schlitz vorgesehen, der eine Nut bildet. Die Nut erstreckt sich vorliegend über einen Teilbereich der axialen Länge der Außenhülse 302.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Anordnung
- 102
- Triebrad
- 104
- Ringabschnitt
- 106
- Scheibenabschnitt
- 108
- Ringabschnitt
- 110
- Nabe
- 112
- Ringteil
- 114
- Ringabschnitt
- 116
- Scheibenabschnitt
- 118
- Primärteil
- 120
- Sekundärteil
- 122
- Aufnahmeraum
- 124
- Energiespeicher
- 126
- Dämpfungseinrichtung
- 128
- Dämpfungseinrichtung
- 130
- gesondertes Bauteil
- 200
- Nabe
- 202
- Innenhülse
- 204
- Nut
- 300
- Nabe
- 302
- Außenhülse
- 304
- Dichtfläche
- 306
- Wellendichtring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006029373 A1 [0002]
- DE 19941705 A1 [0003]
