DE102016208636A1

DE102016208636A1 - Verbindungsanordnung zur Verbindung einer Mehrzahl von Tilgermassenelementen einer Tilgermasse

Info

Publication number: DE102016208636A1
Application number: DE102016208636.7A
Authority: DE
Inventors: Christoph Fauss; Achim Kraus; Bernhard Schierling; Nikolaj Knaus
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2017-11-23
Also published as: US20190219129A1; CN109154357A; EP3458741A1; WO2017198404A1

Abstract

Eine Verbindungsanordnung dient zur Verbindung einer Mehrzahl an Tilgermassenelementen mittels Verbindungselementen zur Bildung einer Tilgermasse, wobei die Verbindungselemente in Achsrichtung über je eine Zentralachse verfügen und durch je einen Schaft mit beidseitigen Schaftenden gebildet sind, und die Schaftenden ebenso wie der Schaft jeweils von die Zentralachse umgreifenden Innenwandungen von Durchgängen der Tilgermassenelemente umschlossen sind. Zumindest ein Teil der Schaftenden weisen mittels einer Lochlaibung eine Verbindung gegenüber der jeweils zugeordneten Innenwandung des entsprechenden Durchgangs des jeweiligen Tilgermassenelementes auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zur Verbindung einer Mehrzahl an Tilgermassenelementen mittels Verbindungselementen zur Bildung einer Tilgermasse, wobei die Verbindungselemente in Achsrichtung über je eine Zentralachse verfügen und durch je einen Schaft mit beidseitigen Schaftenden gebildet sind, und die Schaftenden ebenso wie der Schaft jeweils von die Zentralachse umgreifenden Innenwandungen von Durchgängen der Tilgermassenelemente umschlossen sind.
Eine derartige Verbindungsanordnung 101 ist in den 1 bis 3 abgebildet, die den Stand der Technik darstellen. 1 oder 2 zeigen ein Tilgersystem 102 mit einem Tilgermassenträger 103, der als Nabenscheibe ausgebildet ist und über Führungsbahnen 111 (1) verfügt, in welchen Koppelelemente 115 relativ bewegbar aufgenommen sind. Die Koppelelemente 115 laufen weiterhin in Führungsbahnen 117 von Tilgermassen 118, die jeweils aus einer Mehrzahl an Tilgermassenelementen 119a bis 119c zusammengesetzt sind. Von diesen Tilgermassenelementen 119a bis 119c sind die axial jeweils äußeren Tilgermassenelemente 119a und 119c axial beidseits des Tilgermassenträgers 103 angeordnet, und nehmen axial zwischen sich die Tilgermassenelemente 119b auf. Da die Tilgermassenelemente 119a und 119c weiter nach radial innen greifen als die Tilgermassenelemente 119b, bilden die Tilgermassenelemente 119a und 119c axial zwischen sich einen Aufnahmeraum 105 für am Tilgermassenträger 103 befestigte und in Umfangs- sowie in Radialrichtung wirksame, eine Relativbewegung der Tilgermassen 118 gegenüber dem Tilgermassenträger 103 begrenzende Anschlagelemente 107. Die Tilgermassenelemente 119a und 119c begrenzen zudem, da sie weiter nach radial innen greifen als die Tilgermassenelemente 119b, die axiale Relativbewegbarkeit der Tilgermassen 118 gegenüber dem Tilgermassenträger 103.
Wie in 3 als vergrößerter Darstellung der in 2 abgebildeten Einzelheit Z zeigt, weisen die Tilgermassenelemente 119a bis 119c entlang von Zentralachsen 121 zueinander ausgerichtete Durchgänge 124a bis 124c auf, von denen der Durchgang 124a im Tilgermassenelement 119a, die Durchgänge 124b in den Tilgermassenelementen 119b und der Durchgang 124c im Tilgermassenelement 119c ausgebildet ist. Die Durchgänge 124a bis 124c umschließen mit Innenwandungen 128a bis 128c die Verbindungselemente 120, wobei der Durchgang 124a ein Schaftende 130 des jeweiligen Verbindungselementes 120 umgreift, die Durchgänge 124b einen Schaft 132 und der Durchgang 124c ein Schaftende 134. An der axialen Außenseite des Tilgermassenelementes 119a mündet der Durchgang 124a in einer Aufweitung 138a und an der axialen Außenseite des Tilgermassenelementes 119a der Durchgang 124c in einer Aufweitung 138b. Bei Durchführung eines Nietvorganges wird das Schaftende 130 unter Bildung eines Kopfes 139a in die Aufweitung 138a verformt, und das Schaftende 134 unter Bildung eines Kopfes 139b in die Aufweitung 138b. Die Tilgermassenelemente 119a bis 119c sind dann jeweils zu einer Tilgermasse 118 verbunden, und zwar derart, dass die Verbindungselemente 120 axial nicht über die axial äußeren Tilgermassenelemente 119a oder 119c hinausragen. Dadurch ist eine axial kompakte Ausbildung der Tilgermassen 118 möglich.
Die Tilgermassenelemente 119a bis 119c werden, sofern eine kostenoptimierte Herstellung gewünscht ist, üblicherweise durch Stanzen ausgebildet, und die Aufweitungen 138a und 138b durch Prägen. Hierfür sind mehrere Arbeitsgänge erforderlich. Würde zur weiteren Kostenoptimierung auf das Prägen verzichtet, dann wäre zwar lediglich ein Stanzvorgang zur Herstellung der Tilgermassenelemente erforderlich, was die Verwendung von Werkzeugen mit weniger Werkzeugstufen und Pressen mit geringerer Pressenkraft ermöglichen würde, jedoch würden dann die Köpfe 139a, 139b der Verbindungselemente 120 axial über die axial äußeren Tilgermassenelemente 119a oder 119c hinausragen, wodurch die Tilgermassen 118 mehr axialen Bauraum benötigen, der üblicherweise extrem begrenzt zur Verfügung steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zur Verbindung einer Mehrzahl von Tilgermassenelementen zur Bildung von Tilgermassen dienende Verbindungsanordnung derart auszubilden, dass bei extrem kostenoptimierter Herstellung eine bauraumbegrenzte Ausführung der Tilgermassen ermöglicht ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, eine Verbindungsanordnung zur Verbindung einer Mehrzahl an Tilgermassenelementen mittels Verbindungselementen zur Bildung einer Tilgermasse vorzusehen, wobei die Verbindungselemente in Achsrichtung über je eine Zentralachse verfügen und durch je einen Schaft mit beidseitigen Schaftenden gebildet sind, und die Schaftenden ebenso wie der Schaft jeweils von die Zentralachse umgreifenden Innenwandungen von Durchgängen der Tilgermassenelemente umschlossen sind.
In besonderer Weise ist hierbei vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Schaftenden mittels einer Lochlaibung eine Verbindung gegenüber der jeweils zugeordneten Innenwandung des entsprechenden Durchgangs des jeweiligen Tilgermassenelementes aufweist.
Durch diese Vorgehensweise wird in den Bereichen der Schaftenden des jeweiligen Verbindungselementes eine Verformung erzielt, durch welche eine hinreichende Aufweitung des Schaftendes gegenüber der Innenwandung des Durchganges des jeweiligen Tilgermassenelementes herbeiführbar ist, um in diesem Durchgang eine Lochlaibung zu erzielen, und dadurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Schaftende und dem Durchgang des entsprechenden Tilgermassenelementes zu erzeugen. Wesentlich hierbei ist, dass ein Stempel des jeweiligen Werkzeuges im Zentrum des Verbindungselementes wirkt, also im unmittelbaren Bereich um dessen Zentralachse. Auf diese Weise kann eine Lochlaibung erzeugt werden, ohne dabei die Schaftenden des jeweiligen Verbindungselementes wesentlich zu verformen. Für die Erzeugung der Lochlaibung erfolgt eine Beaufschlagung der Schaftenden der Verbindungselemente an axialen Endflächen mittels jeweils eines Stempels eines Werkzeugs, wodurch Material aus dem Zentrum des jeweiligen Schaftendes in den Umfangsbereich des Schaftendes verdrängt wird. Dieser Vorgang kann mit vergleichsweise geringer Kraft ausgeführt werden, die lediglich einen Bruchteil der beim Stand der Technik zur Herstellung der Prägungen benötigten Kraft beträgt.
Mit Vorzug sind die Verbindungselemente jeweils durch einen Stift gebildet, dessen Querschnitt entlang seiner axialen Erstreckung zumindest im Wesentlichen gleichbleibend ist.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschreiben. Die Zeichnung zeigt hierbei folgendes:
1 eine Draufsicht auf ein Tilgersystem gemäß dem Stand der Technik mit einem Tilgermassenträger und mit einer Mehrzahl von Tilgermassen, die an dem Tilgermassenträger relativ bewegbar aufgenommen sind,
2 eine Schnittdarstellung des Tilgersystems gemäß der Linie B-B in 1 mit Tilgermassen, die über eine Mehrzahl von Tilgermassenelementen verfügen, wobei die Tilgermassenelemente mittels einer mit Verbindungselementen ausgebildeten Verbindungsanordnung untereinander verbunden sind,
3 eine vergrößerte Herauszeichnung der in 2 gezeigten Einzelheit Z zur Darstellung der Verbindungselemente der Verbindungsanordnung,
4 wie 1, aber bei einer Lösung gemäß der Erfindung,
5 eine Schnittdarstellung des Tilgersystems gemäß der Linie B-B in
4 mit Tilgermassen, die über eine Mehrzahl von Tilgermassenelementen verfügen, wobei die Tilgermassenelemente mittels einer mit Verbindungselementen ausgebildeten Verbindungsanordnung untereinander verbunden sind,
6 eine vergrößerte Herauszeichnung der in 5 gezeigten Einzelheit Z zur Darstellung der Verbindungselemente der Verbindungsanordnung.
Ein derartiges Tilgersystem 2 mit einer Verbindungsanordnung 1 ist in den 4 bis 6 abgebildet. Das um eine Zentralachse 6 drehbare Tilgersystem 2 ist mit einem Tilgermassenträger 3 versehen, der als Nabenscheibe ausgebildet und mit einer Nabe 8 verbunden ist, die über eine Innenverzahnung 9 zur drehfesten Anbindung an eine nicht gezeigte Welle, beispielsweise an eine Getriebeeingangswelle, vorgesehen ist. Der Tilgermassenträger 3 verfügt über Führungsbahnen 11 (4), in welchen Koppelelemente 15 relativ bewegbar aufgenommen sind. Die Koppelelemente 15 laufen weiterhin in Führungsbahnen 17 von Tilgermassen 18, die jeweils aus einer Mehrzahl an Tilgermassenelementen 19a bis 19c zusammengesetzt sind. Von diesen Tilgermassenelementen 19a bis 19c sind die axial jeweils äußeren Tilgermassenelemente 19a und 19c axial beidseits des Tilgermassenträgers 3 angeordnet, und nehmen axial zwischen sich die Tilgermassenelemente 19b auf. Da die Tilgermassenelemente 19a und 19c weiter nach radial innen greifen als die Tilgermassenelemente 19b, bilden die Tilgermassenelemente 19a und 19c axial zwischen sich einen Aufnahmeraum 5 für am Tilgermassenträger 3 befestigte und in Umfangs- sowie in Radialrichtung wirksame, eine Relativbewegung der Tilgermassen 18 gegenüber dem Tilgermassenträger 3 begrenzende Anschlagelemente 7. Die Tilgermassenelemente 19a und 19c begrenzen zudem, da sie weiter nach radial innen greifen als die Tilgermassenelemente 19b, die axiale Relativbewegbarkeit der Tilgermassen 18 gegenüber dem Tilgermassenträger 3.
Wie in 6 als vergrößerter Darstellung der in 5 abgebildeten Einzelheit Z zeigt, weisen die Tilgermassenelemente 19a bis 19c entlang von Zentralachsen 21 zueinander ausgerichtete Durchgänge 24a bis 24c auf, von denen der Durchgang 24a im Tilgermassenelement 19a, die Durchgänge 24b in den Tilgermassenelementen 19b und der Durchgang 24c im Tilgermassenelement 19c ausgebildet ist. Die Durchgänge 24a bis 24c umschließen mit Innenwandungen 28a bis 28c die Verbindungselemente 20, wobei der Durchgang 24a ein Schaftende 22 des jeweiligen Verbindungselementes 20 umgreift, die Durchgänge 24b einen Schaft 30 und der Durchgang 24c ein Schaftende 26. Die Durchgänge 24a weisen zumindest im Wesentlichen jeweils den gleichen Innendurchmesser auf, und auch die Verbindungselemente 20 verfügen zumindest im Wesentlichen entlang ihrer axialen Erstreckung über stets den gleichen Außendurchmesser.
In 6 ist deutlich erkennbar, dass die Verbindungselemente 20 jeweils an axialen Endflächen 60, 62 über Einbuchtungen 64, 66 verfügen, wobei der Endfläche 60 des Schaftendes 22 die Einbuchtung 64 und der Endfläche 62 des Schaftendes 26 die Einbuchtung 66 zugeordnet ist. Die Einbuchtungen 64, 66 weisen Bereiche der Endflächen 60, 62 auf, die durch Stempel 45, 46 von Werkzeugen 48, 49 im Verlauf des Fertigungsvorganges beaufschlagt werden. Die Werkzeuge 48, 49 mit den Stempeln 45, 46 sind in 6 lediglich schematisch gestrichelt dargestellt. Durch Einleitung einer Druckkraft mittels der Stempel 45, 46 der Werkzeuge 48, 49 auf die Endflächen 60, 62 der Schaftenden 22, 26 wird an den Schaftenden 22, 26 ein Materialfluss ausgelöst, und zwar von der jeweiligen Endfläche 60, 62 hin zu dem den Schaftenden 22, 26 zugeordneten Materialbereich am Außendurchmesser, so dass sich zwischen diesen Außendurchmessern und den jeweils zugeordneten Innendurchmessern der Innenwandungen 28a bis 28c der Durchgänge 24a und 24c in den Tilgermassenelementen 19a und 19c eine Lochlaibung 32, 34 aufbaut, die für eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Schaftenden 22, 26 der Verbindungselemente 20 und den Durchgängen 24a und 24c in den Tilgermassenelementen 19a und 19c sorgt. Da die beiden axial äußeren Tilgermassenelemente 19a und 19c auf diese Weise axial relativ zueinander gesichert sind, werden auch die axial inneren Tilgermassenelemente 19b axial zwischen den axial äußeren Tilgermassenelementen 19a und 19c gesichert. Es entsteht ein Verbund aus den einzelnen Tilgermassenelementen 19a bis 19c, und damit jeweils eine Tilgermasse 18.
Da die Schaftenden 22, 26 nach diesem Fertigungsvorgang axial nicht über das jeweils zugeordnete axial äußere Tilgermassenelement 19a, 19c hinausragen, wird kein zusätzlicher axialer Bauraum für die Verbindungselemente 20 der Verbindungsanordnung 1 benötigt. Zudem genügt vor diesem Fertigungsvorgang ein Stanzvorgang mit lediglich einem Stanzhub, um nicht nur die einzelnen Tilgermassenelemente 19a bis 19c herzustellen, sondern darüber hinaus auch die Durchgänge 24a bis 24c in den jeweiligen Tilgermassenelementen. Für einen derartigen einfachen Stanzvorgang genügen zudem kleine Pressen mit relativ geringer Pressenkraft sowie mit geringem Bauraumbedarf für das Werkzeug in der Presse. Dadurch ergeben sich geringe Betriebsstundensätze, zumal auch der Wartungsaufwand begrenzt ist.
Bezüglich der Verbindungselemente 20 gilt, dass diese mit Vorzug jeweils durch einen Stift 38 gebildet sind, dessen Querschnitt entlang seiner axialen Erstreckung zumindest im Wesentlichen gleichbleibend ist.
Bezugszeichenliste

1: Verbindungsanordnung
2: Tilgersystem
3: Tilgermassenträger
5: Aufnahmeraum
6: Zentralachse
7: Anschlagelemente
11: Führungsbahnen
15: Koppelelemente
17: Führungsbahnen
18: Tilgermassen
19: Tilgermassenelemente
20: Verbindungselemente
21: Zentralachse
22: erstes Schaftende
24: Durchgang im Tilgermassenelement
26: zweites Schaftende
30: Schaft
32: Lochlaibung
34: Lochlaibung
38: Stift
45: Stempel
46: Stempel
48: Werkzeug
49: Werkzeug
56: Innenwandung
58: Innenwandung
60: axiale Endfläche des Schaftendes
62: axiale Endfläche des Schaftendes
64: Einbuchtung in der axialen Endfläche
66: Einbuchtung in der axialen Endfläche
101: Verbindungsanordnung
102: Tilgersystem
103: Tilgermassenträger
105: Aufnahmeraum
107: Anschlagelement
111: Führungsbahnen
115: Koppelelemente
117: Führungsbahnen
118: Tilgermassen
119: Tilgermassenelemente
120: Verbindungselemente
121: Zentralachse
124: Durchgang im Tilgermassenelement
128: Innenwandungen
130: Schaftende
132: Schaft
134: Schaftende
138: Aufweitungen
139: Kopf

Claims

Verbindungsanordnung (1) zur Verbindung einer Mehrzahl an Tilgermassenelementen (19a, 19b, 19c) mittels Verbindungselementen (20) zur Bildung einer Tilgermasse (18), wobei die Verbindungselemente (20) in Achsrichtung über je eine Zentralachse (21) verfügen und durch je einen Schaft (30) mit beidseitigen Schaftenden (22, 26) gebildet sind, und die Schaftenden (22, 26) ebenso wie der Schaft (30) jeweils von die Zentralachse (21) umgreifenden Innenwandungen (56, 58) von Durchgängen (24a; 24b; 24c) der Tilgermassenelemente (19a, 19b, 19c) umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Schaftenden (22, 26) mittels einer Lochlaibung (32, 34) eine Verbindung gegenüber der jeweils zugeordneten Innenwandung (56, 58) des entsprechenden Durchgangs (24a, 24c) des jeweiligen Tilgermassenelementes (19a, 19c) aufweist.
Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochlaibung (32, 34) mittels eines das entsprechende Schaftende (22, 26) des jeweiligen Verbindungselementes (20) axial belastenden Stempels (45, 46) eines Werkzeuges (48, 49) erzeugt ist, indem durch den Stempel (45, 46) an einer axialen Endfläche (60, 62) des jeweiligen Schaftendes (22, 26) eine Materialverdrängung aus dieser axialen Endfläche (60, 62) in den dem Schaftende (22, 26) zugeordneten Materialbereich am Außendurchmesser erfolgt, was eine radiale Aufweitung des Schaftendes (22, 26) gegenüber der Innenwandung (56, 58) des jeweiligen Durchganges (42, 44) auslöst.
Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (20) jeweils durch einen Stift (38) gebildet sind, dessen Querschnitt entlang seiner axialen Erstreckung zumindest im Wesentlichen gleichbleibend ist.