DE102018110076A1 - Shaft-hub connection, in particular for a torsional vibration damper and torsional vibration damper with a hub part of this - Google Patents
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- F16D1/101—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially without axial retaining means rotating with the coupling
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- F16D2001/103—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially the torque is transmitted via splined connections
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-
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- F16F15/133—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses using springs as elastic members, e.g. metallic springs
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Welle-Nabe-Verbindung (1) insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Nabenteil (4) dieser mit einer Welle (2) mit einer Außenverzahnung (3) und einem auf dieser mittels einer ersten, in die Außenverzahnung (3) eingreifenden, momentübertragenden Innenverzahnung (5) drehschlüssig aufgenommenen Nabenteil (4). Um Verzahnungsklappern bei geringem axialem Bauraumanspruch zu vermeiden, ist an dem Nabenteil (4) ein einen axialen Bereich des Nabenteils (4) radial außen übergreifendes Käfigteil (6) mittels einer zweiten Innenverzahnung (7) in Umfangsrichtung vorgespannt aufgenommen. The invention relates to a shaft-hub connection (1) in particular for a drive train of a motor vehicle and a torsional vibration damper with a hub part (4) with a shaft (2) with an external toothing (3) and on this by means of a first, in the External toothing (3) engaging, torque-transmitting internal toothing (5) rotatably received hub part (4). In order to avoid toothed rattling with a small axial space requirement, an axial region of the hub part (4) radially outer cross-caged cage part (6) by means of a second internal toothing (7) is received in the circumferential direction biased on the hub part (4).
Description
Die Erfindung betrifft eine Welle-Nabe-Verbindung insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Nabenteil dieser mit einer Welle mit einer Außenverzahnung und einem auf dieser mittels einer ersten, in die Außenverzahnung eingreifenden, momentübertragenden Innenverzahnung drehschlüssig aufgenommenen Nabenteil.The invention relates to a shaft-hub connection in particular for a drive train of a motor vehicle and a torsional vibration damper with a hub part of this with a shaft with external teeth and a rotationally received on this by means of a first, engaging in the external toothing, moment-transmitting internal teeth hub part.
Welle-Nabe-Verbindungen dienen insbesondere in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen der drehschlüssigen Verbindungen zweier Antriebsstrangeinrichtungen, beispielsweise eines Drehschwingungsdämpfers mit einer Doppelkupplung oder einem Getriebe. Hierbei weist eine Antriebsstrangeinrichtung eine Welle mit einer Außenverzahnung auf, auf der ein Nabenteil mittels einer Innenverzahnung gefügt ist. Aufgrund von Fertigungstoleranzen kann Umfangsspiel zwischen der Außen- und Innenverzahnung auftreten, welches Geräusche beispielsweise Zähneklappern bewirken kann. Um diese Geräusche zu verhindern, ist aus der Druckschrift
Aus der Druckschrift
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer gattungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindung und eines Drehschwingungsdämpfers mit einem Nabenteil zur Bildung einer Welle-Nabe-Verbindung. Insbesondere soll eine Welle-Nabe-Verbindung vorgeschlagen werden, deren Nabenteil einen geringen axialen Bauraumanspruch aufweist. Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.The object of the invention is the development of a generic shaft-hub connection and a torsional vibration damper with a hub part to form a shaft-hub connection. In particular, a shaft-hub connection to be proposed, the hub part has a small axial space requirement. The object is solved by the subject-matter of
Die vorgeschlagene Welle-Nabe-Verbindung dient der Drehmomentübertragung insbesondere in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere ist die Welle-Nabe-Verbindung zwischen einem beispielsweise an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommenen Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise einem Zweimassenschwungrad und einer nachfolgenden Antriebsstrangeinrichtung, beispielsweise einem Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle, einer Doppelkupplung mit einem wellenstumpfförmigen Eingangsteil, einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, einer Reibungskupplung oder dergleichen vorgesehen. Die Welle-Nabe-Verbindung enthält eine Welle - hierunter ist auch ein Wellenstumpf zu verstehen - mit einer Außenverzahnung und ein auf dieser mittels einer ersten, in die Außenverzahnung eingreifenden, momentübertragenden Innenverzahnung drehschlüssig aufgenommenes Nabenteil.The proposed shaft-hub connection serves to transmit torque, in particular in a drive train of a motor vehicle. In particular, the shaft-hub connection between a recorded example on a crankshaft of an internal combustion engine torsional vibration damper, for example, a dual mass flywheel and a subsequent Antriebsstrangeinrichtung, such as a transmission with a transmission input shaft, a double clutch with a frusto-conical input part, a hydrodynamic torque converter, a friction clutch or the like , The shaft-hub connection includes a shaft - this is also a stub shaft to understand - with an external toothing and on this by means of a first, engaging in the external toothing, torque-transmitting internal toothing rotationally received hub part.
Um einerseits eine Vorspannung des Nabenteils auf der Außenverzahnung zu erzielen und andererseits axialen Bauraum zu sparen, ist an dem Nabenteil ein einen axialen Bereich des Nabenteils radial außen übergreifendes Käfigteil mittels einer zweiten Innenverzahnung in Umfangsrichtung vorgespannt aufgenommen. Dies bedeutet, dass lediglich die zweite Innenverzahnung an einer Stirnseite des Nabenteils vorgesehen ist und die Aufnahme des Käfigteils axial bauraumneutral an einem Außenumfang des Nabenteils erfolgt, in dem das Käfigteil einen axialen Abschnitt des Nabenteils an seinem Außenumfang axial überschneidet. Das Käfigteil kann aus dünnem Blech hergestellt sein, so dass der maximale Bauraum maximal um einen Millimeter, bevorzugt bei Blechdicken kleiner gleich 0,5 mm entsprechend weiter verringert werden kann. Die axiale Baulänge des Nabenteils ergibt sich dabei im Wesentlichen aus der notwendigen Traglänge der ersten Innenverzahnung auf der Außenverzahnung, um dem Kippverhalten des Nabenteils auf der Welle und dem zu übertragenden Drehmoment zu genügen.In order to achieve on the one hand a bias of the hub portion on the outer teeth and on the other hand to save axial space, an axial portion of the hub portion radially outwardly cross-cage part is biased by a second internal toothing received in the circumferential direction on the hub part. This means that only the second internal toothing is provided on an end face of the hub part and the reception of the cage part takes place in an axially space-neutral manner on an outer circumference of the hub part, in which the cage part axially overlaps an axial section of the hub part on its outer circumference. The cage part can be made of thin sheet metal, so that the maximum installation space can be correspondingly further reduced by a maximum of one millimeter, preferably with sheet thicknesses of less than or equal to 0.5 mm. The axial length of the hub part results in this case essentially from the necessary carrying length of the first internal toothing on the external toothing to meet the tilting behavior of the hub part on the shaft and the torque to be transmitted.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Welle-Nabe-Verbindung ist das Käfigteil im Querschnitt L-förmig ausgebildet, wobei ein axialer Schenkel radial einen axialen Abschnitt des Nabenteils übergreift und ein radialer Schenkel an eine Stirnseite des Nabenteils angelegt ist und über den Umfang verteilt in Zahngründe der Außenverzahnung eingreifende Nasen zur Bildung der zweiten Innenverzahnung aufweist. Mittels des axialen Schenkels ist das Käfigteil mit dem Nabenteil verbunden. Beispielsweise kann die zweite Innenverzahnung jeweils in einen Zahngrund der Außenverzahnung eingreifende, in Umfangsrichtung von der Außenverzahnung vorgespannte Nasen aufweisen, wobei das Käfigteil mit dem Nabenteil beispielsweise verkrallt, verpresst oder in ähnlicher Weise fest verbunden oder mittels einer Elastomerschicht elastisch verbunden sein kann. Die Nasen weisen dabei Abstützflächen auf, welche sich im nicht gefügten Zustand der Welle-Nabe-Verbindung mit den Zähnen der Außenverzahnung in Umfangsrichtung überschneiden. Während des Fügens der Welle-Nabe-Verbindung werden die Abstützflächen elastisch an einer oder beiden Zahnflanken eines Zahngrundes in Umfangsrichtung vorgespannt. Zur Erleichterung des Fügevorgangs können die Nasen in Fügerichtung entsprechende Phasen oder Einführschrägen aufweisen. Die Nasen können beispielsweise im Querschnitt V- oder U-förmig ausgebildet sein, wobei jeweils ein Flügel mit einer Abstützfläche gegen eine Zahnflanke eines Zahngrunds vorgespannt ist. Im nicht gefügten Zustand fluchten die Nasen hierbei mit den Zahngründen und während des Fügens werden lediglich die Nasen elastisch verformt.According to an advantageous embodiment of the shaft-hub connection, the cage part is formed in cross-section L-shaped, wherein an axial leg radially engages over an axial portion of the hub portion and a radial leg to a End face of the hub part is applied and distributed over the circumference in tooth roots of the external teeth engaging lugs to form the second internal toothing. By means of the axial leg, the cage part is connected to the hub part. By way of example, the second internal toothing can each have teeth which are biased in the peripheral direction by the external toothing and engage with the hub part, for example, being clawed, pressed or likewise firmly connected or elastically connected by means of an elastomer layer. The lugs have support surfaces, which overlap in the non-joined state of the shaft-hub connection with the teeth of the external toothing in the circumferential direction. During the joining of the shaft-hub connection, the support surfaces are elastically biased on one or both tooth flanks of a tooth base in the circumferential direction. To facilitate the joining process, the noses in the joining direction may have corresponding phases or insertion bevels. The lugs may be formed, for example, in cross-section V- or U-shaped, wherein in each case a wing is biased with a support surface against a tooth flank of a tooth base. In the non-joined state, the noses are in this case aligned with the tooth grounds and during the joining, only the noses are elastically deformed.
In alternativen Ausführungsformen ist das Käfigteil entgegen der Wirkung einer zwischen Käfigteil und Nabenteil angeordneten Elastomerschicht in Umfangsrichtung gegen das Nabenteil vorgespannt. Dies bedeutet, dass die erste und die zweite Innenverzahnung im nicht vorgespannten Zustand in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Hierbei überdecken sich im nicht gefügten Zustand die Nasen und die Zähne der Außenverzahnung teilweise, so dass während eines Fügevorgangs der Welle-Nabe-Verbindung das gesamte Käfigteil gegenüber dem Nabenteil unter Vorspannung der Elastomerschicht verdreht wird. Hierbei ist die Elastomerschicht in bevorzugter Weise mit einem Innenumfang des Käfigteils und einem Außenumfang des Nabenteils stoffschlüssig verbunden, beispielsweise verklebt oder vulkanisiert. Alternativ kann die Elastomerschicht mittels eines Verbundspritzgießverfahrens, in dem die Metallteile in eine Spritzgießform eingelegt sind, hergestellt sein.In alternative embodiments, the cage part is biased against the hub portion against the action of an elastomer layer disposed between the cage part and the hub part in the circumferential direction. This means that the first and the second internal teeth are arranged offset in the circumferential direction in the non-biased state. In this case, the noses and the teeth of the outer teeth partially overlap in the non-assembled state, so that during a joining operation of the shaft-hub connection, the entire cage part is rotated relative to the hub part under prestressing of the elastomer layer. In this case, the elastomer layer is preferably bonded to an inner circumference of the cage part and an outer circumference of the hub part, for example, glued or vulcanized. Alternatively, the elastomer layer may be made by a composite injection molding method in which the metal parts are set in an injection mold.
Beispielsweise kann das Käfigteil radial nach innen in die Außenverzahnung eingreifende Nasen mit zumindest einer umgelegten Abstützfläche aufweisen, welche an einer Zahnflanke der Außenverzahnung abgestützt ist. Die Abstützflächen verdrehen während des Fügevorgangs die Nasen und damit das Käfigteil gegenüber dem Nabenteil unter Vorspannung der Elastomerschicht.For example, the cage part may have radially inwardly into the outer tooth engaging lugs with at least one folded support surface which is supported on a tooth flank of the outer toothing. The support surfaces rotate during the joining process, the lugs and thus the cage part relative to the hub part under bias of the elastomer layer.
In einer Abwandlung der radial nach innen in Zahngründe eingreifenden Nasen des Käfigteils können diese plan ausgebildet sein, wobei die Vorspannung gegenüber den Zahnflanken mittels in Umfangsrichtung ausgebildeter Stirnseiten der Nasen ausgebildeter Abstützflächen der Außenverzahnung erfolgt.In a modification of the radially inwardly engaging tooth roots noses of the cage part they can be formed plan, wherein the bias against the tooth flanks by means formed in the circumferential direction end faces of the lugs formed supporting surfaces of the external teeth.
In einer weiteren Abwandlung des Käfigteils kann ein radial außerhalb von Zahnköpfen, beispielsweise am Innenumfang des Käfigteils axial erweiterter Ringbord an dem Käfigteil vorgesehen sein, aus dem nach radial innen in die Außenverzahnung eingreifende Nasen mit zumindest einer stirnseitigen Abstützfläche zur Abstützung an einer Zahnflanke der Außenverzahnung angeprägt sind.In a further modification of the cage part, a radially outside of tooth heads, for example, on the inner circumference of the cage part axially extended ring be provided on the cage part, impressed from the radially inwardly into the external teeth engaging noses with at least one end support surface for support on a tooth flank of the external teeth are.
Ausgehend von einer Fügerichtung der Welle an dem Nabenteil kann das Käfigteil vor dem Nabenteil oder nach dem Nabenteil angeordnet sein. Entsprechend sind die Einfädelbereiche der Nasen vorgesehen.Starting from a joining direction of the shaft to the hub part, the cage part can be arranged in front of the hub part or after the hub part. Accordingly, the Einfädelbereiche the noses are provided.
Die Aufgabe wird weiterhin durch einen Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad mit einem um eine Drehachse angeordneten Eingangsteil und einem entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung gegenüber dem Eingangsteil um die Drehachse begrenzt verdrehbaren Ausgangsteil mit einem Nabenteil zur Bildung der vorgeschlagenen Welle-Nabe-Verbindung gelöst. Hierbei ist das Nabenteil mit einem Flanschteil zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung und gegebenenfalls mit einem Scheibenteil zur Bildung einer Zusatzmasse verbunden, beispielsweise vernietet. Alternativ kann das Nabenteil und das Flanschteil oder das Scheibenteil und das Nabenteil einteilig ausgebildet sein. An dem Flanschteil und oder an dem Scheibenteil kann ein Fliehkraftpendel angeordnet sein.The object is further achieved by a torsional vibration damper, for example, a dual mass flywheel with an input part arranged around a rotation axis and a counter to the action of a spring device relative to the input part limited rotation about the rotation rotatable output part with a hub part to form the proposed shaft-hub connection. In this case, the hub part is connected to a flange part for the output-side loading of the spring device and optionally with a disk part for forming an additional mass, for example riveted. Alternatively, the hub part and the flange part or the disk part and the hub part may be integrally formed. On the flange and / or on the disc part, a centrifugal pendulum can be arranged.
Die Erfindung wird anhand der in den
-
1 eine geschnittene 3D-Teilansicht eines Drehschwingungsdämpfers mit einer Welle-Nabe-Verbindung zur einer Getriebeeingangswelle, -
2 die Welle-Nabe-Verbindung der1 im Detail, -
3 eine Ansicht einer gefügten Nase der Welle-Nabe-Verbindung der2 von radial außen, -
4 das Käfigteil der1 und2 in 3D-Ansicht, -
5 eine 3D-Teilansicht eines gegenüber dem Drehschwingungsdämpfer der1 mit abgeänderter Welle-Nabe-Verbindung versehenen Drehschwingungsdämpfers, -
6 die Welle-Nabe-Verbindung der5 im Detail, -
7 eine axiale Ansicht einer gefügten Nase der Welle-Nabe-Verbindung der6 , -
8 eine Ansicht einer gefügten Nase der Welle-Nabe-Verbindung der7 von radial außen, -
9 das Käfigteil der6 bis8 in 3D-Ansicht, -
10 eine 3D-Teilansicht eines gegenüber den Drehschwingungsdämpfern der1 und5 mit abgeänderter Welle-Nabe-Verbindung versehenen Drehschwingungsdämpfers, -
11 die Welle-Nabe-Verbindung der10 im Detail, -
12 eine axiale Ansicht einer gefügten Nase der Welle-Nabe-Verbindung der11 , -
13 eine Ansicht einer gefügten Nase der Welle-Nabe-Verbindung der11 von radial außen, -
14 das Käfigteil der11 bis13 in 3D-Ansicht, -
15 eine 3D-Detaildarstellung einer gegenüber den Welle-Nabe-Verbindungen der2 ,6 ,11 abgeänderten Welle-Nabe-Verbindung, -
16 eine Ansicht einer gefügten Nase der Welle-Nabe-Verbindung der15 von radial außen
undThe invention is based on the in the
-
1 3 is a sectional partial view of a torsional vibration damper with a shaft-hub connection to a transmission input shaft; -
2 the shaft-hub connection of the1 in detail, -
3 a view of a shaft nosehub compound nose 2 from radially outside, -
4 the cage part of the1 and2 in 3D view, -
5 a 3D partial view of a relative to the torsional vibration of the1 with modified shaft-hub connection, torsional vibration damper, -
6 the shaft-hub connection of the5 in detail, -
7 an axial view of an assembled nose of the shaft-hub connection of6 . -
8th a view of a shaft nosehub compound nose 7 from radially outside, -
9 the cage part of the6 to8th in 3D view, -
10 a 3D partial view of a relative to the torsional vibration of the1 and5 with modified shaft-hub connection, torsional vibration damper, -
11 the shaft-hub connection of the10 in detail, -
12 an axial view of an assembled nose of the shaft-hub connection of11 . -
13 a view of a shaft nosehub compound nose 11 from radially outside, -
14 the cage part of the11 to13 in 3D view, -
15 a 3D detail of a relation to the shaft-hub connections of2 .6 .11 modified shaft-hub connection, -
16 a view of a shaft nosehub compound nose 15 from radially outside
and
Das Eingangsteil
Zur Vorspannung der ersten, drehmomentübertragenden Innenverzahnung
Die
Der radiale Schenkel
Das Käfigteil
Die
Während des Fügevorgangs stehen die Nasen
Die
Die die Abstützflächen
Die
Die
Der radiale Schenkel
Die
Die
Im Unterschied zu der Welle-Nabe-Verbindung
Die
Die
Aufgrund der planen Ausbildung der Nasen
Die
Die
Die
Die
An dem Innenumfang des radialen Schenkels
Die
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Welle-Nabe-VerbindungShaft-hub-connection
- 1a1a
- Welle-Nabe-VerbindungShaft-hub-connection
- 1b1b
- Welle-Nabe-VerbindungShaft-hub-connection
- 1c1c
- Welle-Nabe-VerbindungShaft-hub-connection
- 22
- Wellewave
- 2a2a
- Wellewave
- 2b2 B
- Wellewave
- 2c2c
- Wellewave
- 33
- Außenverzahnungexternal teeth
- 3a3a
- Außenverzahnungexternal teeth
- 3b3b
- Außenverzahnungexternal teeth
- 44
- Nabenteilhub part
- 4a4a
- Nabenteilhub part
- 4b4b
- Nabenteilhub part
- 4c4c
- Nabenteilhub part
- 55
- Innenverzahnunginternal gearing
- 5a5a
- Innenverzahnunginternal gearing
- 5b5b
- Innenverzahnunginternal gearing
- 66
- Käfigteilcage part
- 6a6a
- Käfigteilcage part
- 6b6b
- Käfigteilcage part
- 6c6c
- Käfigteilcage part
- 77
- Innenverzahnunginternal gearing
- 7a7a
- Innenverzahnunginternal gearing
- 7b7b
- Innenverzahnunginternal gearing
- 7c7c
- Innenverzahnunginternal gearing
- 88th
- Elastomerschichtelastomer layer
- 8a8a
- Elastomerschichtelastomer layer
- 8b8b
- Elastomerschichtelastomer layer
- 99
- axialer Schenkelaxial leg
- 9a9a
- axialer Schenkelaxial leg
- 1010
- radialer Schenkelradial leg
- 10a 10a
- radialer Schenkelradial leg
- 10b10b
- radialer Schenkelradial leg
- 10c10c
- radialer Schenkelradial leg
- 1111
- Stirnseitefront
- 11c11c
- Stirnseitefront
- 1212
- Nabehub
- 12a12a
- Nabehub
- 12b12b
- Nabehub
- 12c12c
- Nabehub
- 1313
- Nasenose
- 13a13a
- Nasenose
- 13b13b
- Nasenose
- 13c13c
- Nasenose
- 1414
- Zahntooth
- 14a14a
- Zahntooth
- 14b14b
- Zahntooth
- 14c14c
- Zahntooth
- 1515
- Abstützflächesupporting
- 15a15a
- Abstützflächesupporting
- 15b15b
- Abstützflächesupporting
- 15c15c
- Abstützflächesupporting
- 1616
- Zahnflanketooth flank
- 16a16a
- Zahnflanketooth flank
- 16b16b
- Zahnflanketooth flank
- 16c16c
- Zahnflanketooth flank
- 1717
- Einführschrägechamfer
- 1818
- Zahntooth
- 1919
- Bügelhanger
- 19a19a
- Bügelhanger
- 20a20a
- Stirnseitefront
- 21c21c
- Ringbordring board
- 2222
- Pfeilarrow
- 22a22a
- Pfeilarrow
- 22b22b
- Pfeilarrow
- 22c22c
- Pfeilarrow
- 23c23c
- AnprägungAnprägung
- 100100
- Drehschwingungsdämpfertorsional vibration dampers
- 101101
- Eingangsteilintroductory
- 102102
- Ausgangsteiloutput portion
- 103103
- Flanschteilflange
- 104104
- Scheibenteildisk part
- dd
- Drehachseaxis of rotation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010054283 A1 [0002]DE 102010054283 A1 [0002]
- DE 102014208273 A1 [0003]DE 102014208273 A1 [0003]
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2018
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