DE19531190C1 - Schwingungsdämpfendes torsionselastisches Wellengelenk, insbesondere für den Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wellengelenk nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten Wellengelenken dieser Gattung (DE 25 34 684 C2) ist jeder der beiden Flansche einstückig ausgebildet; an einem von ihnen ist der Tilgerkragen angeschraubt. Solche Wellenge­ lenke sind zum Dämpfen kleinamplitudiger Schwingungen nur be­ dingt geeignet, meist nur dann, wenn sie eine Gelenkscheibe aufweisen, die zum Befestigen an den ihr zugeordneten Flanschen innere Buchsen aufweist, welche innerhalb je einer äußeren Buch­ se angeordnet sind, wobei zwischen jeder inneren Buchse und der zugehörigen äußeren Buchse ein Zwischenraum vorgesehen ist, der mindestens teilweise mit weichem Gummi ausgefüllt ist. Dadurch wird der Außendurchmesser der Gelenkscheibe verhältnismäßig groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schwingungs­ dämpfendes torsionselastisches Wellengelenk derart zu gestal­ ten, daß es auch bei Verwendung einer einfachen und raumspa­ renden Gelenkscheibe imstande ist, zwei durch das Wellengelenk miteinander verbundene Wellen bezüglich kleinamplitudiger Schwingungen wirksam zu entkoppeln.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Zum Anspruch 4 wird auf ein weiteres bekanntes Wellengelenk hingewiesen (DE 39 42 432 C1), bei dem an einem zum Anschrauben an eine Gelenkscheibe vorgesehenen Flansch ein topfförmiger Ansatz einstückig ausgebildet ist, in den ein hül­ senförmiger Zentrierkragen einer Zentriervorrichtung zum Zen­ trieren des anderen Flansches eingepreßt ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen einem bekannten gattungsgemäßen Wel­ lengelenk gegenübergestellt. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wel­ lengelenks im Schnitt I-I in Fig. 2,

Fig. 2 die Stirnansicht in Richtung des Pfeils II in Fig. 1,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wellengelenks im Schnitt III-III in Fig. 4,

Fig. 4 die Stirnansicht in Richtung des Pfeils IV in Fig. 3, und

Fig. 5 ein bekanntes Wellengelenk in einem axialen Schnitt.

Jedes der dargestellten Wellengelenke ist dazu vorgesehen, als Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs verwen­ det, insbesondere zwischen einer Schaltkupplung und einem Dif­ ferentialgetriebe eingebaut zu werden.

Solche Wellengelenke haben bekanntermaßen, wie in Fig. 5 darge­ stellt, einen Flansch 10, der auf eine Welle 12 aufgesteckt, an dieser mit einer Mutter 14 befestigt ist und mehrere, üblicher­ weise drei, Arme 16 zum Aufnehmen je eines Gewindebolzens 18 aufweist. Dem Flansch 10 steht in einem axialen Abstand ein Flansch 20 gegenüber, der sich an einer Welle 22, beispielswei­ se einem Halbwellenrohr der in Fig. 1 und 3 dargestellten Art, befestigen läßt, beispielsweise mit einer Reibschweißung 24.

Der Flansch 20 weist ebenfalls drei Arme 26 zum Aufnehmen je eines Gewindebolzens 28 auf. Zwischen den beiden Flanschen 10 und 20 ist eine übliche Gelenkscheibe 30 angeordnet, die sechs achsparallele Buchsen 32 für je einen der Gewindebolzen 18 bzw. 28 aufweist. Die Buchsen 32 sind gemäß Fig. 5 in verhältnismäßig weichen Gummi 34 eingebettet und von je einer äußeren Buchse 36 umgeben; diese äußeren Buchsen 36 sind paarweise von Faden­ wickeln umschlungen. Im übrigen besteht die Gelenkscheibe 30 aus Gummi 38.

An den Flansch 20 ist gemäß Fig. 5 ein gesondert hergestellter Drehschwingungstilger 40 angebaut, der einen üblicherweise aus Stahlblech gestanzten Tilgerkragen 42 aufweist, an einer kreis­ zylindrischen Paßfläche 44 des Flansches 20 zentriert und mit den Gewindebolzen 28 am Flansch 20 befestigt ist. Der Dreh­ schwingungstilger 40 hat eine ringförmige Schwungmasse 46, die den Tilgerkragen 42 umgibt und an diesem in üblicher Weise durch eine anvulkanisierte Gummifederanordnung 48 befestigt ist.

Die beiden Wellen 12 und 22 sind durch die sie miteinander ver­ bindende Gelenkscheibe 30 alleine nicht für alle Zwecke hinrei­ chend genau gegenseitig zentriert. Um die Notwendigkeit einer Zentrierung mittels aufwendiger Lagerungen der Wellen 12 und 22 zu vermeiden, ist eine Zentriervorrichtung 50 vorgesehen. Zu dieser gehört gemäß Fig. 5 ein hülsenförmiger Zentrierkragen 52, der in eine im Flansch 20 ausgebildete zylindrische Paßfläche 54 eingepreßt ist und einen an der Welle 12 ausgebildeten zapfen­ förmigen Zentrierkörper 56 mit radialem Abstand umschließt. An der Innenwand des Zentrierkragens 52 ist eine Gummifederanord­ nung 58 befestigt, insbesondere anvulkanisiert, und diese um­ schließt eine Büchse 60 aus selbstschmierendem Material, bei­ spielsweise Sintermetall, die den Zentrierkörper 56 axial ver­ schiebbar führt. An der Gummifederanordnung 58 ist eine dem Flansch 10 zugewandte Dichtlippe 62 ausgebildet, die gegen den Zentrierkörper 56 abdichtet; nahe dem entgegengesetzten Ende der Zentriervorrichtung 50 ist der Zentrierkragen 52 mit einem eingepreßten Deckel 64 verschlossen. Der auf diese Weise abge­ schlossene Raum innerhalb des Zentrierkragens 52 ist mit Schmier­ mittel gefüllt.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten bekannten Wellengelenk sind zu­ sätzlich Abstandhalter 66 vorgesehen, die dafür sorgen, daß der erforderliche axiale Abstand zwischen der Gelenkscheibe 30 und dem Drehschwingungstilger 40 eingehalten wird, und die zugleich an der Übertragung von Drehmomenten zwischen dem Flansch 20 und der Gelenkscheibe 30 beteiligt sind.

In die Gummifederanordnung 48 des Drehschwingungstilgers 40 können, wie ebenfalls in Fig. 5 dargestellt, Abstandhalter 68, beispielsweise in Form achsparalleler Hülsen, eingebettet sein, mit denen sich radiale Auslenkungen der Schwungmasse 46 gegen­ über dem Tilgerkragen 42 auf ein Minimum begrenzen und die Drehschwingungseigenschaften des Tilgers in gewünschter Weise beeinflussen lassen.

Jedes der in Fig. 1 bis 4 dargestellten erfindungsgemäßen Wel­ lengelenke kann in seinen Betriebsparametern übereinstimmend mit dem in Fig. 5 dargestellten bekannten Wellengelenk ausgelegt sein; die erfindungsgemäßen Wellengelenke sind jedoch einfacher gestaltet. In Fig. 1 bis 4 sind für Bauteile, die mit in Fig. 5 dargestellten konstruktiv oder funktionell vergleichbar sind, gleiche Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 5. Im folgenden wer­ den nur die Merkmale beschrieben, in denen sich die erfindungs­ gemäßen Wellengelenke gemäß Fig. 1 bis 4 von dem in Fig. 5 dar­ gestellten bekannten Wellengelenk unterscheiden.

Gemäß Fig. 1 und 2 bildet der Flansch 20 mit dem Drehschwin­ gungstilger 40 eine Baueinheit, die dadurch hergestellt ist, daß die Gummifederanordnung 48 unmittelbar am Flansch 20 haf­ tend befestigt, insbesondere anvulkanisiert ist. Mit anderen Worten ist der Tilgerkragen 42 nicht mehr ein gesondertes Bauteil sondern am Flansch 20 selbst einstückig ausgebildet.

Der Flansch 20 ist gemäß Fig. 1 und 2 in einen Primärteil 70 und einen mit ihm gleichachsigen Sekundärteil 72 unterteilt, wobei der Primärteil 70 zur Befestigung an der zugehörigen Welle 22, beispielsweise mittels Reibschweißung 24, ausgebildet ist und den Tilgerkragen 42 zum Anvulkanisieren der Gummifederanordnung 48 sowie die Paßfläche 54 zum Einpressen des Zentrierkragens 52 aufweist, während am Sekundärteil 72 ein Kragen 74 ausgebildet ist, der durch eine anvulkanisierte Gummifederanordnung 76 mit einem die Paßfläche 54 aufweisenden Kragen des Primärteils 70 verbunden ist. Das Sekundärteil 72 weist die drei Arme 26 auf, an denen mittels je eines Gewindebolzens 28 je eine Buchse 32 der Gelenkscheibe 30 befestigt ist.

Die Gummifederanordnung 76 ermöglicht begrenzte Relativdrehungen des Primärteils 70 gegenüber dem Sekundärteil 72 und dient so­ mit der Entkopplung kleinamplitudiger Schwingungen im Antriebs­ strang bei kleinen Drehmomenten. Jeder der am Sekundärteil 72 ausgebildeten Arme 26 ist zwischen zwei am Primärteil 70 aus­ gebildeten, gabelförmig radial nach außen ragenden Anschlägen 78 derart aufgenommen, daß die möglichen Relativdrehungen zwi­ schen Primärteil 70 und Sekundärteil 72 auf einen Winkel α von beispielsweise 1 bis 2° begrenzt sind. Die Gummifederanordnung 76 ermöglicht es, eine verhältnismäßig einfach gestaltete Ge­ lenkscheibe 30 der in Fig. 1 dargestellten Art zu verwenden, bei der die Buchsen 32 unmittelbar in den Gummi 38 eingebettet sind.

Das Wellengelenk gemäß Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 und 2 dargestellten dadurch, daß der wiederum in ein Primärteil 70 und ein Sekundärteil 72 mit an beide anvulkani­ sierter Gummifederanordnung 76 unterteilte Flansch 20 nicht nur mit dem Drehschwingungstilger 40 sondern auch mit der Zentrie­ rung 50 eine Baueinheit bildet. Der Zentrierkragen 52 ist am Flansch 20 einstückig ausgebildet, so daß die Gummifederanord­ nung 58 unmittelbar an diesem haftend befestigt, insbesondere anvulkanisiert ist.

Claims (5)

1. Schwingungsdämpfendes torsionselastisches Wellengelenk, insbesondere für den Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen, mit

• - zwei Flanschen, (10, 20), die zum Befestigen an je einer Welle (12, 22) ausgebildet sind,
• - einer Gelenkscheibe (20), die zwischen den beiden Flanschen (12, 22) angeordnet und in Winkelabständen abwechselnd an je einem von ihnen befestigt ist, und
• - einem Drehschwingungstilger (40), der einen mit einem der Flansche (20) starr verbundenen Tilgerkragen (42), eine Schwungmasse (46) und eine an dem Tilgerkragen (42) und der Schwungmasse (46) haftende, insbesondere anvulkanisierte, Gummifederanordnung (48) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - der eine Flansch (20) in einen Primärteil (70) und einen Sekundärteil (72) unterteilt ist, die durch eine an ihnen haftende, insbesondere anvulkanisierte, torsionselastische Gummifederanordnung (76) miteinander verbunden sind,
• - der Primärteil (70) zum Befestigen an der zugehörigen Welle (22) ausgebildet ist und den Tilgerkragen (42) trägt, und
• - der Sekundärteil (72) über die Gelenkscheibe (30) mit dem anderen Flansch (10) verbunden ist.

2. Wellengelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Drehbarkeit des Se­ kundärteils (72) in bezug auf das Primärteil (70) durch An­ schläge (78) begrenzt ist.

3. Wellengelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärteil (70) mit dem Tilger­ kragen (42) einstückig ausgebildet ist.

4. Wellengelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärteil (70) mit einem Zentrierkragen (52) einstückig ausgebildet ist, der durch eine an ihm haftende, insbesondere anvulkanisierte, Gummi­ federanordnung (58) mit einem Zentrierkörper (56) verbunden ist, der seinerseits mit dem anderen Flansch (10) starr ver­ bunden ist.