DE19938461A1 - Drehelastische Kupplung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Drehelastische Kupplung und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Abstract
Drehelastische Kupplung zur Dämpfung von Riemenschwingungen und dergleichen, bei der die Riemenscheibe mit Gleitlager zur radialen und ggf. axialen Lagerung versehen über ein elastisches Verbindungsglied mit einer Nabe relativ zueinander verdrehbar verbunden ist, wobei zwischen der Riemenscheibe (3) und dem Gleitlager (5) ein mit Riemenscheibe (3) und Gleitlager (5) verbundenes elastisches Aufnahmeglied (6) angeordnet ist.
Description
Für die Dämpfung von Schwingungen an Kurbelwellen und damit verbundenen
Riementrieben sind verschiedene Einrichtungen bekannt geworden.
Vorzugsweise handelt es sich hier um Kupplungen mit elastischen
Verbindungsgliedern, wodurch eine Dämpfung der Schwingungen erreicht wird.
Durch die DE PS 195 28 239 ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Dämpfung
von Schwingungen an Kurbelwellen bekannt geworden, bei der in den
Ringspalt zwischen Schwungring und Nabe eine Gummilage eingefügt ist. Die
Gummilage ist fest mit Schwungring und Nabe verbunden. Eine solche
Vorrichtung ist einfach herstellbar, akustisch vorteilhaft, jedoch in vielen
Anwendungsfällen nur bedingt einsetzbar, da die Notlaufeigenschaften fehlen.
Bekannt ist auch eine drehelastische Kupplung durch die DE PS 44 00 564, bei
der über die Einfügung eines zweiten Federkörpers und eines Gleitlagers zur
radialen und axialen Lagerung verbesserte Dämpfungseigenschaften erreicht
werden. Diese Kupplung ist jedoch aufwendig in der Herstellung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine drehelastische
Kupplung zu schaffen, mit der eine gute Schwingungsdämpfung mit sehr guten
akustischen Eigenschaften erreichbar ist und die einfach in ihrem Aufbau auch
möglichst einfach herzustellen ist. Sie soll außerdem eine möglichst lange
Gebrauchsdauer haben und akustisch vorteilhaft sein.
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer drehelastischen Kupplung zur
Dämpfung von Riemenschwingungen und dergleichen, bei der die
Riemenscheibe mit Gleitlager zur radialen und axialen Lagerung versehen,
über ein elastisches Verbindungsglied mit der Nabe relativ zueinander
verdrehbar verbunden ist, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen
der Riemenscheibe und dem Gleitlager ein mit Riemenscheibe und Gleitlager
verbundenes Aufnahmeglied angeordnet ist. Dieses Aufnahmeglied ergibt die
gewollten Vorteile.
Das elastische Aufnahmeglied kann mit der Riemenscheibe, zum Beispiel
durch Vulkanisieren, fest verbunden werden. Die Verbindung zum Gleitlager hin
erfolgt bevorzugt verdrehsicher formschlüssig. Ein Schwungring
beziehungsweise eine Riemenscheibe ist bei dieser Ausführungsform mit der
Nabe über das elastische Glied, in vielen Fällen aus Gummi, direkt verbunden.
Die Riemenscheibe kann somit gegenüber der Nabe, in Umfangs- oder
Drehrichtung gesehen, in großen Bereichen verdreht werden.
Das Gleitlager ist mit einer radialen und ggf. einer axialen Lagerfläche
versehen. Neben der guten, radialen Abstützung ergibt sich auch eine exakte
räumliche Zuordnung der einzelnen Teile zueinander. Auch kann hierdurch ein
gesondertes zweites Lager für beispielsweise die axiale Lagerung entfallen.
Um die formschlüssige Verbindung zwischen Gleitlager und Aufnahmeglied zu
erreichen, ist das Gleitlager aus einer Lagerhülse mit innenliegender
Radiallagerfläche gebildet, die auf ihrem Außenmantel in vorbestimmten
gleichmäßigen Abständen auf ihrem Umfang verteilt mit Vorsprüngen versehen
ist.
Darüber hinaus ist es fertigungstechnisch günstig, wenn der Außenmantel der
Lagerhülse leicht konisch ausgebildet ist.
Die Lagerhülse kann mit einem nach innen verlängerten Rand versehen
werden, der als axiale Lagerfläche dient.
Das elastische Aufnahmeglied zwischen der Riemenscheibe und dem
Gleitlager und das elastische Verbindungsglied zwischen der Nabe und der
Riemenscheibe können aus dem gleichen Material oder auch aus
unterschiedlichen Materialien bestehen. Aus fertigungstechnischen Gründen ist
es günstig, wenn das elastische Aufnahmeglied und das elastische
Verbindungsglied zwischen Nabe und Riemenscheibe aus einem integralen
Stück bestehen.
Der Grundgedanke der Erfindung, die Einfügung eines elastischen
Aufnahmeglieds zwischen Riemenscheibe und Gleitlager kann in
verschiedenen konstruktiven Ausgestaltungen der drehelastischen Kupplung
zur Anwendung kommen. Eine Möglichkeit besteht darin, daß die Nabe mit
einem radial abstehenden Lagerkranz versehen ist, auf dem die
Riemenscheibe gelagert ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn Nabe und Kranz ein
integrales Teil bilden und im Längsschnitt zum Beispiel die Form eines Z
aufweisen. Der obere Querbalken des Z ist der Kranz, der die radialen und
axialen Gegenlaufflächen für das Gleitlager bildet.
Eine andere Möglichkeit kann bei Verwendung eines
Torsionsschwingungsdämpfers gegeben sein, wobei die Gegenlaufflächen für
das Gleitlager durch Stützflächen am Torsionsschwingungsdämpfer gebildet
werden. Hierfür kann der Torsionsschwingungsdämpfer mit einer seitlich axial
vorstehenden, die Lagerflächen bildenden Buchse versehen sein.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird ein Verfahren zur
Herstellung der drehelastischen Kupplung vorgeschlagen, bei dem die
Riemenscheibe mit der Nabe und dem Gleitlager über das Verbindungsglied
und das Aufnahmeglied in einem Vulkanisierarbeitsgang zusammengefügt
werden, wobei das Gleitlager zusammen mit der Riemenscheibe in die
Vulkanisierungsform eingelegt wurden. Dieses Herstellungsverfahren ist
äußerst einfach und kostensparend. Der sonst übliche Arbeitsgang des
Einpressens des Gleitlager entfällt. Riemenscheibe und Lager benötigen keine
Paßflächen mehr für den Preßsitz. Es können sogar Entformungsschrägen von
Guß- oder Spritzteilen in Kauf genommen werden.
Bei dem Verfahren, kann die Riemenscheibe mit dem Gleitlager und einer auf
dem Außenmantel der Nabe aufpressbaren Preßbuchse über das
Verbindungsglied in einem Vulkanisierungsarbeitsgang zu einer Einheit
zusammengefügt werden, die danach auf die Nabe aufgepreßt wird.
Anhand dreier Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Kupplung im Längsschnitt,
Fig. 2 in der perspektivischen Ansicht einen Ausschnitt des Gleitlagers,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Gleitlagerhülse und
Fig. 4 eine Kupplung mit einem Torsionsschwingungsdämpfer.
Die im Längsschnitt in der Fig. 1 gezeigte drehelastische Kupplung besteht im
wesentlichen aus der Nabe 1 mit dem Lagerkranz 2, der Riemenscheibe 3 und
dem elastischen Verbindungsglied 4 zwischen Riemenscheibe 3 und Nabe 1.
Zwischen der Riemenscheibe 3 mit elastischem Aufnahmeglied 6 und dem
Lagerkranz 2 ist das Gleitlager 5 angeordnet. Über das elastische
Aufnahmeglied 6 ist das Gleitlager 5 fest mit der Riemenscheibe 3 verbunden.
Das Gleitlager 5 seinerseits ist verdrehsicher am Aufnahmeglied 6 gehalten.
Vorzugsweise wird hier eine formschlüssige Verbindung vorgesehen, die
selbstverständlich je nach Herstellungsverfahren durch einen Klebe-, Einpreß-
oder Vulkanisiervorgang noch unterstützt werden kann. Möglich ist es
selbstverständlich auch die Verbindung allein durch Vulkanisieren oder Kleben
herzustellen.
In der gewählten Ausführungsform sind das elastische Verbindungsglied 4
zwischen Nabe 1 und Riemenscheibe 3 und das elastische Gleitlagerauf
nahmeglied 6 aus einem Stück hergestellt. Dieses ist günstig wenn bei der
Herstellung ein Vulkanisierverfahren angewendet wird. Unter Verwendung einer
Zweikomponentenspritzgießtechnologie können auch unterschiedliche
Compounds vulkanisiert werden.
Nabe 1 und Lagerkranz 2 sind ein integrales Teil. Dieses Teil hat, wie im
Längsschnitt gezeigt, die Form eines Z, wobei im Mittelteil des Z aus
Gewichtsgründen auf dem Umfang verteilt Ausnehmungen 7 vorhanden sind.
Das Gleitlager 5 hat die radiale Lagerfläche 20 und die axiale Lagerfläche 21.
Im vorliegenden Fall ist das Gleitlager 5 aus einer Lagerhülse 11 mit
innenliegender Radiallagerfläche 20 und mit, auf ihrem radialen Außenumfang
12 in gleichmäßigen Abständen verteilten Vorsprüngen 13 versehen (Fig. 2).
Die Lagerhülse 11 hat einen nach innen verlängerten Rand 14, der als axiale
Lagerfläche 21 dient. Der Kranz 2 bildet die radialen und axialen
Gegenlaufflächen für das Gleitlager 5.
In der Fig. 1 ist lediglich der obere Teil der Kupplung gezeigt, da der nicht
gezeigte untere Teil identisch mit dem oberen Teil ist. Die Kupplung wird über
den an der Nabe 1 vorhandenen Flansch 8 an einer nicht näher dargestellten
Welle befestigt, welche um die Achse 9 dreht.
Bei Belastung kann sich die Riemenscheibe 3 gegenüber der Nabe 1 in der
einen oder anderen Richtung verdrehen. Die Abstützung der Riemenscheibe 3
ist durch den Lagerkranz 2 gegeben auf dessen radialer Außenfläche 10 die
Hülse 11 des Gleitlagers 5 verdrehbar aufgesetzt ist.
Aus fertigungstechnischen Gründen ist jedoch das Verbindungsglied 4 in seiner
Öffnung mit der Preßbuchse 15 versehen. Die Preßbuchse 15 ist an das
Verbindungsglied 4 anvulkanisiert. Die Verbindung zwischen dem
Verbindungsglied 4 und der Preßbuchse 15 mit der Nabe 1 wird durch
Aufpressen der Preßbuchse 15 auf die Außenwand 16 der Nabe 1 hergestellt.
In der Fig. 2 ist anhand eines Segments der prinzipielle Aufbau der Lagerhülse
11 des Gleitlagers 5 gezeigt. Der Außenmantel 12 der Hülse 11 ist in
gleichmäßigen Abständen auf seinen Umfang verteilt mit den Vorsprüngen 13
versehen. Diese Vorsprünge 13 dienen zur formschlüssigen Verbindung der
Lagerhülse 11 mit dem elastischen Aufnahmeglied 6 der Riemenscheibe 3. Der
Rand 14 ist nach innen gezogen.
Es ist günstig, wie in der Fig. 3 gezeigt, den Außenmantel 12 der Hülse 11
leicht konisch auszubilden. Die Hülse 11 ist mit dem nach innen verlängerten
Rand 14 versehen, der als Axiallager dient. Die Hülse 11 wird dadurch exakt
auf dem Lagerkranz 2 positioniert.
Die dargestellte Kupplung ermöglicht die Fertigung der Kupplung im
Vulkanisierarbeitsgang. Teure Preßpassungen für die Lagerung entfallen, da
die Fügeflächen zwischen der Riemenscheibe 3 und dem Lager 5 durch die
Gummischicht 6 getrennt sind. Die Gummischicht 6 ist auch gleichzeitig eine
Schallisolierung. Für die Fertigung der Kupplung nach Fig. 1 werden die
Riemenscheibe 3, das Gleitlager 5 und die Preßbuchse 15 in die
Vulkanisierform eingelegt und miteinander zu einer Einheit verbunden. Danach
wird diese Einheit durch Einpressen der Nabe 1 mit letzterer vereint.
In Fig. 4 ist eine andere Verwendungsmöglichkeit für die Kupplung gezeigt, bei
der eine Torsionsschwingungsdämpfer 17 integriert wird. Die Riemenscheibe 3
ist mit einem inneren Ring 18 versehen, der über das elastische
Verbindungsglied 4 mit der Nabe 1 verbunden ist. An die Nabe 1
angeschlossen ist der Torsionsschwingungsdämpfer 17. Letzterer hat eine
seitlich, axial vorstehende Buchse 19, welche die Gegenlagerflächen für das
Gleitlager 5 bildet und zwar radial mit ihrer Mantelfläche 22 und axial mit ihrer
Stirnfläche 23. Das Gleitlager 5 ist von dem Aufnahmeglied 6 an der
Riemenscheibe 3 gehalten. Es hat die Form, wie sie in den Fig. 2 und Fig. 3
gezeigt ist. Verbindungsglied 4 und Aufnahmeglied 5 werden mit der
Riemenscheibe 3, dem Gleitlager 5 und der Nabe 1 -in einem
Vulkanisiervorgang hergestellt. Hierfür sind in der Wand 24 der Riemenscheibe
3 mehrere Durchbrüche 25 vorhanden, durch die das Polymer während des
Vulkanisiervorgangs fließen kann.
In allen Ausführungsformen sind Verbindungsglied 4 und Aufnahmeglied 6
intergral aus einem Stück in einem Vulkanisierungsvorgang hergestellt.
Abwandlungen sind hier natürlich möglich. So können beispielsweise im
Beispiel der Fig. 4 die Glieder 4 und 6 gesondert und auch aus
unterschiedlichen Materialien gespritzt werden. Die Durchbrüche 25 sind dann
nicht vorhanden.
Claims (17)
1. Drehelastische Kupplung zur Dämpfung von Riemenschwingungen und
dergleichen, bei der die Riemenscheibe mit Gleitlager zur radialen und
ggf. axialen Lagerung versehen über ein elastisches Verbindungsglied
mit einer Nabe relativ zueinander verdrehbar verbunden ist, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Riemenscheibe (3) und dem
Gleitlager (5) ein mit Riemenscheibe (3) und Gleitlager (5) verbundenes
elastisches Aufnahmeglied (6) angeordnet ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
elastische Aufnahmeglied (6) mit der Riemenscheibe (3) fest und mit
dem Gleitlager (5) verdrehsicher formschlüssig verbunden ist.
3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gleitlager (5) mit einer radialen und einer axialen Lagerfläche (20 bzw.
21) versehen ist.
4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gleitlager (5) aus einer Lagerhülse (11) mit innenliegender
Radiallagerfläche besteht, die auf ihrem radialen Außenumfang (12) in
gleichmäßigen Abständen verteilt mit Vorsprüngen (13) versehen ist.
5. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Außenmantel (12) der Lagerhülse (11) leicht konisch ausgebildet ist.
6. Kupplung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lagerhülse (11) einen nach innen verlängerten Rand (14) hat, der als
axiale Lagerfläche (21) dient.
7. Kupplung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
elastische Aufnahmeglied (6) zwischen Riemenscheibe (3) und
Gleitlager (5) und das elastische Verbindungsglied (4) zwischen Nabe
(1) und Riemenscheibe (3) aus dem gleichen Material oder aus
unterschiedlichen Materialien bestehen.
8. Kupplung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
elastische Verbindungsglied (4) in seiner Öffnung eine Preßbuchse (15)
hat, die durch Vulkanisation mit dem Verbindungsglied (4) verbunden ist
und die mit Preßsitz auf die Außenwand (16) der Nabe (1) aufgesetzt ist.
9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das elastische Aufnahmeglied (6) und das elastische
Verbindungsglied (4) zwischen Nabe (1) und Riemenscheibe (3) aus
einem integralen Stück bestehen.
10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nabe (1) mit einem radial abstehenden Lagerkranz (2) versehen
ist, auf dem die Riemenscheibe (3) gelagert ist.
11. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß Nabe (1) und Kranz (2) ein integrales Teil sind und im Längsschnitt
die Form eines Z aufweisen.
12. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kranz (2) die radialen und axialen Gegenlaufflächen für das
Gleitlager (5) bildet.
13. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gegenlagerlaufflächen (22, 23) für das Gleitlager (5) durch Teile
eines Torsionsschwingungsdämpfers (17) für eine Kurbelwelle gebildet
sind.
14. Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der
Torsionsschwingungsdämpfers (17) mit einer seitlich axial vorstehenden,
die Gegenlagerfläche (22, 23) bildenden Buchse (19) versehen ist.
15. Kupplung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der
Lagerwerkstoff und das Riemenscheibenmaterial annährend gleiche
Wärmeausdehnungskoeffizienten haben.
16. Verfahren zur Herstellung einer drehelastischen Kupplung nach einem
der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Riemenscheibe (3) mit der Nabe (1) und dem Gleitlager (5) über das
Verbindungsglied (4) und das Aufnahmeglied (6) in einem
Vulkanisierarbeitsgang zusammengefügt werden, wobei das Gleitlager
(5) zusammen mit der Riemenscheibe (3) in die Vulkanisierungsform
eingelegt wurden.
17. Verfahren zur Herstellung einer drehelastischen Kupplung nach einem
der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Riemenscheibe (3) mit dem Gleitlager (5) und einer auf den
Außenmantel der Nabe (1) aufpressbaren Preßbuchse (15) über das
Verbindungsglied (4) und das Aufnahmeglied (6) in einem
Vulkanisierarbeitsgang zu einer Einheit zusammengefügt werden und
danach die Einheit auf die Nabe (1) aufgepreßt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999138461 DE19938461C2 (de) | 1999-08-13 | 1999-08-13 | Drehelastische Kupplung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
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ID=7918329
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- 1999-08-13 DE DE1999138461 patent/DE19938461C2/de not_active Expired - Lifetime
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