DE202006019367U1

DE202006019367U1 - Schwungring für einen Drehschwingungsdämpfer

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Publication number: DE202006019367U1
Application number: DE202006019367U
Authority: DE
Original assignee: Trelleborg Automotive Technical Centre GmbH; AGLA SpA
Current assignee: Agla SpA It; Trelleborg Automotive Germany GmbH
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2016-12-23

Abstract

Schwungring (10) für einen Drehschwingungsdämpfer (20), der eine Nabe (12), einen Schwungring (10) und einem zwischen Nabe (12) und Schwungring (10) eingebrachten Federkörper (11) aus einem elastomeren Material aufweist, wobei an einem Außenumfang des Schwungrings (10) ein Profil (13) für einen Keilriemen eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwungring (10) aus einem zylinderförmigen Metallblechkörper besteht, der eine innere Lage (17) und eine hierauf an einer Faltkante (15) gefaltete äußere Lage (16) aufweist, und dass das Profil (13) durch Umformung in die äußere Lage (16) eingebracht ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwungring für einen Drehschwingungsdämpfer, der eine Nabe, einen Schwungring und einem zwischen Nabe und Schwungring eingebrachten Federkörper aus einem elastomeren Material aufweist, wobei an dem Außenumfang des Schwungrings ist ein Profil für einen Keilriemen eingebracht.
Drehschwingungsdämpfer werden auch als rotatorische Tilger bezeichnet. Sie werden vorzugsweise an Kurbelwellen von Kraftfahrzeugmotoren eingesetzt. Durch die zeitlich ungleichmäßige Drehmomententwicklung im Motor und die Dreheigenresonanz der Kurbelwelle entstehen Schwingungen. Diese Schwingungen werden von dem Drehschwingungsdämpfer reduziert, bevor das Drehmoment über einen an der Riemenauflagefläche anliegenden Riemen an weitere Aggregate, wie beispielsweise eine Lichtmaschine, weitergegeben wird.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Drehschwingungsdämpfer sowie Verfahren zu deren Herstellung bekannt.
Schwungringe für Drehschwingungsdämpfer werden herkömmlicherweise aus einem ringförmigen Rohling durch Drehen oder Fräsen gewonnen. Bei diesen Bearbeitungsschritten fällt eine wesentliche Menge Materialabfall an. Aus der DE 44 08 472 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines profilierten Schwungringes für einen Drehschwingungsdämpfer bekannt, bei dem in einen ringförmigen Rohling aus Metall durch Kaltverformung in die Außen- und Innenumfangsfläche jeweils ein Profil eingepresst wird. Die Formgebung erfolgt dabei stufenweise fortschreitend durch drei Paare sich jeweils radial gegenüberliegender Walzen. Die Herstellung eines derartigen Schwungringes ist aufgrund der Umformung des dickwandigen Rohlings relativ aufwendig.
Vor diesem Hintergrund ergibt sich die Aufgabe, einen Schwungring der eingangs genannten Art vorzuschlagen, der auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Schwungring der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass der Schwungring aus einem zylinderförmigen Metallblechkörper besteht, der eine innere und eine hierauf an einer Faltkante gefaltete äußere Lage aufweist, und dass das Profil durch Umformung in die äußere Lage eingebracht ist.
Der erfindungsgemäße Schwungring kann in einfacher Weise durch Umformung des Metallblechkörpers hergestellt werden, wobei keine Metallabfälle anfallen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteilhaft sind die äußere Lage und die innere Lage an einem Basisabschnitt im Bereich der Faltkante miteinander verbunden.
In vorteilhafter Ausgestaltung liegen die beiden Lagen mit ihren einander zugewandten Flächen aneinander an und stützen sich gegenseitig ab. Dies bewirkt eine hohe Stabilität des Schwungrings.
Vorteilhaft steht die äußere Lage in Axialrichtung gegenüber der inneren Lage auf der Seite der freien Enden in Axialrichtung vor, was eine vereinfachte Produktion gestattet.
Vorteilhaft ist es dabei, dass das freie Ende der äußeren Lage zu einer Mittelachse hin eine Schräge aufweist. Damit kann die Produktion des Schwungrings weiter vereinfacht werden, insbesondere, da die Walzen zum Einprägen des Profils freier gestaltet werden können.
Vorteilhafterweise ist das Profil beidseitig von Führungsanschlägen begrenzt. Dadurch ist es möglich, einen etwa in das Profil eingepassten Riemen oder Keilriemen auf einfache Art und Weise genauer zu führen.
In die innere Umfangsfläche des Schwungrings ist vorteilhaft eine Befestigungskontur eingebracht. Damit ist es auf besonders einfache Art und Weise möglich, den Sitz der Elastomerfeder zu verbessern.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Profil als Poly-V-Profil ausgebildet.
Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin einen Drehschwingungsdämpfer mit einer Nabe, einem Schwungring und einem zwischen Nabe und Schwungring eingeschossenen Federkörper aus einem elastomeren Material, wobei ein erfindungsgemäßer Schwungring zum Einsatz kommt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Federkörper zwischen Nabe und Schwungring eingeschossen. Dies hat den Vorteil, dass bei der Herstellung des Drehschwingungsdämpfers auf aufwendige Klebe- und Vulkanisationsvorgänge verzichtet werden kann, was die Herstellung vereinfacht und kostengünstiger macht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind. Es zeigen:
1 einen Vertikalschnitt durch einen Drehschwingungsdämpfer mit einem erfindungsgemäßen Schwungring
2 eine vergrößerte Darstellung des Details X aus 1
3 einen Vertikalschnitt durch einen Metallblechkörper zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schwungringes
4 einen Querschnitt durch eine Walzeneinheit bei einem ersten Arbeitsschritt zum Herstellen eines Schwungrings für einen Drehschwingungsdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 eine Ansicht wie in 4 eines zweiten Arbeitschritts;
6 eine Ansicht wie in 4 eines dritten Arbeitsschritts;
7 eine Ansicht wie in 4 eines vierten Arbeitsschritts;
8 eine Ansicht wie in 4 eines fünften Arbeitsschritts;
9 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schwungring.
Der in 1 gezeigte Drehschwingungsdämpfer 20 weist einen Schwungring 10, eine Nabe 12 und einen zwischen dem Schwungrad 10 und der Nabe 12 eingebrachten Federkörper 11 aus einem elastomeren Material auf. Der Schwungring 10, die Nabe 12 und der Federkörper 11 sind im Wesentlichen rotationssymmetrische Bauteile, die koaxial zueinander angeordnet sind.
Der Schwungring 10 weist auf seiner Außenumfangsfläche ein Poly-V-Profil 13 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Keilriemens auf. In dieser Ausführungsform weist das Poly-V-Profil 13 sechs Vertiefungen auf, die sich in Umfangsrichtung umlaufend an der Außenfläche des Schwungrings 10 erstrecken. Zahl, Größe und Form der Vertiefungen können, je nach dem beabsichtigten Einsatzzweck, variiert werden.
Wie das Detail X verdeutlicht, das in 2 in vergrößerter Darstellung gezeigt ist, weist der Schwungring 10 durch seine Herstellung eine Faltkante 15 auf, in deren Bereich an einem Basisabschnitt 22 eine äußere Lage 16 und eine innere Lage 17 einstückig miteinander verbunden sind. Die Lagen 16, 17 erstrecken sich von dem Basisabschnitt 22 in axialer Richtung auf freie Enden 18, 19 zu. Das Poly-V-Profil 13 ist in die äußere Lage 16 eingeformt und erstreckt sich in Axialrichtung zwischen dem Basisabschnitt 22 und dem äußeren freien Ende 18
An der Innenumfangsfläche 10a des Schwungrings sowie an der Außenumfangsfläche 12a der Nabe Befestigungskonturen 21 eingearbeitet, die den Festsitz des Federkörpers 11 verbessern.
In Axialrichtung ist das Poly-V-Profil 13 beidseits durch Führungsanschläge 23 begrenzt. Aufgrund der Führungsanschläge 23 ist es einerseits möglich, dass ein in das Poly-V-Profil 13 eingreifender Keilriemen (nicht gezeigt) zusätzlich in Axialrichtung festgelegt wird und dass er nicht aus dem Schwungring hervorsteht.
Die beiden Lagen 16 und 17 haben einander zugewandte Flächen 16a und 17a, die im Wesentlichen aneinander anliegen und sich gegenseitig abstützen. Nur im Bereich der Faltkante 15 findet sich ein Hohlraum 26, der sich in Umfangsrichtung umlaufend erstreckt. Je nach Formgebung des Schwungrings 10 können Form und Querschnitt des Hohlraums 26 variieren. Er wirkt somit auch als Volumenpuffer.
An dem äußeren freien Ende 18 der äußeren Lage 16 des Schwungrings 10 ist eine endseitige Schräge 25 ausgeformt.
Nachfolgend wird die Herstellung des Schwungringes 10 unter Bezugnahme auf die 3 bis 8 näher beschrieben.
Zur Herstellung des Schwungrings 10 wird der in 3 dargestellte zylinderförmige Metallblechkörper 40 verwendet der durch Tiefziehen aus einem Me tallblech hergestellt wird. Der Metallblechkörper 40 der aus Stahlblech besteht, weist eine zylindrischen Abschnitt 117a und eine hiervon radial abragenden Flanschabschnitt 116 auf, der endseitig abgewinkelt ist.
Wie in den 4 bis 8 gezeigt, wird der Metallblechkörper 40 mittels eine Walzeneinheit 30 zu dem in 9 gezeigten Schwungring 10 umgeformt.
Die Walzeneinheit 30 weist gemäß 4 einen Werkzeugabschnitt 31 auf, der Formelemente 32, 33, 34, 35 umfasst.
Der Metallblechkörper 40 wird in den Werkzeugabschnitt 31 eingesetzt und von diesem festgehalten. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Formelemente 32 und 33 von den axialen Endseiten des zylindrischen Abschnitts 117 her in die zentrale Öffnung 24 des Metallblechkörpers 40 eingeführt werden.
Der Werkzeugabschnitt 31 weist Formöffnungen 42, 43 auf, die im weiterem Verlauf der Metallumformung mit Material gefüllt werden und formgebend wirken.
In einem ersten Arbeitsschritt, der in 5 gezeigt ist, wird der Metallblechkörper 40 durch eine erste Formwalze 36 so verformt, dass der Flanschabschnitt 116 im Radialquerschnitt parallel zu dem zylindrischen Abschnitt 117 verläuft.
In einem zweiten Arbeitsschritt gemäß 6 werden der Flanschabschnitt 116 und der zylindrische Abschnitt 117 so aufeinander zugedrückt, dass die von den Abschnitten gebildeten aneinander zugewandten Flächen aneinander anliegen und sich aneinander abstützen und so die äußere Lage 16 und die innere Lage 17 bilden.
Die dazu verwendete zweite Formwalze 37 ist so ausgebildet, dass sie den Basisabschnitt 22 im Vergleich zu den weiteren Abschnitten in Radialrichtung dicker ausgestaltet, und dass sie das Erstellen der Poly-V-Profils 13 durch Einbringen eines Rohprofilabschnittes 28 vorbereitet. Der Rohprofilabschnitt weist dabei die Führungsanschläge 23 auf. In diesem Produktionsschritt bildet sich ebenso der Hohlraum 26 im Bereich der Faltkante 15 aus.
Weiterhin wird in diesem Arbeitsschritt das Metall des Metallblechkörpers 40 in die Formöffnung 42 gedrückt, so dass eine Befestigungskontur 21 an der inneren Umfangsfläche 10a des Schwungrings 10 ausgebildet wird.
Wie in 7 gezeigt, findet eine dritte Formwalze 38 in einem dritten Arbeitsschritt Verwendung. Die dritte Formwalze 38 bringt in den Rohprofilabschnitt 28 ein Poly-V-Profil 13 ein.
In einem vierten Arbeitsschritt, der in 8 gezeigt ist, wird das Poly-V-Profil 13 mittels einer vierten Formwalze 39 in seine endgültige Form gebracht. Das Formelement 321 formt dabei die endseitige Schräge 25 in den Schwungring 10 ein. Durch die Schräge 25 wird in diesem Arbeitsschritt eine korrekte Ausrichtung des Schwungrings 10 in der Walzeneinheit 30 sichergestellt.
Abschließend wird der Überstand 29, der sich bei der Verarbeitung ergeben hat, entfernt.
Ein Vertikalschnitt durch den fertigen Schwungring 10 ist in 9 gezeigt.
Der Drehschwingungsdämpfer 20 kann nun auf verschiedene Arten aus dem Schwungring 10, der Nabe 12 und dem Federkörper 11 aufgebaut werden, von denen hier nur zwei beispielsweise aufgeführt werden sollen.
Bei einem ersten Verfahren zur Herstellung des Drehschwingungsdämpfers 20 werden die Nabe 12 und der Schwungring 10 konzentrisch zueinander angeordnet. Im Anschluss daran wird der Federkörper 11 zwischen den Schwungring 10 und die Nabe 12 eingeschossen. Der Federkörper 11 kann zum besseren Festsitzen mit einer Klebeschicht versehen sein, die den Federkörper 11 stoffschlüssig mit dem Schwungring 10 und der Nabe 12 verbindet.
Bei einem zweiten Verfahren zur Herstellung des Drehschwingungsdämpfers 20 werden Nabe 12 und Schwungring 10 konzentrisch zueinander angeordnet und dazwischen ein Elastomer eingespritzt, das den Federkörper 11 bildet. Anschließend wird das Elastomer ausvulkanisiert.
Der Aufbau des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers 20 mit dem vorstehend beschriebenen Schwungring 10 bietet mehrere Vorteile.
Zunächst ist aufgrund der spanlosen Umformung des Metallblechkörpers 40 zu dem Schwungring 10 eine kostengünstige Fertigung möglich, da das Ausgangsmaterial effizienter genutzt wird, als bei einer spanenden Verarbeitung.
Weiter wird das Metall des Schwungrings 10 durch den Faltvorgang im Bereich der Faltkante 15 und die gegenseitige Abstützung der Metallagen verhärtet, was die Stabilität des Schwungsrings 10 verbessert. Hinzu kommt, dass der verwendete Umformungsprozess leicht zu beherrschen ist, was eine kostengünstige Herstellung sicherstellt.
Diese Vorteile bleiben auch bei Verwendung unterschiedlicher Herstellungsverfahren für den Drehschwingungsdämpfer 20 erhalten.

10: Schwungring
10a: Innere Umfangsfläche (Schwungring)
11: Federkörper
12: Nabe
12a: Äußere Umfangsfläche (Nabe)
13: Poly-V-Profil
15: Faltkante
16: Äußere Lage
16a: Auflagefläche
17: Innere Lage
17a: Auflagefläche
18: Äußeres freies Ende
19: Inneres freies Ende
20: Drehschwingungsdämpfer
21: Befestigungskontur
22: Basisabschnitt
23: Führungsanschlag
24: Axiale Öffnung
25: Endseitige Schräge
26: Hohlraum
28: Rohprofilabschnitt
29: Überstand
30: Walzeneinheit
31: Werkzeugabschnitt
32: Formelement
321: Formelement
33: Formelement
34: Formelement
35: Formelement
36: Erste Formwalze
37: Zweite Formwalze
38: Dritte Formwalze
39: Vierte Formwalze
40: Metallblechkörper
42: Formöffnung
43: Formöffnung
116: Flanschabschnitt
116a: Innenumfangsfläche (Flanschabschnitt)
117: Zylindrischer Abschnitt
117a: Außenumfangsfläche (Zylindrischer Abschnitt)

Claims

Schwungring (10) für einen Drehschwingungsdämpfer (20), der eine Nabe (12), einen Schwungring (10) und einem zwischen Nabe (12) und Schwungring (10) eingebrachten Federkörper (11) aus einem elastomeren Material aufweist, wobei an einem Außenumfang des Schwungrings (10) ein Profil (13) für einen Keilriemen eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwungring (10) aus einem zylinderförmigen Metallblechkörper besteht, der eine innere Lage (17) und eine hierauf an einer Faltkante (15) gefaltete äußere Lage (16) aufweist, und dass das Profil (13) durch Umformung in die äußere Lage (16) eingebracht ist.
Schwungring (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Lage (16) und die innere Lage (17) an einem Basisabschnitt (22) im Bereich der Faltkante (15) miteinander verbunden sind.
Schwungring (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagen (16, 17) mit ihren einander zugewandten Flächen (16a, 17a) aneinander anliegen und sich gegenseitig abstützen.
Schwungring (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Lage (16) in Axialrichtung gegenüber der inneren Lage (17) auf der Seite der freien Enden in Axialrichtung vorsteht.
Schwungring (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (18) der äußeren Lage (16) zu einer Mittelachse (A) hin eine Schräge (25) aufweist.
Schwungring (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (13) beidseitig von Führungen (23) begrenzt ist.
Schwungring (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in eine innere Umfangsfläche (10a) des Schwungrings (10) eine Befestigungskontur (21) eingebracht ist.
Schwungring (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (13) ein Poly-V-Profil aufweist.
Drehschwingungsdämpfer (20) mit einer Nabe (12), einem Schwungring (10) und einem zwischen Nabe (12) und Schwungring (10) eingebrachten Federkörper (11) aus einem elastomeren Material, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwungring (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Drehschwingungsdämpfer (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkörper (11) zwischen Nabe (12) und Schwungring (10) eingeschossen ist.