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Die Erfindung bezieht sich auf einen drehelastischen Dämpfer oder eine Kupplung mit einem Flansch zum Anschluss an einen Flansch eines weiteren Bauteils, wobei der erstgenannte Flansch Lochöffnungen zur Durchführung jeweils eines Befestigungselements für das Verspannen des erstgenannten Flanschs mit dem Flansch des weiteren Bauteils aufweist.
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Die Erfindung geht von drehelastischen Dämpfern und Kupplungen aus, welche vor allem im Antriebsstrang von Großmotoren zum Einsatz kommen.
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So werden beispielsweise drehelastische Dämpfer und Kupplungen in großen, langsamlaufenden oder mittelschnellen Zwei- und Viertakt-Dieselmotoren sowie Gasmotoren eingesetzt werden, um Torsionsschwingungen im Antriebsstrang zu bekämpfen. Dabei werden Außendurchmesser bis zu drei Metern erreicht. Beispiele für entsprechende Dämpfer und Kupplungen sind unter anderem aus
DE 10 2008 053 632 B3 ,
EP 1 304 500 B1 und
DE 198 39 470 B4 bekannt.
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Derartige Dämpfer und Kupplungen werden üblicherweise für den jeweiligen Einsatzzweck individuell ausgelegt und gefertigt. Anhand der vom Kunden vorgegebenen Randbedingungen erfolgt zunächst eine Berechnung der einzelnen Bauteile des Dämpfers bzw. der Kupplung, woraufhin sich dann die Fertigung anschließt. Im Hinblick auf eine schnelle Reaktion auf eine Kundenbestellung wird mit der Fertigung oftmals gleich nach der Berechnung begonnen. Vor Auslieferung des Dämpfers bzw. der Kupplung wird eine abschließende Drehschwingungsberechnung durchgeführt. Während eines solchen Projekts kommt es zwischen Bestellung und Auslieferung gelegentlich zu geringfügigen Änderungen der vom Kunden vorgegebenen Randbedingungen. Dabei kann es vorkommen, dass im Rahmen der abschließenden Drehschwingungsberechnung festgestellt wird, dass die Schraubverbindungen für den Anschluss des drehelastischen Dämpfers oder der drehelastischen Kupplung an den Flansch des weiteren Bauteils nicht mehr ausreichend dimensioniert sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, hier einfach und kostengünstig Abhilfe zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch einen drehelastischen Dämpfer oder eine Kupplung gemäß Anspruch 1 gelöst. Insbesondere wird ein drehelastischer Dämpfer oder eine Kupplung mit einem Flansch zum Anschluss an einen Flansch eines weiteren Bauteils vorgeschlagen, wobei der erstgenannte Flansch Lochöffnungen zur Durchführung jeweils eines Befestigungselements für das Verspannen des erstgenannten Flanschs mit dem Flansch des weiteren Bauteils aufweist, wobei der erstgenannte Flansch und/oder der Flansch des weiteren Bauteils um die Lochöffnungen lokale Vertiefungen oder eine die Lochöffnungen einschließende umlaufende Vertiefung aufweist, und wobei entweder Scheiben in den lokalen Vertiefungen oder in der umlaufenden Vertiefung angeordnet sind oder ein umlaufender Ring in der umlaufenden Vertiefung angeordnet ist, wobei die Scheiben bzw. der Ring jeweils eine erste Anlageseite zur axialen Anlage gegen den erstgenannten Flansch und eine zweite Anlageseite zur axialen Anlage gegen den Flansch des weiteren Bauteils aufweist, und wobei für zumindest eine der ersten und zweiten Anlageseiten und die korrespondierende Anlagefläche am erstgenannten Flansch oder Flansch des weiteren Bauteils der Reibungskoeffizient μ größer ist als zwischen dem erstgenannten Flansch und dem Flansch des weiteren Bauteils.
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Die erfindungsgemäße Lösung gestattet eine schnelle und kostengünstige Anpassung an sich gegebenenfalls ändernde Randbedingungen ohne Beeinträchtigung einer angestrebten möglichst kurzen Lieferzeit.
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Wird während der abschließenden Drehschwingungsberechnung festgestellt, dass die Schraubenverbindungen für den Anschluss eines weiteren Bauteils nicht mehr ausreichend dimensioniert sind, kann durch die erfindungsgemäße Maßnahme eine schnelle Korrektur erfolgen, ohne dass einzelne Komponenten des drehelastischen Dämpfers bzw. der Kupplung mit großem Aufwand neu hergestellt werden müssten.
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Vielmehr sind lediglich die genannten Vertiefungen anzubringen und entsprechende Scheiben bzw. im Fall einer umlaufenden Vertiefung ein umlaufender Ring einzulegen.
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Durch den erhöhten Reibungskoeffizienten μ kann erreicht werden, dass eine sich bei der Abschlussberechnung zunächst als nicht ausreichend dimensioniert herausstellende Schraubenverbindung größere Kräfte zu übertragen vermag.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass sich die Außenabmessungen des Dämpfers bzw. der Kupplung axial allenfalls geringfügig ändern oder gleich bleiben.
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Die Vertiefungen können prinzipiell entweder an dem erstgenannten Flansch, das heißt am Dämpfer bzw. der Kupplung oder an dem weiteren Bauteil angebracht werden. Zudem ist es möglich, entsprechende Vertiefungen sowohl am Dämpfer bzw. der Kupplung als auch an dem weiteren Bauteil vorzusehen. Bei Dämpfern und Kupplungen für die oben genannten Zwecke ist werkstattseitig oftmals lediglich der Dämpfer oder die Kupplung verfügbar, so dass man in der Regel die Vertiefungen lediglich am Flansch des Dämpfers oder der Kupplung anbringen wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einer ersten Ausführungsvariante sind die Scheiben in die Vertiefungen eines der Flansche eingepresst und der erhöhte Reibungskoeffizient μ an der zum anderen Flansch weisenden Anlageseite der Scheiben vorgesehen. Die Kraftübertragung vom ersten Flansch zu den Scheiben erfolgt über die Lochlaibung der Vertiefung und von den Scheiben zum weiteren Flansch über die Reibpaarung mit erhöhtem Reibungskoeffizient μ. Dies hat den Vorteil, dass die Scheiben nach ihrer Montage in den Vertiefungen nicht mehr herausfallen und verloren gehen können. Über die Lochlaibung lassen sich zudem große Kräfte übertragen. Weiterhin braucht lediglich eine Anlageseite der Scheiben einer reibwerterhöhenden Bearbeitung unterzogen werden.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante weisen der Ring bzw. die Scheiben sowohl an der ersten Anlageseite als auch an der zweiten Anlageseite den erhöhten Reibungskoeffizient μ auf. Die Kraftübertragung vom ersten Flansch zu den Scheiben bzw. zum Ring sowie von diesen zum zweiten Flansch erfolgt hier jeweils über eine Reibpaarung mit erhöhtem Reibungskoeffizient μ, so dass das Einpressen in die jeweilige Vertiefung und der diesbezügliche Fertigungsaufwand hinsichtlich der Genauigkeit entfallen können.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind der Ring bzw. die Scheiben gehärtet und weisen eine gegenüber den Flanschen erhöhte Oberflächenrauhigkeit auf. Dies hat den Vorteil, dass im Wartungsfall nach einer Demontage der Flanschverbindung die Scheiben oder der Ring bei einem erneuten Zusammenbau wieder verwendet werden können, und zwar ohne einen Abfall des Reibungskoeffizienten μ.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung liegt die Oberflächenrauhigkeit an den Anlageseiten mit erhöhtem Reibungskoeffizient μ im Bereich von Rz = 20 bis 100 μm. Eine solche Oberflächenrauhigkeit lässt sich beispielsweise durch Sandstrahlen, Kugelstrahlenstrahlen oder Prägen erzielen. Pyramiden- oder Verzahnungsprofile sind aufgrund der üblichen Zahnhöhen im Hinblick auf eine Wiederverwendung nach einer Demontage in der Regel ungeeignet, da die Gegenflächen zu stark verquetscht werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen der Ring bzw. die Scheiben eine größere Härte als die Flansche auf, wodurch eine Deformation des Rings oder der Scheiben vermieden wird, welche im Wartungsfall eine Wiedermontage beeinträchtigen würde.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Befestigungselemente jeweils einen Kopf auf, der sich an einem der Flansche abstützt. Zwischen der Auflagefläche des Kopfes und der Anlagefläche der zugehörigen Scheibe bzw. des Rings am anderen der Flansche wird ein Druckkegel gebildet, der einen Kegelwinkel α im Bereich von 25 Grad bis 35 Grad aufweist. Dies ermöglicht eine optimale Ausnutzung der Vorspannkraft der Befestigungselemente.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bildet der erstgenannte Flansch an seiner zu dem Flansch des weiteren Bauteils weisenden Seite eine radiale Zentrierfläche zur Zentrierung an dem Flansch des weiteren Bauteils aus.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine Teilschnittansicht eines drehelastischen Dämpfers nach einem ersten Ausführungsbeispiel, welche mit einem Flansch an den Flansch eines weiteren Bauteils angeschlossen ist,
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2 eine Ansicht der Stirnseite des Flanschs des drehelastischen Dämpfers nach 1,
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3 eine Teilschnittansicht eines drehelastischen Dämpfers nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, welche mit einem Flansch an den Flansch eines weiteren Bauteils angeschlossen ist,
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4 eine Ansicht der Stirnseite des Flanschs des drehelastischen Dämpfers nach 3,
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5 eine Teilschnittansicht eines drehelastischen Dämpfers nach einem dritten Ausführungsbeispiel, welche mit einem Flansch an den Flansch eines weiteren Bauteils angeschlossen ist, und in
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6 eine Ansicht der Stirnseite des Flanschs des drehelastischen Dämpfers nach 6.
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Das in den
1 und
2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel zeigt ein Bauteil
10 in Form eines drehelastischen Dämpfers, welcher beispielsweise wie in
DE 10 2008 053 632 B3 ,
EP 1 304 500 B1 oder
DE 198 39 470 B4 beschrieben ausgeführt sein kann. Der Innenaufbau des Dämpfers ist für die im Folgenden beschriebene Erfindung von untergeordneter Bedeutung. Wesentlich ist hingegen das Vorhandensein eines Flanschs
11 zum Anschluss an den Flansch
21 eines weiteren Bauteils
20, welches mit dem erstgenannten Bauteil
10 eine gemeinsame Drehachse A aufweist.
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Das Bauteil 10 kann auch eine Kupplung, beispielsweise eine drehelastische Kupplung oder eine Verlagerungskupplung sein.
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Der erstgenannte Flansch 11 bildet an seiner zu dem Flansch 21 des weiteren Bauteils 20 weisenden Seite 12 eine radiale Zentrierfläche 13 zur Zentrierung an dem Flansch 21 des weiteren Bauteils 20 aus. Der Flansch 21 des weiteren Bauteils 20 weist eine korrespondierende Zentrierfläche 23 auf, die mit der Zentrierfläche 13 des erstgenannten Flanschs 11 zusammenwirkt, um beide Bauteile 10 und 20 in Bezug auf die Drehachse A zueinander zu zentrieren.
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Der erstgenannte Flansch 11 weist weiterhin eine Vielzahl von Lochöffnungen 14 auf, welche auf einem Lochkreis konzentrisch zur Drehachse A mit vorzugsweise gleichem Abstand zueinander angeordnet sind. Am Flansch 21 des weiteren Bauteils 20 befinden sich korrespondierende Lochöffnungen 24, welche mit den Lochöffnungen 14 des erstgenannten Flanschs 11 fluchten. Die Lochöffnungen 14 und 24 dienen der Aufnahme von Befestigungselementen 30, welche sich durch die Lochöffnungen 14 und 24 erstrecken, um die beiden Flansche 11 und 21 axial miteinander zu verspannen.
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Bei dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel sind die Lochöffnungen 24 an dem weiteren Bauteil 20 als Gewindeöffnungen ausgebildet, in die als Gewindebolzen ausgebildete Befestigungselemente 30 eingeschraubt sind. Die Befestigungselemente 30 stützen sich dabei jeweils mit einem Kopf 31 an dem erstgenannten Flansch 11 ab, dessen Lochöffnungen 14 in diesem Fall als Durchgangsöffnungen ohne Gewinde ausgeführt sind. in Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels können die Befestigungselemente 30 auch umgekehrt eingeschraubt werden, wobei dann das Gewinde an den Lochöffnungen 14 des erstgenannten Flanschs 11 vorzusehen ist. Alternativ können die Befestigungselemente 30 mit separaten Muttern verspannt werden.
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Der erstgenannte Flansch 11 bildet an seiner zu dem Flansch 21 des weiteren Bauteils 20 weisenden Seite 12 eine Vielzahl von lokalen Vertiefungen 15 aus, welche jeweils im Bereich der Lochöffnungen 14 angeordnet sind. in bevorzugter Ausführung sind diese rund und konzentrisch zur jeweiligen Lochöffnung 14. Jedoch können diese auch eine andere Form als dargestellt aufweisen.
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In den Vertiefungen 15 ist jeweils eine Scheibe 40 angeordnet, welche ihrerseits eine Lochöffnung 43 für die Durchführung des Befestigungselements 30 aufweist.
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Jede der Scheiben 40 weist eine erste Anlageseite 41 zur axialen Anlage gegen den erstgenannten Flansch 11 und eine zweite Anlageseite 42 zur axialen Anlage gegen den Flansch 21 des weiteren Bauteils 20 auf.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 sind die Scheiben 40 in die Vertiefungen 15 des erstgenannten Flanschs 11 eingepresst, so dass die Kraftübertragung zwischen dem erstgenannten Flansch 11 und den Scheiben 40 über den Außenumfang 44 der Scheiben 40 erfolgt.
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Im zusammengebauten Zustand der Flansche 11 und 21 liegt zweite Anlageseite 42 gegen eine korrespondierende Anlagefläche 26 des Flanschs 21 des weiteren Bauteils 20 axial an. Die erste Anlageseite 41 liegt in 1 ebenfalls gegen eine korrespondierende Anlagefläche 16 innerhalb der zugehörigen Vertiefung 15 des erstgenannten Flanschs 11 an, kann jedoch gegebenenfalls auch etwas von dieser beabstandet sein.
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Die Kraftübertragung vom erstgenannten Flansch 11 zu dem weiteren Flansch 21 erfolgt über Lochlaibung, das heißt über den Außenumfang 44 zur Scheibe 40 und von dieser über das Flächenpaar 42/26 zu dem weiteren Flansch 21. Da die Scheiben 40 bevorzugt über die Vertiefungen 15 hinausragen, ist die zu dem Flansch 21 des weiteren Bauteils 20 weisende Seite 12 des erstgenannten Flanschs 11 durch einen Spalt axial von dem weiteren Flansch 21 beabstandet, wobei das Maß des Spalts auch gegen Null gehen darf.
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Erfindungsgemäß weist das Flächenpaar an der zweiten Anlageseite 42 und der korrespondierenden Anlagefläche 26 am Flansch 21 des weiteren Bauteils 20 einen Reibungskoeffizient μ auf, der größer ist als zwischen einer unmittelbaren Paarung des erstgenannten Flanschs 11 und des weiteren Flanschs 21 oder einer Paarung der korrespondierenden Anlageflächen 16 und 26 der Flansche 11 und 21.
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Hierdurch wird ohne eine Veränderung der Befestigungselemente 30 oder der Lochöffnungen 14 eine Steigerung des Kraftübertragungsvermögens der Flanschverbindung erzielt, die sich insbesondere bei Flanschen mit großen Durchmessern ohne großen Aufwand kostengünstig am bereits fertiggestellten Flansch 11 verwirklichen lässt.
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Im Hinblick auf ein hohes Kraftübertragungsvermögen sowie eine gute Ausnutzung der Vorspannkraft der Befestigungselemente 30 ist der Durchmesser der Scheiben 40 derart auf die Auflagefläche des Kopfes 31 des jeweiligen Befestigungselements 30 abgestimmt, dass zwischen der Auflagefläche des Kopfes 31 und der Anlagefläche 42 der zugehörigen Scheibe 40 am anderen Flansch 21 ein Druckkegel gebildet wird, der einen Kegelwinkel α im Bereich von 25 Grad bis 35 Grad aufweist.
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Weiterhin sind die Scheiben 40 gehärtet und weisen an den für die Kraftübertragung relevanten Anlageseiten eine gegenüber den Flanschen 11 und 21 erhöhte Oberflächenrauhigkeit auf. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel weist die zweite Anlageseite 42 mit erhöhtem Reibungskoeffizient μ eine Oberflächenrauhigkeit mit einem Rz-Wert (vgl. DIN 4768) im Bereich von 20 bis 100 μm auf. Die weiteren Flächen der Scheibe 40 können eine geringere Oberflächenrauhigkeit aufweisen. Ferner weisen die Scheiben 40 eine größere Härte als die Flansche 11 und 21 auf. Die reibwerterhöhten Anlageseiten 42 der Scheiben 40 können beispielsweise durch Sandstrahlen, Kugelstrahlen oder Prägen erzeugt werden, wobei das hieraus resultierende Mikrorelief der Oberfläche durch anschließendes Härten fixiert wird. Jedoch sind auch andere Fertigungsverfahren zur Erzeugung einer Erhöhung des Reibungskoeffizienten μ und insbesondere der Oberflächenrauhigkeit an den Scheiben 40 einsetzbar.
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Bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel sind die Vertiefungen 15 an dem erstgenannten Flansch 11, das heißt am drehelastischen Dämpfer bzw. an der Kupplung 10 angebracht. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn aufgrund der Abmessungen lediglich der Dämpfer bzw. die Kupplung 10 werkstattseitig vorliegt. In Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels können die Vertiefungen jedoch auch an dem weiteren Flansch 21 vorgesehen werden, wobei dann die Scheiben 40 in die Vertiefungen des weiteren Flanschs 21 eingepresst werden. Ferner ist es möglich, an beiden Flanschen 11 und 21 Vertiefungen mit eingepressten Scheiben 40 vorzusehen.
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Die 3 und 4 zeigen anhand eines zweiten Ausführungsbeispiels eine weitere Abwandlung des vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiels, so dass nachfolgend lediglich auf die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel eingegangen und im Übrigen auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen wird. Gleiche Elemente sind dementsprechend mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel erfolgt die Kraftübertragung zwischen der Scheibe 40' und beiden Flanschen 11 und 21 über Flächenpaarungen mit erhöhtem Reibungskoeffizient μ.
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Jede der Scheiben 40 weist eine erste Anlageseite 41' zur axialen Anlage gegen den erstgenannten Flansch 11 und eine zweite Anlageseite 42' zur axialen Anlage gegen den Flansch 21 des weiteren Bauteils 20 auf. Im zusammengebauten Zustand der Flansche 11 und 21 liegt die erste Anlageseite 41' gegen eine korrespondierende Anlagefläche 16 innerhalb der zugehörigen Vertiefung 15 des erstgenannten Flanschs 11 und die zweite Anlageseite 42' gegen eine korrespondierende Anlagefläche 26 des Flanschs 21 des weiteren Bauteils 20 axial an, so dass der Kraftfluss zwischen den Flanschen 11 und 21 über die Flächenpaare 41'/16 und 42'/26 verläuft. Da die Scheiben 40' über die Vertiefungen 15 vorzugsweise etwas hinausragen, ist die zu dem Flansch 21 des weiteren Bauteils 20 weisenden Seite 12 des erstgenannten Flanschs 11 durch einen Spalt axial von dem weiteren Flansch 21 beabstandet. Das Maß des Spalts kann auch hier gegen Null gehen. Die Scheiben 40' sind jeweils mit einer Spielpassung in die Vertiefungen 15 eingesetzt und können gegen Herausfallen mittels Verklebung gesichert sein.
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In Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels können in die Vertiefungen alternativ auch an dem weiteren Flansch 21 vorgesehen sein. Ferner ist es möglich, an beiden Flanschen 11 und 21 korrespondierende Vertiefungen vorzusehen, welche jeweils gemeinsam eine Scheibe 40' aufnehmen. Dies kann beispielsweise dann interessant sein, wenn die Wanddicke des erstgenannten Flanschs 11 nicht zu stark reduziert werden soll.
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Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Scheiben 40' gehärtet und weisen an den für die Kraftübertragung relevanten Anlageflächen, nämlich sowohl an der ersten Anlageseite 41' als auch an der zweiten Anlageseite 42' eine gegenüber den Flanschen 11 und 21 erhöhte Oberflächenrauhigkeit auf, wobei geeignete Rz-Werte im Bereich von 20 bis 100 μm liegen. Die Scheiben 40' des zweiten Ausführungsbeispiels werden daher beidseitig einer die Oberflächenrauhigkeit erhöhenden Bearbeitung unterzogen.
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Die 5 und 6 zeigen anhand eines dritten Ausführungsbeispiels eine weitere Abwandlung der vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele. Wie bereits eingangs ausgeführt, ist der Innenaufbau des drehelastischen Dämpfers bzw. der Kupplung für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung. Wesentlich ist hingegen das Vorhandensein eines Flanschs 111 am Dämpfer oder der Kupplung 110 zum Anschluss an den Flansch 121 eines weiteren Bauteils 120, welches mit dem erstgenannten Bauteil 110 eine gemeinsame Drehachse A aufweist.
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Der erstgenannte Flansch 111 weist an seiner zu dem weiteren Flansch 121 weisenden Seite 112 eine radiale Zentrierfläche 113 zur Zentrierung an dem Flansch 121 des weiteren Bauteils 120 aus. Der Flansch 121 des weiteren Bauteils 120 weist eine korrespondierende Zentrierfläche 123 auf, die mit der Zentrierfläche 113 des erstgenannten Flanschs 111 zusammenwirkt, um beide Bauteile 110 und 120 in Bezug auf die Drehachse A zueinander zu zentrieren.
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Der erstgenannte Flansch 111 weist wiederum eine Vielzahl von Lochöffnungen 114 auf, welche auf einem Lochkreis konzentrisch zur Drehachse A mit vorzugsweise gleichem Abstand zueinander angeordnet sind. Am Flansch 121 des weiteren Bauteils 120 befinden sich korrespondierende Lochöffnungen 124, die mit den Lochöffnungen 114 des erstgenannten Flanschs 111 fluchten. Die Lochöffnungen 114 und 124 dienen der Aufnahme von Befestigungselementen 130, die sich hindurch die Lochöffnungen 114 und 124 erstrecken, um die beiden Flansche 111 und 121 axial miteinander zu verspannen. Die Befestigungselemente 130 sind in die Lochöffnungen 124 an dem weiteren Bauteil 120 eingeschraubt. Jedoch ist auch eine Abwandlung der Anbringung der Befestigungselemente 130 wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben möglich.
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Der erstgenannte Flansch 111 bildet an seiner zu dem Flansch 121 des weiteren Bauteils 120 weisenden Seite 112 eine einzige umlaufende Vertiefung 115 aus, welche sich über die Lochöffnungen 114 erstreckt. In der umlaufenden Vertiefung 115 können Scheiben 40 wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben jeweils den Lochöffnungen 114 zugeordnet angeordnet sein.
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Wie 6 entnommen werden kann, ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel jedoch ein umlaufender Ring 140 in die umlaufende Vertiefung 115 eingesetzt, der den Lochöffnungen 114 und 124 zugeordnete Lochöffnungen 143 für die Durchführung der Befestigungselemente 130 aufweist.
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Der Ring 140 weist eine erste Anlageseite 141 zur axialen Anlage gegen den erstgenannten Flansch 111 und eine zweite Anlageseite 142 zur axialen Anlage gegen den Flansch 121 des weiteren Bauteils 120 auf.
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Im zusammengebauten Zustand der Flansche 111 und 121 liegt die erste Anlageseite 141 gegen eine korrespondierende Anlagefläche 116 innerhalb der umlaufenden Vertiefung 115 des erstgenannten Flanschs 111 und die zweite Anlageseite 142 gegen eine korrespondierende Anlagefläche 126 des Flanschs 121 des weiteren Bauteils 120 axial an, so dass der Kraftfluss zwischen den Flanschen 111 und 121 über die Flächenpaare 141/116 und 142/126 verläuft. Da der Ring 140 axial über die umlaufende Vertiefung 115 vorzugsweise etwas hinausragt, ist die zu dem Flansch 121 des weiteren Bauteils 120 weisenden Seite 112 des erstgenannten Flanschs 111 durch einen Spalt axial von dem Flansch 121 beabstandet. Der Spalt darf auch hier gegen Null gehen. Der umlaufende Ring 140 ist mit einer Spielpassung in die umlaufende Vertiefung 115 eingesetzt und gegebenenfalls durch Verkleben gegen Herausfallen gesichert.
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In Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels kann die umlaufende Vertiefung 115 alternativ auch an dem weiteren Flansch 121 vorgesehen sein. Ferner ist es möglich, an beiden Flanschen 111 und 121 korrespondierende umlaufende Vertiefungen vorzusehen, welche jeweils gemeinsam den Ring 140 aufnehmen.
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Hierdurch wird eine Steigerung des Kraftübertragungsvermögens der Flanschverbindung erzielt, die sich insbesondere bei Flanschen mit großen Durchmessern ohne großen Aufwand kostengünstig am bereits fertiggestellten Flansch 111 verwirklichen lässt.
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Im Hinblick auf ein hohes Kraftübertragungsvermögen sowie eine gute Ausnutzung der Vorspannkraft der Befestigungselemente 130 ist die radiale Weite des Rings 140 derart auf die Auflagefläche des Kopfs 131 des jeweiligen Befestigungselements 130 abgestimmt, dass zwischen der Auflagefläche des Kopfes 131 und der radialen Weite der zweiten Anlagefläche 142 am anderen Flansch 121 ein Druckkegel gebildet wird, der einen Kegelwinkel α im Bereich von 25 Grad bis 35 Grad aufweist.
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Der Ring 140 ist wiederum gehärtet und weist an den für die Kraftübertragung relevanten Anlageflächen 141 und 142 eine gegenüber den Flanschen 111 und 121 erhöhte Oberflächenrauhigkeit auf, wobei Rz-Werte gemäß DIN 4768 im Bereich von 20 bis 100 μm vorgesehen sind. Die Ring 140 ist beidseitig einer die Oberflächenrauhigkeit erhöhenden Bearbeitung unterzogen. Die reibwerterhöhten Anlageseiten 141 und 142 des Rings 140 können beispielsweise durch Sandstrahlen, Kugelstrahlen oder Prägen erzeugt werden, wobei das hieraus resultierende Mikrorelief der Oberfläche durch anschließendes Härten fixiert wird. Jedoch sind auch andere Fertigungsverfahren zur Erzeugung einer Erhöhung des Reibungskoeffizienten μ und insbesondere der Oberflächenrauhigkeit an dem Ring 140 einsetzbar. Der Ring 140 weist ferner eine größere Härte als die Flansche 111 und 121 auf.
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Die vorstehend erläuterten drehelastischen Dämpfer und Kupplungen ermöglichen eine schnelle und kostengünstige Anpassung, wenn sich nach der Fertigung des Dämpfers oder der Kupplung bei einer abschließenden Drehschwingungsberechnung aufgrund geringfügig geänderter Randbedingungen herausstellen sollte, dass die ursprüngliche Auslegung der Schraubenverbindungen am Flansch nicht mehr ausreichend ist. Diese Vorgehensweise ermöglicht die Einhaltung kurzer Lieferzeiten ab Auftragserteilung und vermeidet die Neuherstellung einzelner Komponenten des Dämpfers bzw. der Kupplung.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen drehelastischen Dämpfer und Kupplungen besteht darin, dass sich die Außenabmessungen axial allenfalls geringfügig ändern oder gleich bleiben.
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Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen und weiteren Abwandlungen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Vielmehr können technische Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele und Abwandlungen auch dann miteinander kombiniert werden, wenn dies nicht ausdrücklich beschrieben ist, solange dies technisch möglich. Die Erfindung umfasst insbesondere alle durch die Ansprüche definierten Ausgestaltungen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008053632 B3 [0003, 0028]
- EP 1304500 B1 [0003, 0028]
- DE 19839470 B4 [0003, 0028]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 4768 [0042]
- DIN 4768 [0059]
