DE3232999A1

DE3232999A1 - Verfahren und vorrichtung zum zusammenbauen von drehschwingungsdaempfern bzw. drehelastischen kupplungen

Info

Publication number: DE3232999A1
Application number: DE19823232999
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 5020 Salzburg Pfeifer
Original assignee: Dr Ing Geislinger und Co Schwingungstechnik GmbH
Current assignee: Dr Ing Geislinger und Co Schwingungstechnik GmbH
Priority date: 1981-10-12
Filing date: 1982-09-04
Publication date: 1983-04-28
Also published as: JPS6252172B2; AT374573B; ATA436581A; DE3232999C2; JPS5872748A; GB2110338B; US4464822A; GB2110338A

Description

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Dr. Ing. Geislinger & Co. Schwingungstechnik Gesellschaft m.b.H., Salzburg (Österreich}

Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenbauen von Drehschwingungsdämpfern bzw. drehlastischen Kupplungen

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Zusammenbauen von Drehschwingungsdämpfern bzw. drehelastischen Kupplungen mit radialen, durch einen äußeren Spannring zwischen Zwischenstücken festgeklemmten Federelementen für die Drehmomentenübertragung, welcher Spannring beim Einbau der Zwischenstücke und Federelemente elastisch aufgeweitet wird, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.

Das Kernstück dieser in verschiedensten Ausführungsformen bekannten und sich bestens bewährenden Dämpfer bzw. Kupplungen ist der Mittelteil, der im wesentlichen aus radialen Federelementen, beispielsweise Blattfedern, Federpaketen od. dgl., den diese Federelemente im Bereich ihrer äußeren Enden zwischen sich aufnehmenden Zwischenstücken und den Zwischenstücke und Federelemente zusammenhaltenden Spannring besteht. Da dieser Spannring, um für die notwendige Klemmkraft für die Federelemente sorgen

zu können, einer entsprechenden Tangentialspannung unterworfen werden muß,macht auch der Zusammenbau dieses Mittelteils die meisten Schwierigkeiten, das anschließende Fertigstellen des Dämpfers oder der Kupplung, wozu der Mittelteil ja lediglich auf den für den Eingriff der freien Enden der Federelemente genuteten Innenteil des Dämpfers bzw. der Kupplung aufgeschoben und über durch einen Deckelteil und die Zwischenstücke hindurchgeführte Schraubenbolzen an den Außenteil des Dämpfers bzw. der Kupplung befestigt zu werden braucht, bleibt hingegen vollkommen problemlos. Um nun bisher den Mittelteil montieren und dabei die gewünschte Tangentialspannung im Spannring erreichen zu können, ist dem Spannring ein Hilfsring zugeordnet, wobei im unmontierten Zustand der Spannring einen gegenüber dem Außandurchmesser des Hilfsringes kleineren Innendurchmesser aufweist und die Berührungsflächen von Hilfsring und Spannring konisch verlaufen. Durch Aufdrücken des Spannringes auf den die Zwischenstücke und Federelemente umgebenden Hilfsring mittels einer entsprechenden Presse kommt es bei der Montage zu einer die gewünschte Tangentialspannung verursachenden Aufweitung des Spannringes. Dieses bekannte Montageverfahren erfordert aber einen allein für/Montage notwendigen und sonst überflüssigen Hilfsring, wobei durch diesen Hilfsring und die konische Spannringausbildung auch noch kostbarer Bauraum verlorengeht. Darüber hinaus muß zur Durchführung dieses Verfahrens eine Presse eingesetzt werden, die zwei Preßteller mit.den Mittelteilen angepaßter Dimension!erung aufweist und zum Aufbringen der recht erheblichen Preßkraft von beispielsweise 500 t und mehr geeignet ist. Die Größe dieser

Presse erfordert es auch meist, die Kupplungen und Dämpfer bzw. deren Mittelteile in» Herstellerwerk zusammenzubauen, was nicht nur diese Montage, sondern auch Reparaturen an Ort und Stelle, wie in Schiffen, Dieselgeneratorstationen u. dgl., unmöglich macht.

Theoretisch könnte der Mittelteil auch durch ein wärmebedingtes Aufweiten des Spannringes zusammengebaut werden, doch scheidet dieses Montageverfahren in der Praxis von vornherein allein wegen der erforderlichen hohen Temperaturen und der dazu nötigen aufwendigen Einrichtungen als undurchführbar aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu beseitigen und ein Verfahren der eingangs geschilderten Art anzugeben, das ein schnelles, ortsungebundenes, rationelles Zusammenbauen der Dämpfer bzw. Kupplungen ermöglicht, ohne notwendige Pressen oder besondere,den zur Verfügung stehenden Bauraum schmälernde Hilfsteile od. dgl. verwenden zu müssen. Außerdem soll eine handliche Vorrichtung vergleichsweise kleiner Größe zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen werden.

Das diese Aufgabe lösende Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß vor dem Aufweiten die Zwischenstücke ohne Federelemente in den Spannring eingelegt werden, dann diese Zwischenstücke radial auswärts druckbelastet werden, bis der Spannring über das die erforderliche Tangentialspannung für die Federelementenklemmung mit sich bringende Maß hinaus aufgeweitet ist, worauf der Einsatz der Federelemente zwischen die Zwischenstücke erfolgt und die radiale Druckbelastung der Zwischenstücke wieder aufgehoben wird. Die Erfindung nützt also auf elegante Weise die Erkenntnis aus, daß zwar die Tangential-

spannung des Spannringes einerseits im Betrieb wegen der zusätzlich zur Klemmkraft für die Federelemente auftretenden Beanspruchungen durch die Fliehkraft, den Öldruck u. dgl. und der auf jeden Fall zu berücksichtigenden Sicherheitsreserve nur einen Bruchteil, beispielsweise ein Drittel der Streckgrenzenspannung des Spannring-Materials betragen darf, aber anderseits für Montagezwecke diese Betriebsspannung beträchtlich überschritten, beispielsweise bis auf zwei Drittel der Streckgrenze erhöht werden kann. Durch diese Möglichkeit der Tangentialspannungserhöhung läßt sich für den Zusammenbau des Mittelteiles der Spannring über das Namalmaß hinaus aufweiten, so daß nicht nur die Zwischenstücke₈ sondern auch die Federelemente mühelos Innerhalb des aufgeweiteten Spannringes Platz finden und sogar händisch eingesetzt werden können. Es sind keine speziellen Montage-Hilfsteile im Mittelteil vorzusehen und auch eine entsprechend konische Ausgestaltung des Spannringes ist unnötig, so daß der zur Verfügung stehende Raum optimal ausgenützt und sogar die Konstruktion vereinfacht und verbilligt werden kann. Um ohne großen apparativen Aufwand die Aufweitung des Spannringes zu erreichen, greifen die den Spannring dehnenden Kräfte nicht direkt am Spannring an, sondern an den vor dem Aufweiten eingelegten Zwischenstücken, die,entsprechend radial auswärts druckbelastet,diese Druckkräfte über ihre Außenfläche auf den Spannring übertragen und diesen im gewünschten Übermaß aufweiten. Die übermäßige Aufweitung des Spannringes bringt dann eine Vergrößerung der Abstände zwischen

den Zwischenstücken mit sich, so daß die Federelemente bequem an ihren ordnungsgemäßen Platz zwischen den Zwischenstücken eingesetzt werden können. Nach Wegnahme der die Zwischenstücke belastenden radialen Druckkräfte zieht sich der Spannring wieder so weit zusammen, wie dies Federelemente und Zwischenstücke zulassen, klemmt diese mit erforderlicher Stärke fest und der Mittelteil ist fertig. Die Größe der erreichten Klemmkraft ist einfach über die Tangentialspannung den Spannringes zu messen, die sich wiederum sofort durch Bestimmung der Umfangsänderungen des Spannringes bestimmen läßt, da sich alle diese Dehnungsvorgänge ja im elastischen Bereich abspielen und die Tangentialspannung somit gemäß dem Hook¹sehen Gesetz proportional zur Längenänderung des Umfanges ist. Sollte sich bei einer solchen Kontrolle herausstellen, daß die gewünschte Klemmkraft nicht erreicht wird, kann ohne Schwierigkeiten der Spannring neuerlich aufgeweitet und durch Zugabe oder Wegnahme von Beilagen zwischen Federn und Zwischenstücken für die ordnungsgemäßen Klemmkräfte gesorgt werden.

Nach einer Weiterentwicklung der Erfindung eignet sich zum Durchführen dieses Verfahrens besonders eine Vorrichtung mit einem im wesentlichen zylindrischen, vorzugsweise auf einer Auflageplatte od. dgl. sitzenden Montagekopf, der umfangsseitig radial bewegliche, mit einem druckbeauf schlagbaren Hydraulikpolster zusammenwirkende Druckkörper od. dgl. aufweist. Dieser Montagekopf paßt mittig zwischen die in den Spannring eingelegten Zwischenstücke und kann auf einfache Weise Über seine Druckkörper die Zwischenstücke hydraulisch radial auswärts be-

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lasten. Es genügt eine kleine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die problemlos transportierbar und überall verwendbar ist. Unabhängig von zusätzlichen Einrichtungen od. dgl. läßt sich der Mittelteil von Kupplungen und Dämpfern mit wenigen Handgriffen zusammenbauen, da dazu lediglich der Spannring um den Montagekopf auf die Auflageplatte gelegt und die Zwischenstücke ordnungsgemäß eingesetzt zu werden brauchen, worauf durch Druckbeaufschlagung der Hydraulikpolster die Druckkörper des Montagekopfes ausfahren, die Zwischenstücke nach außen drücken und den Spannring im erforderlichen Übermaß aufweiten. Nun können die Federelemente einfach in die Schlitze zwischen den Zwischenstücken eingeschoben werden, worauf die Hydraulikpolster wieder zu entlasten sind und der Mittelteil ist fertig, da der sich zusammenziehende Spannring den erforderlichen Zusammenhalt des Mittelteiles gewährleistet.

An und für sich können die Druckkörper des Montagekopfes an Jeder geeigneten Stelle an den Zwischenstücken angreifen, wenn sie diese gleichmäßig und radial auswärts belasten. So können beispielsweise in die Bohrungen der Zwischenstücke für die Befestigungsschrauben geeignete Mitnehmer eingesteckt und an diesen die Druckkörper angesetzt werden, vorteilhaft und platzsparend ist es aber, wenn die Druckkörper die Zwischenstücke an ihren Innenflächen belasten. Dazu können erfindungsgemäß als Druckkörper in die zugehörigen Hydraulikpolster bildenden Zylindern geführte Radialkolben dienen,

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die in Zahl und Verteilung an die Zwischenstücke der zusammenzubauenden Dämpfer bzw. Kupplungen angepaßt sind. Es ergibt sich eine zweckmäßige, funktionssichere Konstruktion, wobei die Radialkolben vorzugsweise eine der Zwischenstückinnenfläche entsprechende zylindrische Druckfläche aufweisen. Die über eine zentrale Zuleitung und geeignete , radiale Kanäle mit Hydraulikmittel versorgten Zylinder erlauben mit einer gemeinsamen Druckquelle eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung der Radialkolben erforderlicher Stärke.

Da jedem Zwischenstück ein eigener Radialkolben zugeordnet sein muß, werden Montageköpfe mit solchen Radialkolben meist für den Zusammenbau größerer Kupplungen oder Dämpfer oder von solchen mit wenigen Zwischenstücken verwendet. Für die unterschiedlichsten Bauarten, vor allem aber auch für kleinere Kupplungen oder Dämpfer bzw. für solche mit einer vergleichsweise großen Anzahl von Zwischenstücken eignen sich Vorrichtungen, bei denen nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als Druckkörper ein den Montagekopf umschließender Ringkolben dient, der zwischen sich und dem Montagekopf einen den Hydraulikpolster bildenden Ringraum freiläßt , oder bei dem als Druckkörper ein um den Montagekopf verlaufender, mit seinem Innenraum den Hydraulikpolster bildender Gummibalg od. dgl. dient. Ringkolben bzw. Gummibalg erlauben eine um den Umfang gleichmäßige Radialbelastung, so daß hier die Zahl der Zwischenstücke keine Rolle spielt. Außerdem genügt zum Aufbau des Hydraulikpolsters lediglich eine Zuleitung in den Ringraum bzw. den Gummibalg, was eine Vereinfachung des Montagekopfes mit sich bringt

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und diesen praktisch von Dlmensionierungsfragen unabhängig macht.

Vorteilhaft ist es auch, wenn Füllstücke zur Zwischenlage zwischen Druckkörper und Zwischenstücken vorgesehen sind. Da die Federelemente im Mittelteil mit ihren freien inneren Enden über die Innenflächen der Zwischenstücke vorragen, muß beim Ansetzen der Druckkörper an die Zwischenstücke ein entsprechender Platz zum Einlegen der Federelemente freigelassen werden. Dies ist durch die mit Abstand voneinander angeordneten Radialkolben von selbst gegeben, muß aber bei ringförmig umlaufenden Druckkörpern durch besondere Maßnahmen erreicht werden. Um auch dabei eine beliebig variable und an die jeweils zusammenzubauenden Mittelteile anpaßbare Konstruktion zu erreichen, gibt es diese Füllklötze, die umfangsseitig entlang der ringförmigen Druckkörper aneinandergereiht zwischen sich den erforderlichen Platz für die inneren Enden der Federelemente freihalten, in radialer Richtung aber/die Kraftübertragung zwischen Druckkörper und Zwischenstücken sorgen. Darüber hinaus können diese Füllklötze auch den radialen Anwendungsbereich der verschiedenstenMontageköpfe auf einfache Weise erweitern.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung jeweils hälftig im Querschnitt,
Figo 2 bzw. 3 jeweils einen Axialschnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß rechter bzw. linker Hälfte der Fig. 1 und

Fig. h einen Axialschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

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Kupplungen bzw. Dämpfer, die zur Drehmomentenübertragung radiale Federelemente benützen, weisen einen diese Federelemente aufnehmenden und für deren erforderliche Klemmung sorgenden Mittelteil auf, wozu diese Federelemente 1 zwischen Zwischenstücken 2 durch einen äußeren Spannring 3 mit entsprechender Klemmkräft eingespannt werden. Zum rationellen, ortsunabhängigen Zusammenbau dieses Mittelteiles ist ein zylindrischer Montagekopf 4a,4b,4c mit einer Auflageplatte 5 vorgesehen, welcher Montagekopf einailn dai Innendurchmesser des zusammenzubauenden Mittelteils passenden Außendurchmesser besitzt. Dieser Möntagekopf 4a,4b,4c trägt umfangsseitig radial bewegliche Druckkörper 6a, 6b, 6c, die durch Druckbeäufschlägung eines mit ihnen zusammenwirkenden Hydraulikpolsters 7a, 7b, 7c auswärts drückbar sind und dadurch die Zwischenstücke

2 ebenfalls radial auswärts druckbelasten können. Zur Montage des Mittelteils wird nun der Spannring

3 mittig zum Montagekopf 4ä, 4b, 4e auf die Auflageplatte 5 aufgelegt und die Zwischenstücke 2 kommen lose, aber in entsprechender Ordnung zwischen Spannring 3 und Montagekopf 4a, 4b, 4c. Durch Druckbeaufschlagung der Druckkörper 6a, 6b,"6c werden dann die Zwischenstücke 2 gleichmäßig nach außen gedrückt und weiten den Spannring 3 so weit auf, daß die Schlitze zwischen den Zwischenstücken 2 groß genug sind, um die Federblätter 1 bequem einsetzen zu können. Hierauf kann die Druckbelastung des Spannringes 3 über die Zwischenstücke 2 wieder aufgehoben werden, der Spannring 3 zieht sich zusammen, klemmt dadurch die Federelemente 1 mit gewünschter Kraft zwischen den Zwischenstücken 2 fest und der so fertig gestellte Mittelteil kann von der Auflage-

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platte 5 bzw. dem Montagekopf 4a, 4b, 4c abgenommen werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf Grund ihrer geringen Größe und der einfachen Hydraulik ohne besonderen Aufwand herstellbar, leicht zu handhaben und auch schwierigkeitslos transportierbar und an beliebiger Stelle einsetzbar. Da der Montagekopf einfach für die radiale Druckbelastung der Zwischenstücke während des Zusammenbaus des Mittelteiles sorgen soll, lassen sich die Druckstücke und die Hydraulikpolster der Montageköpfe 4a, 4b, 4c verschieden ausgestalten. So können gemäß dem in der rechten Hälfte der Fig. 1 und in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel als Druckkörper radiale Kolben 6a dienen, die in Zylindern 7a des Montagekopfes 4a sitzen. Diese Zylinder ?a bilden den mit denRadialkolben 6a zusammenwirkenden Hydraulikpolster und werden über Bohrungen 8 des Montagekopfes 4a an eine nicht weiter dargestellte Druckmittelquelle angeschlossen. Die Radialkolben 6 entsprechen in Zahl und Verteilung den Zwischenstücken 2 der zusammenzubauenden Mittelteile und besitzen für eine möglichst flächige Berührung mit den Zwischenstücken 2 eine der Zwischenstück-Innenfläche angepaßte zylindrische Stirnfläche 9.

Beim in der linken Hälfte der Fig. 1 und in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Druckkörper ein Gummibalg 6b vorgesehen, dessen Innenraum 7b den entsprechenden Hydraulikpolster bildet. Durch Druckbeaufschlagung des Gummibalges 6b über einen Zufuhrkanal 10 des Montagekopf 4b wird der Gummibalg 6b gleichmäßig über den Umfang aufgeweitet und bringt, unabhängig von der Zahl und Verteilung der vorhandenen Zwischenstücke deren gleichmäßige

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Druckbelastung mit sich. Um hier für die nach innen vorragenden Federelemente 1 Platz zu schaffen, sind Füllklötze 11 zwischen Gummibalg 6b und den Zwischenstücken 2 eingelegt, die für die erforderliche Kraftübertragung von Gummibalg 6b auf die Zwischenstücke sorgen, aber mit entsprechenden Randabsätzen 12 Ausnehmungen für die Federelemente ergeben.

Wie in Fig. 4 angedeutet, kann als Druckkörper auch ein Ringkolben 6c dienen, wobei ein zwischen Montagekopf 4c und Ringkolben 6c freigelassener Ringraum 7c den erforderlichen Hydraulikpolster ergibt. Wird dieser Ringraum 7c über den Zufuhrkanal 13 des Montagekopfes 4c druckbeaufschlagt, weitet sich, ähnlich wie der Gummibalg 6b, der Ringkolben 6c radial nach allen Seiten aus und bringt für beliebig vorhandene Zwischenstücke 2 die gewünschte gleichmäßige Radialbelastung mit sich. Auch hier sind für die Druckübertragung zwischen Ringkolben 6c und Zwischenstücke 2 einerseits und für die Schaffung einer Ausnehmung zum Eingreifen der Federelemente anderseits Füllklötze 11 entlang des Außenumfanges des Ringkolbens6c angeordnet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das damit durchführbare Verfahren zum Zusammenbauen von drehelastischen Kupplungen bzw. Drehschwingungsdämpfern kommen ohne aufwendige Pressen oder andere Einrichtungen aus, sind ortsungebunden und ermöglichen eine Montage der Dämpfer und Kupplungen an Ort und Stelle ihres Einsatzes, machen besondere Hilfsteile und spezielle Ausgestaltungen von Bauteilen des Dämpfers bzw. der Kupplung unnötig und erlauben so eine optimale Ausnützung des vorhandenen Bauraumes und eine beträchtliche Verbilligung und Rationalisierung der Herstellung solcher Dämpfer und Kupplungen.

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Claims

Schwingungstechnik Gesellschaft m.b.H. Salzburg (Österreich) Patentansprüche

1. Verfahren zum Zusammenbauen von Drehschwingungsdämpfern bzw. drehelastischen Kupplungen mit radialen, durch einen äußeren Spannring zwischen Zwischenstücken festgeklemmten Federelementen für die Drehmomentenübertragung, welcher Spannring beim Einbau der Zwischenstücke und Federelemente elastisch aufgewfeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufweiten die Zwischenstücke (2) ohne Federelemente (1) in den Spannring (3) eingelegt werden, dann diese Zwischenstücke (2) radial auswärts druckbelastet werden, bis der Spannring (3) über das die erforderliche Tangentialspannung für die Federelementenklemmung mit sich bringende Maß hinaus aufgeweitet ist, worauf der Einsatz der Federelemente (1) zwischen die Zwischenstücke (2) erfolgt und die radiale Druckbelastung der Zwischenstücke (.2) wieder aufgehoben wird.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen zylindrischen, vorzugsweise auf einer Auflageplatte (5) od. dgl. sitzenden Montagekopf (4a, 4b, 4c), der umfangseitig radial bewegliche, mit einem druckbeaufschlagbaren Hydraulikpolster zusammenwirkende Druckkörper (6a, 6b, 6c) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckkörper in die zugehörigen Hydraulikpolster bildenden Zylindern (7a) geführte Radialkolben (6a) dienen, die in Zahl und Verteilung an die Zwischenstücke (2) der zusammenzubauenden Dämpfer bzw. Kupplungen angepaßt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckkörper ein den Montagekopf (4c) umschließender Ringkolben (6c) dient, der zwischen sich und dem Montagekopf einen den Hydraulikpolster bildenden Ringraum (7c) freiläßt.

5· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckkörper ein um den Montagekopf (4c) verlaufender, mit seinem Innenraum (7b) den Hydraulikpolster bildender Gummibalg (6b) dient.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Füllklötze (11) zur Zwischenlage zwischen Druckkörper (6b, 6c) und Zwischenstücken (2) vorgesehen sind.