DE3232999C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zu­ sammenbauen von Drehschwingungsdämpfern bzw. dreh­ elastischen Kupplungen mit radialen, durch einen äußeren Spannring zwischen Zwischenstücken festge­ klemmten Federelementen für die Drehmomentenüber­ tragung, welcher Spannring beim Einbau der Zwischen­ stücke und Federelemente elastisch aufgeweitet wird, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Ver­ fahrens.

Das Kernstück dieser in verschiedensten Aus­ führungsformen bekannten und sich bestens bewähren­ den Dämpfer bzw. Kupplungen ist der Mittelteil, der im wesentlichen aus radialen Federelementen, bei­ spielsweise 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 prob­ lemlos. Um nun bisher den Mittelteil montieren und dabei die gewünschte Tangentialspannung im Spann­ ring erreichen zu können, ist dem Spannring ein Hilfs­ ring zugeordnet, wobei im unmontierten Zustand der Spannring einen gegenüber dem Außendurchmesser des Hilfsringes kleineren Innendurchmesser aufweist und die Berührungsflächen von Hilfsring und Spannring konisch verlaufen. Durch Aufdrücken des Spannringes auf den die Zwischenstücke und Federelemente umge­ benden Hilfsring mittels einer entsprechenden Presse kommt es bei der Montage zu einer die gewünschte Tan­ gentialspannung verursachenden Aufweitung des Spann­ ringes. Dieses bekannte Montageverfahren erfordert aber einen allein für die Montage notwendigen und sonst überflüssigen Hilfsring, wobei durch diesen Hilfs­ ring 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 angepaß­ ter Dimensionierung aufweist und zum Aufbrin­ gen der recht erheblichen Preßkraft von beispiels­ weise 500 t und mehr geeignet ist. Die Größe dieser Presse erfordert es auch meist, die Kupplungen und Dämpfer bzw. deren Mittelteile im Herstellerwerk zusammenzubauen, was nicht nur diese Montage, sondern auch Reparaturen an Ort und Stelle, wie in Schiffen, Dieselgeneratorstationen u. dgl., unmöglich macht.

Gemäß der DE-OS 30 33 302 wurde auch schon vorge­ schlagen, zum Aufbringen der Klemmkraft jeweils zwischen ein Federpaket und ein Zwischenstück axial einen Klemmkeil einzutreiben. Dadurch läßt sich zwar ein Hilfsring vermei­ den, doch sind zusätzliche Klemmkeile erforderlich, die we­ gen der Gefahr von Verschiebungen und Ungleichmäßigkeiten sehr sorgfältig und damit auch zeitraubend gesetzt werden müssen. Theoretisch könnte der Mittelteil auch durch ein wärmebedingtes Aufweiten des Spannringes zusammengebaut wer­ den, doch scheidet dieses Montageverfahren in der Praxis von vornherein allein wegen der erforderlichen hohen Tempe­ raturen und der dazu nötigen aufwendigen Einrichtungen als undurchführbar aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die­ se Mängel zu beseitigen und ein Verfahren der eingangs ge­ schilderten Art anzugeben, das ein schnelles, ortsungebun­ denes, rationelles Zusammenbauen der Dämpfer bzw. Kupp­ lungen 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 Zwi­ schenstücke ohne Federelemente in den Spannring eingelegt werden, dann diese Zwischenstücke radial auswärts druckbela­ stet 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 aufge­ hoben 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 Sicherheits­ reserve nur einen Bruchteil, beispielsweise ein Drittel der Streckgrenzenspannung des Spannring- Materials betragen darf, aber andererseits für Mon­ tagezwecke 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 Spann­ ring über das Normalmaß hinaus aufweiten, so daß nicht nur die Zwischenstücke, sondern auch die Fe­ derelemente mühelos innerhalb des aufgeweiteten Spannringes Platz finden und sogar händisch einge­ setzt werden können. Es sind keine speziellen Mon­ tage-Hilfsteile im Mittelteil vorzusehen und auch eine entsprechend konische Ausgestaltung des Spann­ ringes 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 Spann­ ringes zu erreichen, greifen die den Spannring dehnen­ den 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 auf­ weiten. Die übermäßige Aufweitung des Spannringes bringt dann eine Vergrößerung der Abstände zwischen den Zwischenstücken mit sich, so daß die Feder­ elemente bequem an ihren ordnungsgemäßen Platz zwischen den Zwischenstücken eingesetzt werden können. Nach Wegnahme der die Zwischenstücke be­ lastenden radialen Druckkräfte zieht sich der Spannring wieder so weit zusammen, wie dies Feder­ elemente und Zwischenstücke zulassen, klemmt diese mit erforderlicher Stärke fest und der Mittelteil ist fertig. Die Größe der erreichten Klemmkraft ist einfach über die Tangentialspannung des Spann­ ringes 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 Tangen­ tialspannung somit gemäß dem Hook'schen Gesetz proportional zur Längenänderung des Umfanges ist. Sollte sich bei einer solchen Kontrolle heraus­ stellen, daß die gewünschte Klemmkraft nicht er­ reicht 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 beson­ ders eine Vorrichtung mit einem im wesentlichen zy­ lindrischen, vorzugsweise auf einer Auflageplatte od. dgl. sitzenden Montagekopf, der umfangsseitig radial bewegliche, mit einem druckbeaufschlagbaren Hy­ draulikpolster 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 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 Zwi­ schenstücke 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 Hy­ draulikpolster wieder zu entlasten sind und der Mit­ telteil ist fertig, da der sich zusammenziehende Spannring den erforderlichen Zusammenhalt des Mit­ telteiles gewährleistet.

An und für sich können die Druckkörper des Mon­ tagekopfes an jeder geeigneten Stelle an den Zwi­ schenstücken angreifen, wenn sie diese gleichmäßig und radial auswärts belasten. So können beispiels­ weise in die Bohrungen der Zwischenstücke für die Befestigungsschrauben geeignete Mitnehmer einge­ steckt und an diesen die Druckkörper angesetzt wer­ den, vorteilhaft und platzsparend ist es aber, wenn die Druckkörper die Zwischenstücke an ihren Innen­ flächen belasten. Dazu können erfindungsgemäß als Druckkörper in die zugehörigen Hydraulikpolster bildenden Zylindern geführte Radialkolben dienen, 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 ver­ sorgten Zylinder erlauben mit einer gemeinsamen Druck­ quelle eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung der Radi­ alkolben erforderlicher Stärke.

Da jedem Zwischenstück ein eigener Radialkolben zugeordnet sein muß, werden Montageköpfe mit solchen Radialkolben meist für den Zusammenbau größerer Kupp­ lungen oder Dämpfer oder von solchen mit wenigen Zwi­ schenstücken 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 Vorrich­ tungen, bei denen nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als Druckkörper ein den Montagekopf um­ schließender 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, wobei Füllklötze zur Zwischenlage zwischen Druckkörper und Zwischenstücken vorgesehen sind. Ringkolben bzw. Gummibalg erlauben eine um den Umfang gleichmäßige Radialbelastung, so daß hier die Zahl der Zwischen­ stücke 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 und diesen praktisch von Dimensionierungsfragen unabhängig macht.

Da die Federelemente im Mittelteil mit ihren freien inneren Enden über die Innenflächen der Zwi­ schenstücke vorragen, muß beim Ansetzen der Druckkörper an die Zwischenstücke ein entsprechender Platz zum Ein­ legen der Federelemente freigelassen werden. Dies ist durch die mit Abstand voneinander angeordneten Radial­ kolben von selbst gegeben, muß aber bei ringförmig um­ laufenden Druckkörpern durch besondere Maßnahmen er­ reicht werden. Um auch dabei eine beliebig variable und an die jeweils zusammenzubauenden Mittelteile an­ paßbare Konstruktion zu erreichen, gibt es die Füll­ klötze, die umfangsseitig entlang der ringförmigen Druckkörper aneinandergereiht zwischen sich den erfor­ derlichen Platz für die inneren Enden der Federelemente freihalten, in radialer Richtung aber für die Kraft­ übertragung zwischen Druckkörper und Zwischenstücken sorgen. Darüber hinaus können diese Füllklötze auch den radialen Anwendungsbereich der verschiedensten Montageköpfe auf einfache Weise erweitern.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung jeweils hälftig im Quer­ schnitt,

Fig. 2 bzw. 3 jeweils einen Axialschnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß rechter bzw. linker Hälfte der Fig. 1 und

Fig. 4 einen Axialschnitt durch ein weiteres Aus­ führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Kupplungen bzw. Dämpfer, die zur Dreh­ momentübertragung radiale Federelemente benützen, weisen einen diese Federelemente aufnehmenden und für deren erforderliche Klemmung sorgenden Mittel­ teil auf, wozu diese Federelemente 1 zwischen Zwischenstücken 2 durch einen äußeren Spannring 3 mit entsprechender Klemmkraft eingespannt werden. Zum rationellen, ortsunabhängigen Zusammenbau die­ ses Mittelteiles ist ein zylindrischer Montagekopf 4 a, 4 b, 4 c mit einer Auflageplatte 5 vorgesehen, wel­ cher Montagekopf einen in den Innendurchmesser des zu­ sammenzubauenden Mittelteils passenden Außendurch­ messer besitzt. Dieser Montagekopf 4 a, 4 b, 4 c trägt umfangsseitig radial bewegliche Druckkörper 6 a, 6 b, 6 c, die durch Druckbeaufschlagung eines mit ihnen zusammenwirkenden Hydraulikpolsters 7 a, 7 b, 7 c aus­ wärts drückbar sind und dadurch die Zwischenstücke 2 ebenfalls radial auswärts druckbelasten können. Zur Montage des Mittelteils wird nun der Spannring 3 mittig zum Montagekopf 4 a, 4 b, 4 c auf die Auflage­ platte 5 aufgelegt und die Zwischenstücke 2 kommen lose, aber in entsprechender Ordnung zwischen Spann­ ring 3 und Montagekopf 4 a, 4 b, 4 c. Durch Druckbe­ aufschlagung der Druckkörper 6 a, 6 b, 6 c 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 Spann­ ringes 3 über die Zwischenstücke 2 wieder aufge­ hoben 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 platte 5 bzw. dem Montagekopf 4 a, 4 b, 4 c abge­ nommen werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf Grund ihrer geringen Größe und der einfachen Hy­ draulik ohne besonderen Aufwand herstellbar, leicht zu handhaben und auch schwierigkeitslos transportier­ bar und an beliebiger Stelle einsetzbar. Da der Montagekopf einfach für die radiale Druckbelastung der Zwischenstücke während des Zusammenbaus des Mit­ telteiles sorgen soll, lassen sich die Druckstücke und die Hydraulikpolster der Montageköpfe 4 a, 4 b, 4 c verschieden ausgestalten. So können gemäß dem in der rechten Hälfte der Fig. 1 und in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel als Druckkörper radiale Kolben 6 a dienen, die in Zylindern 7 a des Montagekopfes 4 a sitzen. Diese Zylinder 7 a bilden den mit den Radialkolben 6 a zusammenwirkenden Hydraulikpolster und werden über Bohrungen 8 des Montagekopfes 4 a an eine nicht wei­ ter 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 6 b vorgesehen, dessen Innen­ raum 7 b den entsprechenden Hydraulikpolster bildet. Durch Druckbeaufschlagung des Gummibalges 6 b über einen Zufuhrkanal 10 des Montagekopf 4 b wird der Gummibalg 6 b gleichmäßig über den Umfang aufgeweitet und bringt, unabhängig von der Zahl und Verteilung der vorhandenen Zwischenstücke deren gleichmäßige Druckbelastung mit sich. Um hier für die nach innen vorragenden Federelemente 1 Platz zu schaf­ fen, sind Füllklötze 11 zwischen Gummibalg 6 b und den Zwischenstücken 2 eingelegt, die für die er­ forderliche Kraftübertragung von Gummibalg 6 b auf die Zwischenstücke sorgen, aber mit entsprechenden Randabsätzen 12 Ausnehmungen für die Federelemente 1 ergeben.

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

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das damit durchführbare Verfahren zum Zusammenbauen von dreh­ elastischen Kupplungen bzw. Drehschwingungsdämpfern kommen ohne aufwendige Pressen oder andere Einrich­ tungen 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 op­ timale Ausnützung des vorhandenen Bauraumes und eine beträchtliche Verbilligung und Rationalisierung der Herstellung solcher Dämpfer und Kupplungen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Zusammenbauen von Drehschwin­ gungsdämpfern 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, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufweiten die Zwischenstücke (2) ohne Feder­ elemente (1) in den Spannring (3) eingelegt werden, dann diese Zwischenstücke (2) radial auswärts druck­ belastet werden, bis der Spannring (3) über das die erforderliche Tangentialspannung für die Feder­ elementenklemmung mit sich bringende Maß hinaus auf­ geweitet 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 (4 a, 4 b, 4 c), der umfangseitig radial bewegliche, mit einem druckbe­ aufschlagbaren Hydraulikpolster zusammenwirkende Druckkörper (6 a, 6 b, 6 c) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß als Druckkörper in die zugehörigen Hydraulik­ polster bildenden Zylindern (7 a) geführte Radialkol­ ben (6 a) dienen, die in Zahl und Verteilung an die Zwischenstücke (2) der zusammenzubauenden Dämpfer bzw. Kupplungen angepaßt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Druckkörper ein den Montagekopf (4 c) umschließender Ringkolben (6 c) dient, der zwischen sich und dem Montagekopf einen den Hydraulikpolster bilden­ den Ringraum (7 c) freiläßt, wobei Füllklötze (11) zur Zwischenlage zwischen Druckkörper (6 c) und Zwischen­ stücken (2) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Druckkörper ein um den Montagekopf (4 c) verlaufender, mit seinem Innenraum (7 b) den Hy­ draulikpolster bildender Gummibalg (6 b) dient, wobei Füllklötze (11) zur Zwischenlage zwischen Druckkörper (6 b) und Zwischenstücken (2) vorgesehen sind.