DE60307559T2

DE60307559T2 - Riemenscheibe mit integrierter Torsionsdämpferanordnung

Info

Publication number: DE60307559T2
Application number: DE60307559T
Authority: DE
Inventors: Herve Riu
Original assignee: Dayco Europe SRL
Current assignee: Dayco Europe SRL
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2023-06-28
Also published as: EP1382886A1; EP1382886B1; ES2268229T3; ITTO20020621A0; ITTO20020621A1; DE60307559D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Baugruppe aus Riemenscheibe und Torsionsdämpfer.
Es sind Integrierte Baugruppen aus Riemenscheibe und Torsionsdämpfer bekannt, siehe beispielsweise US-A-5 988 015, die den nächstgelegenen Stand der Technik darstellt und die eine Nabe, die zur starren Verbindung mit einem Antriebselement, wie etwa einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine, bestimmt ist, ein angetriebenes Element, das mit der Nabe mit Hilfe eines Ringes, der aus einem Elastomermaterial besteht und die Funktion eines Filters für Torsionsschwingungen erfüllt, und einen Trägheitsring umfassen, der mit der Nabe mittels eines zweiten Ringes verbunden ist, der aus einem Elastomermaterial besteht und mit dem Trägheitsring ein Dämpfsystem bildet.
Integrierte Baugruppen des obigen, kurz beschriebenen Typs finden beispielsweise auf dem Automobilsektor Verwendung und sind mit einem Ende der Antriebswelle einer Brennkraftmaschine zur Ermöglichung eines Antriebs von Hilfselementen der Maschine, wie etwa einer Lichtmaschine, eines Gebläses und/oder eines Kompressors mittels einer Riementransmission verbunden und ermöglichen gleichzeitig die Dämpfung der Torsionsschwingungen der Antriebswelle.
Bekannte Typen von Anordnungen, die oben kurz erwähnt wurden, haben zahlreiche Nachteile.
Erstens beinhalten sie eine relativ große Zahl von Bauteilen und sind dadurch teuer herzustellen und aufwendig zusammenzusetzen. Wenn darüber hinaus die Nabe und die Riemenscheibe aus einem gestanzten Blechmaterial gefertigt sind, ohne dass zusätzliche spanabhebende Bearbeitungen hinzukommen, ist die Po sitionierung der Riemenscheibe, die man am Ende des Zusammenbaus erzielen kann, in gewisser Weise eingeschränkt.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine integrierte Baugruppe aus Riemenscheibe und Torsionsdämpfer anzugeben, die nicht die Nachteile aufweist, die mit den oben erwähnten Baugruppen in Verbindung stehen.
Der zuvor erwähnte Zweck wird durch die vorliegende Erfindung insoweit erfüllt, als dass sie sich auf eine integrierte Baugruppe aus Riemenscheibe und Torsionsdämpfer gemäß Anspruch 1 bezieht.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung folgt eine Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die lediglich als nicht einschränkendes Beispiel dient, unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, die einen radialen Querschnitt der Baugruppe darstellt.
Unter Bezugnahem auf die Zeichnung kennzeichnet die Ziffer 1 insgesamt die Baugruppe aus Riemenscheibe und Torsionsdämpfer der vorliegenden Erfindung.
Die Baugruppe 1 enthält eine Nabe 2 die zur radialen Verbindung mit einem Antriebselement 3, wie etwa der Antriebswelle oder einem Getriebe der Verteilung, die fest davon abhängig ist, verbunden ist, eine Riemenscheibe 4, die mit der Nabe 2 mittels eines ersten Ringes 5 verbunden ist, der aus einem Elastomermaterial besteht (im folgenden einfach "erster Elastomerring 5" genannt) und die Funktion eines Filters für Torsionsschwingungen hat, sowie einen Trägheitsring 6, der mit der Nabe 2 durch ein zweites ringförmiges Element 7 verbunden ist, das aus einem Elastomermaterial besteht (im folgenden einfach "zweiter Elastomerring 7" genannt) und mit dem Trägheitsring 6 ein Dämpfungssystem bildet.
Detaillierter besteht die Nabe 2 aus einem gestanzten Metallblech und enthält integral einen ringförmigen Abschnitt 10, der für eine Verbindung mit dem Antriebselement 3 bestimmt ist, einen röhrenförmigen Zwischenabschnitt 11, der axial auf der gegenüberliegenden Seite des Antriebselementes 3 verläuft und radial mit dem zweiten Elastomerring 7 zusammenwirkt, sowie einen externen Flansch 12, der an den ersten Elastomerring angepasst ist.
Der Zwischenabschnitt 11 ist an einem seiner freien Ränder 13 um 180° nach hinten gebogen und besteht somit aus zwei Schichten 11a, 11b eines Metallbleches, die radial aufeinander bzw. integral mit dem internen Ringabschnitt und dem externen Flansch 12 angeordnet sind. Letztgenannter hat ein konisches Profil, das auf der gegenüberliegenden Seite nach außen zum Zwischenabschnitt 11 geneigt ist.
Die Riemenscheibe, die in geeigneter Weise von einem Typ mit mehreren Rillen (Poly-V-Typ) ist, besteht in geeigneter Weise aus einem Metallblech, das durch aufeinander folgende Press- und Walzbearbeitungen ausgebildet wird, und enthält integral eine im wesentlichen zylindrische Krone 14, die auf einer ihrer Außenflächen die Rillen 15 ausbildet, sowie einen ringförmigen Flansch 16, der sich integral von einem axialen Ende der Krone 14 nach innen erstreckt und so angeordnet ist, dass er dem Flansch 12 der Nabe 2 axial zugewandt ist. Der Flansch 16 hat einen ebenen Außenabschnitt 17 und einen konischen Innenabschnitt 18, der nach innen zum Flansch 12 zusammenläuft und auf letztgenannten mittels des ersten Elastomerrings 5 angepasst ist, der einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, der sich nach außen erweitert.
Die Verbindung erhält man durch eine Vulkanisierungsgussform (nicht gezeigt). Nach dem Vulkanisieren bilden die Nabe 2, der erste Elastomerring 5 und die Riemenscheibe 4 ein Transmissionselement 18 in Gestalt eines einzigen Körpers.
Der erste Elastomerring 5 besteht aus einem relativ "weichen" Elastomermaterial, d.h. einem Material mit einem ausreichend geringen Elastizitätsmodul. Die resultierende hohe Torsionsverformbarkeit ermöglicht ein "Filtern" der impulsartigen Vibrationen des Drehmomentes und des Widerstandsdrehmomentes, wodurch eine Art "flexibler Kupplung" zwischen dem Antriebselement und der Riemenscheibe 4 hergestellt ist.
Die Baugruppe 1 enthält weiterhin ein ringförmiges Hilfselement 14, das ebenfalls aus einem Metallblech hergestellt und als Scheibe 25 ausgebildet ist, die so angeordnet ist, dass sie axial auf der Außenfläche des inneren Ringabschnittes 10 und des Flansches 12 der Nabe 2 ruht, sowie eine zylindrische, ringförmige Umfangskrone 26, die sich axial innerhalb der Krone 14 der Riemenscheibe 4 koaxial im Bezug auf die letztgenannte erstreckt. Eine Buchse 27, die aus einem Material besteht, das einen geringen Reibungskoeffizient hat, wie etwa ein Fluorpolymer, ist zwischen der ringförmigen Krone 26 und der Krone 14 der Riemenscheibe 4 angeordnet, um die Riemenscheibe 4 im Idealfall ohne Reibung radial zu halten. Die Scheibe 25 hat ein Profil, das dem Profil des inneren ringförmigen Abschnittes 10 und des Flansches 12 der Nabe 2 angepasst ist, um so eine Zentrierung zwischen der Nabe 2 und der Riemenscheibe 4 sicherzustellen.
Der Trägheitsring 6, der normalerweise aus Gusseisen besteht, das anschließend einer spanabhebenden Bearbeitung unterzogen wird, enthält integral einen inneren Röhrenabschnitt 28, der am röhrenförmigen Abschnitt 11 der Nabe 2 angebracht ist, wobei der zweite Elastomerring 7 dazwischen angeordnet ist, der die Form einer ringförmigen Manschette hat, sowie eine Scheibe 29, die sich von einem freien Ende des ringförmigen Abschnittes 28 nach außen erstreckt. Die Scheibe 29 des Trägheitsrings 6 hat eine Umfangskrone 30 einer größeren Dicke, die intern auf der Seite, auf der sich die Riemenscheibe befindet, einen stufenförmigen inneren Sitz 34 ausbildet, in den ein Ring 35 gedrückt ist, der die Funktion eines axialen Gleitlagers hat. Der Ring 35 besteht aus einem Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizient, wie etwa Fluorpolymer.
Die Anbringung des Trägheitsringes an der Nabe 2 erzielt man durch eine mechanische Presspassung bei radialem Drücken des Elastomerringes 7. Der Ring 35 wird mit der Riemenscheibe 2 und insbesondere mit dem ebenen Außenabschnitt 17 des Flansches 16 der Riemenscheibe in Berührung gebracht, um so eine voreingestellte axiale Vorkompression des ersten Elastomerringes 5 zu erzeugen und die axiale Position der Riemenscheibe 2 am Ende des Montagezyklus zu definieren.
Die Installation der Baugruppe 1 am Antriebselement 3 erfolgt mit Hilfe eines Rings axialer Schneidschrauben 36, die die Nabe 2 und das ringförmige Hilfselement 24 gegen das Antriebselement 3 festziehen.
Bei der Verwendung ist die Riemenscheibe 4 drehbar an der Nabe 2 mit Hilfe des ersten Elastomerringes 5 angebracht, der eine Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle und plötzliche Änderungen des Widerstandsdrehmomentes filtert. Der Trägheitsring 6 und der zweite Elastomerring 7 sind hinsichtlich des Trägheitsmomentes des erstgenannten und der Torsionselastizität des letztgenannten bemessen, um voreingestellte Dämpfungseigenschaften zu erhalten. Die Riemenscheibe 3 ist radial und axial durch die Buchse 27 bzw. durch den Ring 35 gehalten.
Aus einer Untersuchung der Eigenschaften der Baugruppe 1, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, gehen die Vorteile, die die vorliegende Erfindung bietet, deutlich hervor.
Zunächst ermöglichen die Herstellung der Nabe 2 aus einem einzigen Stück eines geformten Metallbleches, das einen inneren Abschnitt zur Verbindung mit dem Antriebselement 3 definiert, ein röhrenförmiger Zwischenabschnitt zur Anpassung an den zweiten Elastomerring 7 und ein externer Flansch zur Anpassung an den ersten Elastomerring 5 eine Verringerung der Bauteilgesamtzahl der Baugruppe, wie auch eine Vereinfachung des Montagezyklus'.
Weiterhin ermöglicht die Anbringung des Trägheitsringes 6 an der Nabe 2 eine präzise Festlegung der axialen Position der Riemenscheibe 4 ohne den Bedarf nachfolgender spanabhebender Bearbeitungen.
Schließlich wird der Lärm der Vorrichtung vermindert, da die Riemenscheibe 4 durch den Trägheitsring 6 "abgeschirmt" ist, der nicht in starrer Verbindung mit der Antriebswelle steht und somit von Ursachen einer erzwungenen Schwingung isoliert ist.
Schließlich ermöglicht die Anordnung der Nabe 2 und des Trägheitsrings 6 einen optimalen Abbau der Wärme, die durch den zweiten Elastomerring 7 erzeugt wird.

Claims

Integrierte Baugruppe aus Riemenscheibe und Torsionsdämpfer, die eine Nabe (2), die zur starren Verbindung mit einem Antriebselement (3) bestimmt ist, eine Riemenscheibe (4), die mit der Nabe (2) mittels eines ersten Rings (5) verbunden ist, der aus Elastomermaterial besteht und die Funktion eines Filters für die Torsionsschwingungen erfüllt, und einen Trägheitsring (6) umfasst, der mit der Nabe (2) mittels eines zweiten Rings (7) verbunden ist, der aus Elastomermaterial besteht und mit dem Trägheitsring (6) ein Dämpfsystem bildet, wobei die Nabe (2) aus gestanztem Blech besteht und einen radial innen liegenden ringförmigen Abschnitt (10), der zur Verbindung mit dem Antriebselement (3) bestimmt ist, einen röhrenförmigen Abschnitt (11), der sich axial erstreckt und radial mit dem zweiten Elastomerring (7) zusammenwirkt, sowie einen äußeren Flansch (12) umfasst, der auf den ersten Elastomerring (5) aufgepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Abschnitt (10), der röhrenförmige Abschnitt (11) und der äußere Flansch (12) aus einem Stück bestehen, wobei der röhrenförmige Abschnitt (11) einen radial mittigen Abschnitt bildet und sich der äußere Flansch (12) von dem röhrenförmigen Abschnitt (11) radial nach außen erstreckt.
Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere röhrenförmige Abschnitt (11) aus zwei Schichten (11a, 11b) aus Blech besteht, von denen eine über die andere gebogen ist.
Baugruppe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (4) eine Umfangskrone (14) und einen Flansch (16) umfasst, der sich von der Umfangskrone (14) radial nach innen erstreckt, wobei der erste Elastomerring (5) axial zwischen den Flansch (16) der Riemenscheibe (4) und den äußeren Flansch (12) der Nabe (2) eingesetzt ist und einen Körper mit ihnen bildet.
Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerring (7) radial zwischen den Trägheitsring (6) und den röhrenförmigen Abschnitt der Nabe (2) gedrückt wird und der Trägheitsring (6) auf der Seite gegenüber dem ersten Elastomerring (5) axial mit der Riemenscheibe (4) zusammenwirkt, um die axiale Position derselben in Bezug auf die Nabe (2) zu bestimmen.
Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägheitsring (6) einen röhrenförmigen Abschnitt (28), der an dem mittleren röhrenförmigen Abschnitt (11) der Nabe (2) angebracht ist, wobei der zweite Elastomerring (7) dazwischen angeordnet ist, und eine Scheibe (29) umfasst, die sich radial von einem Ende des röhrenförmigen Abschnitts (28) des Trägheitsrings (6) erstreckt und axial mit der Riemenscheibe (4) zusammenwirkt.
Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Axiallager (35) umfasst, das zwischen die Scheibe (29) des Trägheitsrings (6) und die Riemenscheibe (4) eingesetzt ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein zusätzliches ringförmiges Element (24) umfasst, das so eingesetzt ist, dass es axial auf die Nabe (2) drückt, und das mit einer Umfangs-Ringkrone (26) versehen ist, die koaxial zu der Krone (14) der Riemenscheibe (4) ist und sich in ihrem Inneren befindet, wobei ein Radiallager (27) zwischen die Krone (14) der Riemenscheibe (4) und die Umfangs-Ringkrone (26) des zusätzlichen ringförmigen Elementes (24) eingesetzt ist.