EP1920165A1 - Verbesserte keilnutverbindung - Google Patents

Verbesserte keilnutverbindung

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Publication number
EP1920165A1
EP1920165A1 EP06761831A EP06761831A EP1920165A1 EP 1920165 A1 EP1920165 A1 EP 1920165A1 EP 06761831 A EP06761831 A EP 06761831A EP 06761831 A EP06761831 A EP 06761831A EP 1920165 A1 EP1920165 A1 EP 1920165A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
assembly
disk
assemblies
wedge
subassembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06761831A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Hoffmann
Todd Sturgin
Jean-Francois Heller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Original Assignee
LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG, LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH filed Critical LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
Publication of EP1920165A1 publication Critical patent/EP1920165A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/06—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/60—Clutching elements
    • F16D13/64—Clutch-plates; Clutch-lamellae
    • F16D13/68—Attachments of plates or lamellae to their supports
    • F16D13/686—Attachments of plates or lamellae to their supports with one or more intermediate members made of rubber or like material transmitting torque from the linings to the hub
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H45/00—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches
    • F16H45/02—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F16H2045/0273—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type characterised by the type of the friction surface of the lock-up clutch
    • F16H2045/0289—Details of friction surfaces of the lock-up clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H45/00—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches
    • F16H45/02—Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
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    • Y10T403/7026—Longitudinally splined or fluted rod
    • Y10T403/7032—Longitudinally splined or fluted rod including a means, e.g., spring biased portion, for misalignment correction

Definitions

  • the present invention relates generally to improvements in interconnect assemblies for reducing vibration in devices that are generally subject to rotational motion and, more particularly, to improvements in clearance between splines of shafts, hubs, and the like, and vibrational noise.
  • Clutches and torque converters transmit rotational forces between an engine and a vehicle transmission, while dampening unwanted vibration and noise.
  • One of the unwanted vibrations usually arises through the game in power transmission systems.
  • the game comes from different sources; a source comprises the connection between a splined or grooved shaft or hub and a mating counterpart. Clearance generally results from small gaps between the wedges of a rotating shaft or hub and the wedges of a mating rotating counterpart, e.g. a gear or the like.
  • the small gaps allow the wedges or teeth of two structures to violently collide with each other when their relative movement to each other changes, for example when the torque changes.
  • shafts or hubs and their mating counterparts are the major sources of play and spin, play can also occur with other structures, such as loose rivets between rotating disks.
  • the present invention includes an assembly for improving a spline connection, comprising: a first assembly that is at least comprises a first wedge; a second assembly comprising at least one second wedge; an integrated mounting assembly for securing the first assembly to the second assembly in the axial direction; and a bias assembly for biasing the first and second assemblies together in different directions of rotation.
  • both the first and second assemblies are annular, and the first and second disk assemblies each have first and second inner and outer edges, respectively.
  • the at least one first and the at least one second wedge are mounted on the first or second outer edge or on the first and second inner edge.
  • the bias assembly is arranged to rotate the at least one first and second wedge in the direction of rotation.
  • the bias assembly is configured to have a range of motion and the at least one first and second wedge may be aligned within the range of motion.
  • the bias assembly includes at least one compression spring and a spring receiving assembly.
  • the at least one compression spring and the at least one spring receiving assembly are tangentially disposed about the first and second disc assemblies.
  • the at least one spring includes first and second ends connected to the first and second disk assemblies, respectively, and the at least one spring receiving assembly includes a first pin on the first disk assembly and a second pin on the second disk assembly.
  • the first and second pins are arranged to receive the first and second ends, respectively.
  • the first pin is arranged in a first rotational direction and the second pin in a second rotational direction opposite to the first rotational direction.
  • the mounting assembly includes a protruding member disposed on the first or second disk assembly and a receiving aperture disposed on the other of the two disk assemblies, respectively.
  • the first disk assembly may be rotatably connected to the second disk assembly.
  • the first disk assembly may be connected in the axial direction with the second disk assembly.
  • the present invention also includes a method for improving a spline connection.
  • one aspect of the invention is to provide an assembly and method for improving spline engagement to prevent and / or minimize clearance between a shaft, hub or the like and a mating counterpart.
  • Another aspect of the present invention is to provide an improved spline connection that prevents and / or minimizes rattling noises.
  • Figures 1 and 2 are perspective views of a keyway according to the invention in the rest state or in the mutually prestressed state;
  • Fig. 3 is an exploded view of a spline connection according to the invention.
  • Fig. 4 is an enlarged section of a spline connection according to the invention.
  • Fig. 5 is a plan view of a first disk assembly according to the invention.
  • Fig. 6 is a front view of a first disk assembly according to the invention.
  • Fig. 7 is a plan view of a second disk assembly according to the invention
  • Fig. 8 is a front view of a first disk assembly according to the invention
  • Fig. 9 is a front view of a spline connection according to the invention in relative resting state
  • Fig. 10 is a front view of a spline connection according to the invention in a preloaded condition
  • Figures 11 to 12 are front views of an alternative spline connection according to the invention.
  • the wedge connector assembly 10 is shown to broadly include a first assembly 12, a second assembly 14, an integrated attachment assembly 16, and a bias assembly 18.
  • the first assembly 12 and the second assembly 14 each comprise annular discs having a plurality of wedges 22 of the same size attached to its inner edge and grooves 24. It will be appreciated that while the first assembly 12 and the second assembly 14 are shown as being comprised of a pair of annular discs, the invention is not limited to discs or annular structures. Further, it should be understood that the first assembly 12 and the second assembly 14 may be referred to hereinafter as the first disk assembly 12 and the second disk assembly 14, for purposes of clarity.
  • the first disk assembly 12 comprises a friction material 20 with channels 21 extending therein.
  • the channels 21 are via openings 26 with each other.
  • the apertures 26 are disposed on a radius of the first disk assembly and configured to receive protruding components 34 of a mounting assembly 16.
  • the first disk assembly 12 also includes a plurality of recesses 28 that are part of a bias assembly 18.
  • the recesses 28 include pins 30 for supporting a first end of one of the compression springs 32 of the bias assemblies. In the illustrated embodiment, four (4) recesses are spaced about 90 degrees apart across the first disk assembly. The pins 30 of each recess 28 occupy approximately the same rotational direction with respect to the first disk assembly.
  • the second disk assembly 14 comprises protruding components 34, recesses 36, pins 38, wedges 22 and grooves 24.
  • the protruding members 34 are disposed on a radius of the second disc assembly and configured to be received through the apertures 26 of the first disc assembly.
  • four (4) projecting members 34 are spaced about 90 degrees apart across the second disk assembly and arranged to be received by the four apertures 26 of the first disk assembly.
  • the protruding members 34 generally include a base portion 40 and a tongue portion 42.
  • the base portion 40 forms an integral part of the outer periphery of the second disc assembly and the tongue portion projects therefrom.
  • the tongue portions 42 occupy the same direction of rotation with respect to the second disc assembly and allow for rotatable attachment to the first disc assembly.
  • the length of the base parts is smaller than the length of the openings 26, so that the first and the second disc can rotate in the assembled state against each other.
  • the second disk assembly 14 also includes four (4) recesses 36 spaced about 90 degrees apart over the second disk assembly.
  • the pins 38 of each recess 36 are arranged to receive a second end of one of the compression springs 32.
  • the pins 38 occupy approximately the same rotational direction with respect to the second disk assembly, which is opposite to the direction of rotation of the pins 30 of the first disk assembly.
  • the mounting assembly 16 generally serves to prevent the separation between the first and second disk assemblies in the axial direction and at the same time to a certain extent a rotational movement allow each other.
  • the mounting assembly 16 generally includes openings 26 disposed in the first disk assembly and protruding components 34 that protrude from the second disk assembly.
  • the apertures 26 are equidistantly spaced on a radius of the first disk assembly and configured to receive the protruding members 34, as discussed above.
  • the protruding members 34 are spaced about 90 degrees apart on the second disc assembly and include base members 40 and tab members 42.
  • the tab members 42 share a same rotational direction with respect to the second disc assembly and cause the second disc assembly to be rotatably connected to the first disc assembly is.
  • the length of the base parts is less than the length of the openings 26, so that the first and the second disc assembly can be interconnected and rotate relative to each other.
  • the tongue portions 42 In the assembled state, the tongue portions 42 generally protrude beyond an edge of the openings 26 and connect the first and second disk assemblies together in the axial direction.
  • the preload assembly 18 generally includes a plurality of recesses 28 on the inner edge of the first disc assembly 12, a plurality of recesses 36 on the inner edge of the second disc assembly 14, and a plurality of compression springs 32.
  • the recesses 28 and 36 are identical in size and shape and include pins 30 and 38, respectively. Pins 30 and 38 are aligned with each other and configured to receive the de-energized ends of compression springs 32. For receiving the springs can also serve correspondingly shaped pockets.
  • the compression springs 32 thus serve to push the first and the second disk assembly apart so that they are displaced in the opposite direction of rotation. It will be appreciated that while the recesses 28 and 36 of each of the first and second disk assemblies are spaced about 90 degrees apart on their respective disks, they are offset between the first and second disk assemblies so that the two disk assemblies rotate in opposite directions can be moved. In other words, when the wedges 22 and the grooves 24 are aligned with each other, the recesses 28 and 36 do not mate with each other (see FIG. 12). Likewise, the wedges 22 and the grooves 24 of the two disc assemblies do not match (see FIG. 11) when the recesses 28 and 36 are aligned.
  • Figures 11 through 12 show an alternative embodiment of the invention configured to allow the first and second disk assemblies to be connected together in the axial direction.
  • the first disc assembly includes at least one pair of apertures 44 spaced apart by about 180 degrees.
  • the second disk assembly includes at least one pair of protruding members 34 projecting into the openings.
  • the apertures 44 include long portions 46 and short portions 48.
  • the long portions 46 are long enough to receive the protruding portions 34 when the first disk assembly is seated on the second disk assembly.
  • the short sections 48 are shorter than the long sections 46 and short enough to accommodate the bases 40 of the protruding components.
  • the base portion 40 and the tongue portion 42 of the protruding members are longer than the short portion 48 so that the first disc assembly can be axially connected to the second disc assembly when the first and second discs are joined together in the axial direction and compression springs between the two disc assemblies are inserted.
  • the wedges 22 and the grooves 24 are attached to outer circumferential lobes of a pair of assemblies.
  • a plurality of bias assemblies 18 are disposed between the first disk assembly 12 and the second disk assembly 14.
  • One method of use of the invention involves applying the first or second assembly to a splined shaft or hub, applying a force to overcome the bias of the bias assembly 18, that the wedges and grooves of the first and second assemblies of FIG. 10 are aligned, further sliding the now aligned first or second assemblies onto the splined shaft or hub, and decreasing the force applied to override the preload the first and the second assembly of FIG. 9 can be moved against each other so that all possible spaces between the shaft or hub and the secured by spline connection member are closed.

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Abstract

Eine Baugruppe zur Verbesserung einer Verbindung zwischen Keilnutbaugruppen beinhaltet allgemein eine erste und eine zweite Baugruppe mit jeweils mindestens einem daran angebrachten Keil, eine integrierte Befestigungsbaugruppe zum Befestigen der ersten Baugruppe bezüglich der zweiten Baugruppe in axialer Richtung und eine Vorspannungsbaugruppe zum Ausüben einer Kraft, um die erste und die zweite Baugruppe in unterschiedlichen Drehrichtungen gegeneinander zu verschieben. Bei einer Ausführungsart sind die erste und die zweite Baugruppe ringförmige Scheiben. Ein Verfahren zur Verbesserung einer Verbindung zwischen Keilnutbaugruppen beinhaltet allgemein das Ausüben einer Vorspannung zwischen der ersten und der zweiten Baugruppe derart, dass diese in unterschiedlichen Drehrichtungen gegeneinander verschoben werden. Bei dem obigen Verfahren weisen die erste und die zweite Baugruppe jeweils mindestens einen Keil, eine integrierte Befestigungsbaugruppe zum Befestigen der ersten Baugruppe bezüglich der zweiten Baugruppe in axialer Richtung und eine Vorspannungsbaugruppe auf. Bei einer Ausführungsart des obigen Verfahrens sind die erste und die zweite Baugruppe ringförmige Scheiben.

Description

Verbesserte Keilnυtverbindunq
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verbesserungen an Verbindungsbaugruppen zur Verringerung von Schwingungen in Einrichtungen, die im Allgemeinen Drehbewegungen ausgesetzt sind, und insbesondere Verbesserungen zur Verringerung des Spiels zwischen Keilnutverbindungen von Wellen, Naben und ähnlichen Strukturen sowie der Schwingungsgeräusche.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Kupplungen und Drehmomentwandler übertragen Drehkräfte zwischen einem Motor und einem Fahrzeuggetriebe und dämpfen gleichzeitig unerwünschte Schwingungen und Geräusche. Eine der unerwünschten Schwingungen entsteht üblicherweise durch das Spiel in Kraftübertragungssystemen. Das Spiel stammt aus verschiedenen Quellen; eine Quelle umfasst die Verbindung zwischen einer durch Keile und Nuten gesicherten Welle oder Nabe und einem passenden Gegenstück. Spiel entsteht im Allgemeinen durch kleine Zwischenräume zwischen den Keilen einer rotierenden Welle oder Nabe und den Keilen eines passenden rotierenden Gegenstücks, z.B. einem Zahnrad oder Ähnlichem. Die kleinen Zwischenräume ermöglichen es, dass die Keile oder Zähne von zwei Strukturen heftig gegeneinander stoßen, wenn sich ihre Relativbewegung zueinander ändert, zum Beispiel wenn sich das Drehmoment ändert. Zwar stellen Wellen oder Naben und ihre passenden Gegenstücke die Hauptquellen von Spiel und Drehgeräuschen dar, jedoch kann Spiel auch bei anderen Strukturen auftreten, zum Beispiel bei lockeren Nietverbindungen zwischen rotierenden Scheiben.
Deshalb wird eine verbesserte Anordnung zur Verringerung des Spiels in Keilnutverbindungen und, in geringerem Maße, zur Verringerung von Rotationsgeräuschen benötigt.
KURZER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Im weitesten Sinne umfasst die vorliegende Erfindung eine Baugruppe zur Verbesserung einer Keilnutverbindung, die Folgendes beinhaltet: eine erste Baugruppe, die mindestens einen ersten Keil umfasst; eine zweite Baugruppe, die mindestens einen zweiten Keil umfasst; eine integrierte Befestigungsbaugruppe zur Befestigung der ersten Baugruppe an der zweiten Baugruppe in axialer Richtung; und eine Vorspannungsbaugruppe zum gegenseitigen Vorspannen der ersten und der zweiten Baugruppe in verschiedenen Drehrichtungen. Gemäß einigen Aspekten sind sowohl die erste als auch die zweite Baugruppe ringförmig, und die erste und die zweite Scheibenbaugruppe haben jeweils einen ersten und einen zweiten Innen- bzw. Außenrand. Der mindestens eine erste und der mindestens eine zweite Keil sind am ersten bzw. zweiten Außenrand oder am ersten bzw. zweiten Innenrand angebracht.
Gemäß einigen Aspekten ist die Vorspannungsbaugruppe so angeordnet, dass sie den mindestens einen ersten und zweiten Keil in Drehrichtung verstellt. Die Vorspannungsbaugruppe ist so konfiguriert, dass sie einen Bewegungsbereich aufweist und der mindestens eine erste und zweite Keil innerhalb des Bewegungsbereichs aufeinander ausgerichtet werden können. Gemäß einigen Aspekten umfasst die Vorspannungsbaugruppe mindestens eine Druckfeder und eine Federaufnahmebaugruppe. Die mindestens eine Druckfeder und die mindestens eine Federaufnahmebaugruppe sind tangential um die erste und die zweite Scheibenbaugruppe herum angeordnet. Gemäß einigen Aspekten umfasst die mindestens eine Feder ein erstes und ein zweites Ende, die mit der ersten bzw. der zweiten Scheibenbaugruppe verbunden sind, und die mindestens eine Federaufnahmebaugruppe umfasst einen ersten Stift auf der ersten Scheibenbaugruppe und einen zweiten Stift auf der zweiten Scheibenbaugruppe. Der erste und der zweite Stift sind so angeordnet, dass sie das erste bzw. das zweite Ende aufnehmen. Der erste Stift ist in einer ersten Drehrichtung und der zweite Stift in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung angeordnet.
Gemäß einigen Aspekten umfasst die Befestigungsbaugruppe ein hervorstehendes Bauteil, das an der ersten oder der zweiten Scheibenbaugruppe angeordnet ist, und eine Aufnahmeöffnung, die jeweils an der anderen der beiden Scheibenbaugruppen angeordnet ist. Die erste Scheibenbaugruppe kann mit der zweiten Scheibenbaugruppe drehbar verbunden werden. Die erste Scheibenbaugruppe kann in axialer Richtung mit der zweiten Scheibenbaugruppe verbunden werden. Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Verbesserung einer Keilnutverbindung.
Somit besteht ein Aspekt der Erfindung darin, eine Baugruppe und ein Verfahren zur Verbesserung einer Keilnutverbindung bereitzustellen, um das Spiel zwischen einer Welle, einer Nabe oder Ähnlichem und einem passenden Gegenstück zu verhindern und/oder auf ein Mindestmaß zu verringern.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Keilnutverbindung bereitzustellen, die Klappergeräusche verhindert und/oder auf ein Mindestmaß verringert.
Diese sowie weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung und den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen deutlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Das Wesen und die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren genauer beschrieben, wobei:
die Figuren 1 und 2 perspektivische Ansichten einer Keilnutverbindung gemäß der Erfindung im Ruhezustand bzw. im gegeneinander vorgespannten Zustand sind;
Fig. 3 eine Explosionsansicht einer Keilnutverbindung gemäß der Erfindung ist;
Fig. 4 ein vergrößerter Ausschnitt einer Keilnutverbindung gemäß der Erfindung ist;
Fig. 5 eine Draufsicht einer ersten Scheibenbaugruppe gemäß der Erfindung ist;
Fig. 6 eine Vorderansicht auf eine erste Scheibenbaugruppe gemäß der Erfindung ist;
Fig. 7 eine Draufsicht einer zweiten Scheibenbaugruppe gemäß der Erfindung ist; Fig. 8 eine Vorderansicht auf eine erste Scheibenbaugruppe gemäß der Erfindung ist;
Fig. 9 eine Vorderansicht auf eine Keilnutverbindung gemäß der Erfindung im relativen Ruhezustand ist;
Fig. 10 eine Vorderansicht auf eine Keilnutverbindung gemäß der Erfindung in einem vorgespannten Zustand ist; und
die Figuren 11 bis 12 Vordersichten auf eine alternative Keilnutverbindung gemäß der Erfindung sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass gleiche Bezugsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente der Erfindung bezeichnen. Ferner ist klar, dass die vorliegende beanspruchte Erfindung zwar in Bezug auf die als bevorzugt anzusehenden Aspekte beschrieben wird, aber nicht auf die im Einzelnen beschriebenen Aspekte beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung wird zwar im Zusammenhang mit ringförmigen Scheibenbaugruppen beschrieben wird, sie ist aber nicht auf solche Baugruppen beschränkt.
In den Figuren 1 bis 12 ist die Keilverbindungsbaugruppe 10 so dargestellt, dass sie im weitesten Sinne eine erste Baugruppe 12, eine zweite Baugruppe 14, eine integrierte Befestigungsbaugruppe 16 und eine Vorspannungsbaugruppe 18 umfasst. Bei der dargestellten Ausführungsart umfassen die erste Baugruppe 12 und die zweite Baugruppe 14 jeweils ringförmige Scheiben mit einer Vielzahl an ihrem Innenrand angebrachter Keile 22 und Nuten 24 identischer Größe. Es ist klar, dass die erste Baugruppe 12 und die zweite Baugruppe 14 zwar so dargestellt sind, dass sie aus einem Paar ringförmiger Scheiben bestehen, die Erfindung aber nicht auf Scheiben oder ringförmige Strukturen beschränkt ist. Ferner sollte klar sein, dass die erste Baugruppe 12 und die zweite Baugruppe 14 der Eindeutigkeit halber im Folgenden als erste Scheibenbaugruppe 12 und als zweite Scheibenbaugruppe 14 bezeichnet werden können.
In den Figuren 1 bis 6 ist genauer dargestellt, dass die erste Scheibenbaugruppe 12 ein Reibungsmaterial 20 mit darin verlaufenden Kanälen 21 umfasst. Die Kanäle 21 stehen über Öffnungen 26 miteinander in Verbindung. Die Öffnungen 26 sind auf einem Radius der ersten Scheibenbaugruppe angeordnet und so konfiguriert, dass sie hervorstehende Bauteile 34 einer Befestigungsbaugruppe 16 aufnehmen. Die erste Scheibenbaugruppe 12 beinhaltet auch eine Vielzahl von Aussparungen 28, die Bestandteil einer Vorspannungsbaugruppe 18 sind. Die Aussparungen 28 beinhalten Stifte 30 zur Halterung eines ersten Endes einer der Druckfedern 32 der Vorspannungsbaugruppen. Bei der dargestellten Ausführungsart sind vier (4) Aussparungen im Abstand von je etwa 90 Grad über die erste Scheibenbaugruppe verteilt. Die Stifte 30 jeder Aussparung 28 nehmen bezüglich der ersten Scheibenbaugruppe eine etwa gleiche Drehrichtung ein.
In den Figuren 1 bis 4 und 7 bis 8 ist genauer dargestellt, dass die zweite Scheibenbaugruppe 14 hervorstehende Bauteile 34, Aussparungen 36, Stifte 38, Keile 22 und Nuten 24 umfasst. Die hervorstehenden Bauteile 34 sind auf einem Radius der zweiten Scheibenbaugruppe angeordnet und so konfiguriert, dass sie durch die Öffnungen 26 der ersten Scheibenbaugruppe aufgenommen werden. Bei der dargestellten Ausführungsart sind vier (4) hervorstehende Bauteile 34 im Abstand von je etwa 90 Grad über die zweite Scheibenbaugruppe verteilt und so angeordnet, dass sie durch die vier Öffnungen 26 der ersten Scheibenbaugruppe aufgenommen werden. Die hervorstehenden Bauteile 34 beinhalten allgemein einen Basisteil 40 und einen Zungenteil 42. Bei der dargestellten Ausführungsart bildet der Basisteil 40 einen integralen Bestandteil des Außenrandes der zweiten Scheibenbaugruppe, und der Zungenteil steht von diesem ab. Die Zungenteile 42 nehmen bezüglich der zweiten Scheibenbaugruppe dieselbe Drehrichtung ein und gestatten eine drehbare Befestigung an der ersten Scheibenbaugruppe. Die Länge der Basisteile ist kleiner als die Länge der Öffnungen 26, damit sich die erste und die zweite Scheibe im Montagezustand gegeneinander verdrehen können. Bei der dargestellten Ausführungsart beinhaltet die zweite Scheibenbaugruppe 14 auch vier (4) Aussparungen 36, die im Abstand von etwa 90 Grad über die zweite Scheibenbaugruppe verteilt sind. Die Stifte 38 jeder Aussparung 36 sind so angeordnet, dass sie ein zweites Ende einer der Druckfedern 32 aufnehmen. Die Stifte 38 nehmen bezüglich der zweiten Scheibenbaugruppe eine etwa gleiche Drehrichtung ein, die der Drehrichtung der Stifte 30 der ersten Scheibenbaugruppe entgegengesetzt ist.
Die Figuren 1 bis 8 zeigen deutlich, dass die Befestigungsbaugruppe 16 allgemein dazu dient, die Trennung zwischen der ersten und der zweiten Scheibenbaugruppe in axialer Richtung zu verhindern und gleichzeitig in bestimmtem Maße eine Drehbewegung untereinander zuzulassen. Die Befestigungsbaugruppe 16 umfasst allgemein Öffnungen 26, die in der ersten Scheibenbaugruppe angeordnet sind, und hervorstehende Bauteile 34, die aus der zweiten Scheibenbaugruppe herausragen. Die Öffnungen 26 sind wie oben erörtert in gleichmäßigen Abständen auf einem Radius der ersten Scheibenbaugruppe angeordnet und so konfiguriert, dass sie die herausragenden Bauteile 34 aufnehmen. Die hervorstehenden Bauteile 34 sind im Abstand von etwa 90 Grad auf der zweiten Scheibenbaugruppe verteilt und beinhalten Basisteile 40 und Zungenteile 42. Die Zungenteile 42 nehmen bezüglich der zweiten Scheibenbaugruppe eine gleiche Drehrichtung ein und sorgen dafür, dass die zweite Scheibenbaugruppe drehbar mit der ersten Scheibenbaugruppe verbunden ist. Die Länge der Basisteile ist kleiner als die Länge der Öffnungen 26, damit die erste und die zweite Scheibenbaugruppe miteinander verbunden werden und sich relativ zueinander drehen können. Im Montagezustand ragen die Zungenteile 42 im Allgemeinen über eine Kante der Öffnungen 26 hinaus und verbinden die erste und die zweite Scheibenbaugruppe in axialer Richtung miteinander.
Die Figuren 1 bis 10 zeigen deutlich, dass die Vorspannungsbaugruppe 18 dazu dient, die erste Scheibenbaugruppe in Drehrichtung gegenüber der zweiten Scheibenbaugruppe so zu verschieben, dass alle Lücken geschlossen werden können, die beim Verbinden der Baugruppe mit einem Keil vorhanden sein können. Die Vorspannungsbaugruppe 18 umfasst im Allgemeinen eine Vielzahl von Aussparungen 28 am Innenrand der ersten Scheibenbaugruppe 12, eine Vielzahl von Aussparungen 36 am Innenrand der zweiten Scheibenbaugruppe 14 und eine Anzahl Druckfedern 32. Bei der dargestellten Ausführungsart sind die Aussparungen 28 und 36 in Größe und Form identisch und umfassen Stifte 30 bzw. 38. Die Stifte 30 und 38 sind gegeneinander ausgerichtet und so konfiguriert, dass sie die entgesetzten Enden der Druckfedern 32 aufnehmen. Zum Aufnehmen der Federn können auch entsprechend geformte Taschen dienen. Die Druckfedern 32 dienen somit dazu, die erste und die zweite Scheibenbaugruppe so auseinander zu drücken, dass sie in entgegengesetzter Drehrichtung verschoben sind. Es ist klar, dass die Aussparungen 28 und 36 jeder der ersten und zweiten Scheibenbaugruppe zwar im Abstand von etwa 90 Grad auf ihrer jeweiligen Scheibe verteilt sind, aber zwischen der ersten und der zweiten Scheibenbaugruppe so gegeneinander verschoben sind, dass die beiden Scheibenbaugruppen in entgegengesetzter Drehrichtung verschoben sein können. Mit anderen Worten, wenn die Keile 22 und die Nuten 24 aufeinander ausgerichtet sind, passen die Aussparungen 28 und 36 nicht zusammen bzw. sind gegeneinander verschoben (siehe Fig. 12). Desgleichen passen die Keile 22 und die Nuten 24 der beiden Scheibenbaugruppen nicht zusammen (siehe Fig. 11), wenn die Aussparungen 28 und 36 aufeinander ausgerichtet sind. Wenn die Keile und die Nuten der beiden Scheibenbaugruppen aufeinander ausgerichtet sind, kann davon gesprochen werden, dass sich die Baugruppe im vorgespannten Zustand befindet, da zum Ausrichten der Keile und Nuten aufeinander eine Gegenkraft zur Überwindung der Vorspannung der Druckfedern aufgebracht werden muss. Der Zustand, in welchem die Keile und die Nuten nicht aufeinander ausgerichtet sind, kann als Ruhezustand bezeichnet werden, da die Ausdehnung der Druckfedern 32 durch die Seitenwände der Aussparungen 28 und 36 begrenzt ist.
Die Figuren 11 bis 12 zeigen eine alternative Ausführungsart der Erfindung, die so konfiguriert ist, dass die erste und die zweite Scheibenbaugruppe in axialer Richtung miteinander verbunden werden können. Bei einer solchen Ausführungsart umfasst die erste Scheibenbaugruppe mindestens ein Paar Öffnungen 44, die im Abstand von etwa 180 Grad voneinander angeordnet sind. Desgleichen umfasst die zweite Scheibenbaugruppe mindestens ein Paar hervorstehender Bauteile 34, die in die Öffnungen ragen. Die Öffnungen 44 umfassen lange Abschnitte 46 und kurze Abschnitte 48. Die langen Abschnitte 46 sind lang genug, damit sie die hervorstehenden Teile 34 aufnehmen können, wenn die erste Scheibenbaugruppe auf die zweite Scheibenbaugruppe aufgesetzt wird. Die kurzen Abschnitte 48 sind kürzer als die langen Abschnitte 46 und kurz genug, damit sie die Basisteile 40 der hervorstehenden Bauteile aufnehmen können. Zusammen genommen sind der Basisteil 40 und der Zungenteil 42 der hervorstehenden Bauteile jedoch länger als der kurze Abschnitt 48, sodass die erste Scheibenbaugruppe in axialer Richtung mit der zweiten Scheibenbaugruppe verbunden werden kann, wenn die erste und die zweite Scheibe in axialer Richtung zusammengefügt und Druckfedern zwischen die beiden Scheibenbaugruppen eingefügt werden.
Bei einigen (nicht gezeigten) Aspekten sind die Keile 22 und die Nuten 24 an äußeren U mfangsf lachen eines Baugruppenpaars angebracht. Bei einer solchen Ausführungsart sind zwischen der ersten Scheibenbaugruppe 12 und der zweiten Scheibenbaugruppe 14 eine Vielzahl von Vorspannungsbaugruppen 18 angeordnet.
Ein Verfahren zur Anwendung der Erfindung beinhaltet das Aufbringen der ersten oder der zweiten Baugruppe auf eine Welle oder Nabe mit Keilnutverbindung, das Ausüben einer Kraft zur Überwindung der Vorspannung der Vorspannungsbaugruppe 18 in der Weise, dass die Keile und die Nuten der ersten und der zweiten Baugruppe gemäß Fig. 10 aufeinander ausgerichtet sind, ferner das Aufschieben der nun aufeinander ausgerichteten ersten oder zweiten Baugruppe auf die Welle oder Nabe mit Keilnutverbindung und das Nachlassen der zur Überwindung der Vorspannung ausgeübten Kraft, sodass die erste und die zweite Baugruppe gemäß Fig. 9 so gegeneinander verschoben werden können, dass alle möglichen Zwischenräume zwischen der Welle oder Nabe und dem durch Keilnutverbindung gesicherten Bauteil geschlossen sind.
Somit wird deutlich, dass die Aspekte der vorliegenden Erfindung praktisch verwirklicht werden, obwohl klar ist, dass ein Fachmann Modifikationen und Änderungen der Erfindung vornehmen kann, die dem Geist der Erfindung entsprechen und innerhalb ihres Geltungsbereichs liegen. Ferner ist klar, dass die obige Beschreibung zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dient und nicht als Einschränkung anzusehen ist. Daher sind andere Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung möglich, ohne von Geist und Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Liste der Bauteile
10 Verbesserte Keilnutverbindung 12 Erste Baugruppe (Scheibe) 14 Zweite Baugruppe (Scheibe) 16 Befestigungsbaugruppe 18 Vorspannungsbaugruppe
20 Reibungsmaterial
21 Kanal
22 Keil 24 Nut
26 Öffnung
28 Aussparung (erste Scheibenbaugruppe)
30 Stift (erste Scheibenbaugruppe)
32 Feder
34 Hervorstehendes Bauteil
36 Aussparung (zweite Scheibenbaugruppe)
38 Stift (zweite Scheibenbaugruppe)
40 Basisteil (hervorstehendes Bauteil) Zungenteil (hervorstehendes Bauteil) Öffnung Langer Abschnitt Kurzer Abschnitt

Claims

ANSPRÜCHE
1. Baugruppe zur Verbesserung einer Keilnutverbindung, wobei die Baugruppe Folgendes umfasst:
eine erste Baugruppe, die mindestens einen ersten Keil umfasst;
eine zweite Baugruppe, die mindestens einen zweiten Keil umfasst;
eine integrierte Befestigungsbaugruppe, die so angeordnet ist, dass sie die erste Baugruppe in axialer Richtung an der zweiten Baugruppe befestigt; und
eine Vorspannungsbaugruppe, die so angeordnet ist, dass sie die erste und die zweite Baugruppe in Drehrichtung gegeneinander verschiebt.
2. Baugruppe nach Anspruch 1 , bei der die erste Baugruppe und die zweite Baugruppe jeweils ringförmig sind.
3. Baugruppe nach Anspruch 2, bei der die erste und die zweite Scheibenbaugruppe einen ersten bzw. einen zweiten Außenrand umfassen und der mindestens eine erste und mindestens eine zweite Keil am ersten bzw. zweiten Außenrand angebracht sind.
4. Baugruppe nach Anspruch 2, bei der die erste und die zweite Scheibenbaugruppe einen ersten bzw. einen zweiten Innenrand umfassen und der mindestens eine erste und mindestens eine zweite Keil am ersten bzw. zweiten Innenrand angebracht sind.
5. Baugruppe nach Anspruch 2, bei der die Vorspannungsbaugruppe so angeordnet ist, dass sie die Ausrichtung des mindestens einen ersten auf den mindestens einen zweiten Keil in Drehrichtung aufhebt.
6. Baugruppe nach Anspruch 2, bei der die Vorspannungsbaugruppe so konfiguriert ist, dass sie einen Bewegungsbereich aufweist und der mindestens erste und der mindestens zweite Keil innerhalb des Bewegungsbereichs aufeinander ausgerichtet werden können.
7. Baugruppe nach Anspruch 2, bei der die Vorspannungsbaugruppe mindestens eine Druckfeder und mindestens eine Federaufnahmebaugruppe umfasst, wobei die mindestens eine Druckfeder und die mindestens eine Federaufnahmebaugruppe tangential auf der ersten und der zweiten Scheibenbaugruppe angeordnet sind.
8. Baugruppe nach Anspruch 7, bei der die mindestens eine Feder ein erstes und ein zweites mit der ersten bzw. zweiten Scheibenbaugruppe verbundenes Ende umfasst.
9. Baugruppe nach Anspruch 8, bei der die mindestens eine Federaufnahmebaugruppe einen ersten Stift an der ersten Scheibenbaugruppe und einen zweiten Stift an der zweiten Scheibenbaugruppe umfasst, wobei der erste und der zweite Stift so angeordnet sind, dass sie das erste bzw. das zweite Ende aufnehmen.
10. Baugruppe nach Anspruch 9, bei der der erste Stift in einer ersten Drehrichtung und der zweite Stift in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung ausgerichtet sind.
11. Baugruppe nach Anspruch 1 , bei die Befestigungsbaugruppe ein an der ersten und an der zweiten Scheibenbaugruppe angebrachtes hervorstehendes Bauteil und eine an der jeweils anderen der beiden Scheibenbaugruppen angebrachte Aufnahmeöffnung umfasst.
12. Baugruppe nach Anspruch 1 , bei der die erste Scheibenbaugruppe in Drehrichtung mit der zweiten Scheibenbaugruppe drehbar verbunden sein kann.
13. Baugruppe nach Anspruch 1 , bei die erste Scheibenbaugruppe in axialer Richtung mit der zweiten Scheibenbaugruppe verbunden werden kann.
14. Verfahren zur Verbesserung einer Keilnutverbindung, die eine erste und eine zweite Scheibenbaugruppe mit mindestens einem ersten bzw. einem zweiten daran angebrachten Keil, mit einer integrierten Befestigungsbaugruppe und einer Vorspannungsbaugruppe umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Befestigen der ersten Scheibenbaugruppe an der zweiten Scheibenbaugruppe mittels der Befestigungsbaugruppe in axialer Richtung;
Drehen der ersten und der zweiten Baugruppe mittels der Vorspannungsbaugruppe in verschiedenen Drehrichtungen zueinander.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die erste und die zweite Baugruppe jeweils ringförmig sind.
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die erste und die zweite Scheibenbaugruppe einen ersten bzw. einen zweiten Außenrand umfassen; und das Verfahren ferner Folgendes umfasst: das Anbringen des mindestens einen ersten und mindestens einen zweiten Keils am ersten bzw. zweiten Außenrand.
17. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die erste und die zweite Scheibenbaugruppe einen ersten bzw. einen zweiten Innenrand umfassen; und das Verfahren ferner Folgendes umfasst: das Anbringen des mindestens einen ersten und mindestens einen zweiten Keils am ersten bzw. zweiten Außenrand.
18. Verfahren nach Anspruch 15, das ferner Folgendes umfasst: das Aufheben der Ausrichtung der ersten Scheibenbaugruppe auf die zweite Scheibenbaugruppe in Drehrichtung.
19. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Vorspannungsbaugruppe so konfiguriert ist, dass sie einen Bewegungsbereich aufweist und die mindestens eine erste und die mindestens zweite Scheibenbaugruppe innerhalb des Bewegungsbereichs aufeinander ausgerichtet werden können.
20. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Vorspannungsbaugruppe mindestens eine Druckfeder und mindestens eine Federaufnahmeeinheit umfasst; und
das Verfahren ferner Folgendes umfasst: das tangentiale Anordnen der mindestens einen Druckfeder und der mindestens einen Federaufnahmebaugruppe auf der ersten und der zweiten Scheibenbaugruppe.
21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die mindestens eine Feder ein erstes und ein erstes Ende umfasst; und
das Verfahren ferner Folgendes umfasste: Verbinden des ersten und des zweiten Endes mit der ersten bzw. zweiten Scheibenbaugruppe.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , bei dem die mindestens eine Federaufnahmebaugruppe einen ersten Stift an der ersten Scheibenbaugruppe und einen zweiten Stift an der zweiten Scheibenbaugruppe umfasst; und
das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Aufnehmen des ersten und des zweiten Endes durch den ersten bzw. zweiten Stift.
23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der erste Stift in einer ersten Drehrichtung und der zweite Stift in einer zweiten, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten, Drehrichtung ausgerichtet sind.
24. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Befestigungsbaugruppe ein an einer der ersten und zweiten Scheibenbaugruppe angebrachtes hervorstehendes Bauteil und eine an der jeweils anderen der beiden Scheibenbaugruppen angebrachte Aufnahmeöffnung umfasst.
25. Verfahren nach Anspruch 14, das ferner Folgendes umfasst: drehbares Befestigen der ersten Scheibenbaugruppe an der zweiten Scheibenbaugruppe.
26. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem ferner Folgendes umfasst: Befestigen der ersten Scheibenbaugruppe an der zweiten Scheibenbaugruppe in axialer Richtung.
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