WO2013056772A1 - Biegedrehfeder - Google Patents

Biegedrehfeder Download PDF

Info

Publication number
WO2013056772A1
WO2013056772A1 PCT/EP2012/003883 EP2012003883W WO2013056772A1 WO 2013056772 A1 WO2013056772 A1 WO 2013056772A1 EP 2012003883 W EP2012003883 W EP 2012003883W WO 2013056772 A1 WO2013056772 A1 WO 2013056772A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spring
cams
last
torsion spring
bending torsion
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/003883
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Gerd Eckel
Bernhard Röhrig
Original Assignee
Carl Freudenberg Kg
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 Carl Freudenberg Kg filed Critical Carl Freudenberg Kg
Priority to EP20120769911 priority Critical patent/EP2769115B1/de
Publication of WO2013056772A1 publication Critical patent/WO2013056772A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04—Wound springs
    • F16F1/12—Attachments or mountings
    • F16F1/123—Attachments or mountings characterised by the ends of the spring being specially adapted, e.g. to form an eye for engagement with a radial insert
    • 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
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/025—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by having a particular shape
    • 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
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04—Wound springs
    • F16F1/042—Wound springs characterised by the cross-section of the wire
    • 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
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04—Wound springs
    • F16F1/06—Wound springs with turns lying in cylindrical surfaces

Definitions

  • the invention relates to a bending torsion spring for transmitting torques, comprising a helically wound spring body having on the one hand a torque introduction device on the face side and, on the other hand, a torque extraction device on the face side.
  • Such a bending torsion spring is known from DE 10 2008 017 626 A1.
  • the bending torsion spring is arranged in the axial direction between a drive disk and an output disk and expandable and contractible in the radial direction.
  • the bending torsion spring is provided for rotational damping and, for example, in the drive train of a motor vehicle for the isolation of rotational irregularities of an internal combustion engine used.
  • the front side on both sides of the helically wound spring body is connected to separately generated coupling rings, wherein the coupling rings have molded cams in order to transmit the introduced torques can.
  • the coupling rings are with the end faces of the spring body and the cams with the Coupling rings welded.
  • the cams are arranged on the end faces of the coupling rings, which are axially facing away from the spring body.
  • the previously known bending torsion spring thus has coupling rings of complex shape.
  • the production is therefore unsatisfactory in terms of production and economic terms.
  • the invention is based on the object, a bending torsion of
  • the bending torsion spring according to the invention Compared to the bending torsion spring of the prior art mentioned above, in the case of the bending torsion spring according to the invention there is no need for separately produced coupling rings to be connected with spring body and cam.
  • the coupling rings of the bending torsion spring according to the invention are formed by the end side last spring coils themselves.
  • the cams are arranged on the last spring coils of the spring body.
  • the bending torsion spring has compact dimensions.
  • Expansion and contraction of the spring body is held in its concentric position about the axis of rotation by the cam pairs, which are guided in corresponding guide means of a drive and an output disc in the circumferential direction and radial direction.
  • the bending torsion spring according to the invention also has a high
  • Diameter expands, move the pairs of cams with the spring end in the radial direction. Pulls the spring body due to initiation of
  • the pairs of cams also move with the spring end in the radial direction.
  • the torque as a pair of forces on the cam pairs and discharged and guided on the radial surfaces of the cam pairs, the spring such that the spring is held concentrically around the axis of rotation.
  • the cams and the end side last spring coils may preferably be materially connected, more preferably welded together.
  • the cams are connected in each case so far directly with the end side last spring turns, as no separate coupling ring, such as in the prior art, is used.
  • a welded joint is proven, easy and inexpensive to produce, robust and ensures a reliable connection of the cams with the last spring turns during a long service life.
  • the spring coils of the spring body preferably consist of a
  • undesirable deformations may be formed, for example, by a conical positioning of the spring coils, which is referred to as "plates". Deviating dimensions of the spring body arise at
  • Spring coils are tilted accordingly arranged in the installation space; the spring coils are practically in the form of a plate spring.
  • Circumferential shafts that is, the spring coils deform, in
  • the cams can, viewed in each case in the circumferential direction of the spring body, have two opposing radial guide surfaces, which in corresponding guide means of a drive and an output disc in
  • the guide surfaces are radially and circumferentially in contact with the corresponding guide means of the input and the driven pulley.
  • the cams are preferably, as well as the spring body, made of a metallic material.
  • the cams can be particularly well welded to the spring body.
  • the bending torsion spring is always held during its intended use in a concentric position about its axis of rotation. In the case of radial expansion and contraction, this results in a linear movement of the ends of the spring body in the radial direction.
  • the guide surfaces which are the cams and thus the
  • Bend torsion spring radially guide are designed so that this linear movement is proportional to the relative torsion of drive and driven pulley.
  • the guide surfaces can be guided by the guide means such that the axis of rotation independently of the axis of rotation coincides with the axis of rotation of the bending torsion spring.
  • the two front ends of the spring body are designed as active spring ends.
  • the bending torsion has a high power density.
  • Bending torsion spring makes this the active part of the bending torsion spring and allows even smaller space requirements and thus even higher
  • the half rings are part of the bending torsion spring and defines the torsion spring rate.
  • the half rings as well as the last spring coils with can on the circumference in both the thickness, as well as in the radial extent through
  • the last and the penultimate spring winding of each end face of the spring body are integrally connected to each other, preferably only in the region of the first cam.
  • the connection of the last and the penultimate spring winding can be designed so that no appreciable local increase in voltage occurs. This is explained by the positioning of the connecting means, which are arranged with their centers on the middle radius or better on the radius of the neutral fiber of the bending torsion spring. In this almost not
  • the design can be carried out as follows:
  • the connecting means can be completely or partially welded along their axial displacement. This is to be attached to the weld stress for a given load case.
  • FIG. 2 shows the bending torsion spring of Figure 1 showing the connection of the cam with the bending torsion spring ..; the bending torsion spring of Figure 1 showing the connection of the last with the penultimate bending torsion spring winding; a second embodiment of a bending torsion spring without
  • Fig. 1 is a first embodiment of the invention
  • Bending torsion spring shown.
  • the bending torsion spring is used to transmit torque, the torque by means of
  • Torque introduction device 2 is transmitted to the helically wound spring body 1 and the helically wound spring body 1 on the Drehmomentaus effets learned 3.
  • cams 6, 7 and 8, 9 each have radial guide surfaces 16, 17, with which they are in guide means of one here not shown and an output disk in the radial direction 18 are guided back and forth movable.
  • the spring body 1 of the bending torsion spring is designed substantially equal in all embodiments, wherein the spring coils of the spring body 1 consist of a flat steel, with a substantially rectangular cross-section 15, wherein the ratio V of radial height H and axial width B is about 4 to 6; the spring body 1 is thus wound upright.
  • cams 7, 8, 9 are connected to the last spring coils 1 1, 12.
  • the connection of cams 6 and 7 with the last spring coil 1 1 and the connection of cams 8 and 9 with the last spring coil 12 are in this case formed by the pin 23.
  • Bolzano 23 are with the cams 6, 7, 8, 9 and with the last spring coils 1 1, 12 by welding
  • Fig. 3 the welding of the last spring coil 1 1 is shown with the penultimate spring winding 19. Accordingly, last spring coil 12 is connected to the penultimate spring coil 20.
  • Spring winding 20 are formed by two connecting means 24. These connecting means 24 are connected to the penultimate spring winding 19/20 and / or to the last spring winding 1 1/12 by welding cohesively.
  • the connecting means 24 are circumferentially spaced and centered on the center radius, or more preferably on the radius of the neutral fiber of the bending torsion spring.
  • the ends 13, 14 of each end face last spring coils 1 1, 12 of the spring body 1 are formed as an active part of the bending torsion spring.
  • the transition from the closed ring to the half-ring 31, each of which forms the active ends 13, 14 of the end side last spring coils 1 1, 12, and with the cams 6, 7 and 8, 9 of the cam pair 4, 5, allows an even smaller Space requirements and thus an even higher power density.
  • the entire circumference of all spring coils is used to transmit the torque.
  • the half-ring 31 is part of the bending torsion spring and defines the torsion spring rate.
  • the half-ring 31 as well as the last spring windings 1 1, 12 can contribute to the circumference in both the thickness, as well as in the radial extent by claim proper shape to smaller weight.
  • Fig. 5 to 8 are advantageous embodiments of the cohesive
  • Fig. 5 shows the connection of cam 7 with the last spring winding 1 1 by means of the weld 27 and the connection of the last spring winding 1 1 with penultimate spring winding 19 by means of the weld 28a.
  • a weld-in ring 25 is used.
  • the depth of the weld 27 extends only over part of the thickness of the cam 7 and the last spring turn 1 1. The depth of the
  • Weld 28 a may extend partially or over the entire thickness of the last spring coil 1 and the penultimate spring coil 19.
  • Spring coils 1 1, 19 to transmit. Due to the paired arrangement of the connecting means 24 a, b, c so bending moments are transferable. A high weld stress on the weld edges 27, 28 a, b, c is thereby avoided.
  • Fig. 6 shows the connection of cam 7 with the last spring winding 1 1 by means of the weld 27 and the connection of the last spring winding 1 1 with penultimate spring winding 19 by means of the weld 28a.
  • the depth of the weld 27 extends only over a part of the thickness of the cam 7 and the last spring coil 11th The depth of the
  • Weld 28a may extend partially or over the entire thickness of the last spring coil 1 1 and the penultimate spring coil 19.
  • FIG. 7 shows the connection of cam 7 with the last spring winding 1 1 by means of the weld 27 and the connection of the last spring winding 1 1 with penultimate spring winding 19 means the weld 28b.
  • the connecting means 24a is combined with the welding ring 25 to the connecting means 24c.
  • the depth of the weld 27b extends only over part of the thickness of the cam 7 and the last spring turn 1 1. The depth of
  • Weld 28b extends only partially across the thickness of the
  • Fig. 8 shows the connection of cam 7 with the last spring winding 1 1 by means of the weld 27 and the connection of the connecting means 24d with the penultimate spring winding 19 by means of the weld 28c.
  • a press ring 26 is used to illustrate the play 29.
  • the depth of the weld 27 extends only over part of the thickness of the cam 7 and the last spring turn 1 1. The depth of the
  • Weld 28c may extend wholly or partially over the thickness of the penultimate spring coil 19.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Springs (AREA)

Abstract

Biegedrehfeder zur Übertragung von Drehmomenten, umfassend einen schraubenförmig gewickelten Federkörper (1), der stirnseitig einerseits eine Drehmomenteinleitungseinrichtung (2) und stirnseitig andererseits eine Drehmomentausleitungseinrichtung (3) aufweist. Die Drehmomenteinleitungseinrichtung (2) und die Drehmomentausleitungseinrichtung (3) sind jeweils durch ein Nockenpaar (4, 5) gebildet, mit zwei Nocken (6, 7; 8, 9), die einander, in Umfangsrichtung (10) des Federkörpers (1) betrachtet, gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Nocken (6, 7; 8, 9) der Nockenpaare (4, 5) mit der jeweils stirnseitig letzten Federwindung (11, 12) des Federkörpers (1) und die ersten Nocken (6, 8) der Nockenpaare (4, 5) mit dem jeweiligen Ende (13, 14) der jeweils stirnseitig letzten Federwindung (11, 12) des Federkörpers (1) verbunden sind.

Description

Biegedrehfeder
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Biegedrehfeder zur Übertragung von Drehmomenten, umfassend einen schraubenförmig gewickelten Federkörper, der stirnseitig einerseits eine Drehmomenteinleitungseinrichtung und stirnseitig andererseits eine Drehmomentausleitungseinrichtung aufweist.
Stand der Technik Eine solche Biegedrehfeder ist aus der DE 10 2008 017 626 A1 bekannt. Die Biegedrehfeder ist dabei in axialer Richtung zwischen einer Antriebscheibe und einer Abtriebscheibe angeordnet und in radialer Richtung aufweitbar und kontrahierbar. Die Biegedrehfeder ist zur Drehdämpfung vorgesehen und gelangt beispielsweise im Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs zur Isolation von Drehungleichförmigkeiten einer Verbrennungskraftmaschine zur Anwendung. Stirnseitig beiderseits ist der schraubenförmig gewickelte Federkörper mit separat erzeugten Koppelringen verbunden, wobei die Koppelringe angeformte Nocken haben, um die eingeleiteten Drehmomente übertragen zu können. Die Koppelringe sind mit den Stirnseiten des Federkörpers und die Nocken mit den Koppelringen verschweißt. Die Nocken sind auf den Stirnseiten der Koppelringe angeordnet, die dem Federkörper axial abgewandt sind.
Die vorbekannte Biegedrehfeder hat somit Koppelringe komplexer Gestalt. Die Herstellung ist deshalb in fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht wenig zufriedenstellend.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Biegedrehfeder der
vorbekannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sie einfacher sowie kostengünstiger und damit großstückzahlfähig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, dass die
Drehmomenteinleitungseinrichtung und die Drehmomentausleitungseinrichtung jeweils durch ein Nockenpaar gebildet sind, mit zwei Nocken, die einander, in Umfangsrichtung des Federkörpers betrachtet, gegenüberliegend angeordnet sind, dass die Nocken der Nockenpaare mit der jeweils stirnseitig letzten
Federwindung des Federkörpers und die ersten Nocken der Nockenpaare mit dem jeweiligen Ende der jeweils stirnseitig letzten Federwindung des
Federkörpers verbunden sind.
Im Vergleich zur eingangs genannten Biegedrehfeder aus dem Stand der Technik bedarf es bei der erfindungsgemäßen Biegedrehfeder keiner separat erzeugten und mit Federkörper und Nocken zu verbindenden Koppelringe. Die Koppelringe der erfindungsgemäßen Biegedrehfeder sind durch die stirnseitig letzten Federwindungen selbst gebildet. Die Nocken sind auf den letzten Federwindungen des Federkörpers angeordnet. Durch den einfachen und teilearmen Aufbau ist die Biegedrehfeder einfach und kostengünstig herstellbar, auch in großen Stückzahlen.
Außerdem weist die Biegedrehfeder kompakte Abmessungen auf. Beim
Aufweiten und Kontrahieren wird der Federkörper durch die Nockenpaare, die in entsprechenden Führungsmitteln einer An- und einer Abtriebscheibe in Umfangsrichtung und radialer Richtung geführt sind, in seiner konzentrischen Position um die Drehachse gehalten.
Die erfindungsgemäße Biegedrehfeder weist außerdem eine hohe
Leistungsdichte auf. Das bedeutet, dass bauraumbezogen bei vorgegebener Federrate ein hohes Drehmoment übertragen werden kann. Anders
ausgedrückt: Bei einem vorgegebenen hohen Drehmoment wird dann von einer hohen Leistungsdichte gesprochen, wenn eine niedrige Federrate vorliegt.
Wenn sich der Federkörper infolge Einleitung von Drehmoment im
Durchmesser aufweitet, bewegen sich die Nockenpaare mit dem Federende in radialer Richtung. Zieht sich der Federkörper infolge Einleitung von
gegensinnigem Drehmoment im Durchmesser zusammen, bewegen sich die Nockenpaare ebenfalls mit dem Federende in radialer Richtung. Hierbei wird das Drehmoment als Kräftepaar an den Nockenpaaren ein- und ausgeleitet und an den radialen Flächen der Nockenpaare die Feder derart geführt, dass die Feder konzentrisch um die Drehachse gehalten wird. Die Nocken und die stirnseitig letzten Federwindungen können bevorzugt stoffschlüssig verbunden, weiter bevorzugt miteinander verschweißt sein.
Die Nocken werden in jedem Fall insofern direkt mit den stirnseitig letzten Federwindungen verbunden, als kein separater Koppelring, wie beispielsweise im Stand der Technik, zur Anwendung gelangt. Eine Schweißverbindung ist bewährt, einfach und kostengünstig herstellbar, robust und gewährleistet eine zuverlässige Verbindung der Nocken mit den letzten Federwindungen während einer langen Gebrauchsdauer.
Die Federwindungen des Federkörpers bestehen bevorzugt aus einem
Flachstahl und weisen einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit einem Verhältnis V aus radialer Höhe H und axialer Breite B auf, das 4 bis 6 beträgt.
Bei einer derartigen Dimensionierung des Federkörpers ist von Vorteil, dass es während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Biegedrehfeder in axialer Richtung zu keinen unerwünschten Verformungen kommt. Diese
unerwünschten Verformungen können beispielsweise durch ein konisches Aufstellen der Federwindungen gebildet sein, das als "Tellern" bezeichnet wird. Bei abweichender Dimensionierung des Federkörpers entstehen bei
Kontraktion in den Federwindungen radial außen tangentiale Zugspannungen und radial innen tangentiale Druckspannungen, die Ursache für das Tellern der Federwindungen des Federkörpers aus ihrer ebenen Lage sind. Durch die zuvor beschriebene vorteilhafte Ausgestaltung wird erreicht, dass die
Federwindungen weder bei ihrer Aufweitung noch bei ihrer Kontraktion aus ihrer ebenen Lage heraus verformt werden; damit wird eine hohe
Isolierfähigkeit von Drehschwingungen erreicht.
Ist das Verhältnis V > 6, entsteht das zuvor beschriebene Tellern, das heißt, der Außenumfang der Federwindungen stellt sich, bezogen auf den
Innenumfang der Windungen, in axialer Richtung auf, so dass die
Federwindungen entsprechend verkippt im Einbauraum angeordnet sind; die Federwindungen weisen praktisch die Form einer Tellerfeder auf.
Ist das Verhältnis V demgegenüber < 4, entsteht ein unerwünschtes
Umfangswellen, das heißt, die Federwindungen verformen sich, in
Umfangsrichtung betrachtet, wellenförmig. Sowohl das Tellern als auch das Umfangswellen sind im Bereich der Drehmomente, die übertragen werden sollen, unerwünscht, weil sich durch die axiale Verformung der Federwindungen unerwünscht hohe axiale Spreizkräfte im Einbauraum der Drehfeder ergeben. Diese hohen axialen Spreizkräfte führen zu unerwünscht hohen Reibkräften bzw. Reibmomenten in der Drehfeder selbst (innere
Reibung) und in dem umgebenden Gehäuse (äußere Reibung).
Die Nocken können, jeweils in Umfangsrichtung des Federkörpers betrachtet, zwei einander gegenüberliegende radiale Führungsflächen aufweisen, die in entsprechenden Führungsmitteln einer An- und eine Abtriebscheibe in
Umfangsrichtung und in radialer Richtung geführt hin und her bewegbar sind. Die Führungsflächen stehen mit den entsprechenden Führungsmitteln der An- und der Abtriebscheibe radial und in Umfangsrichtung in Kontakt.
Die Nocken bestehen bevorzugt, ebenso wie der Federkörper, aus einem metallischen Werkstoff. Die Nocken lassen sich dadurch besonders gut mit dem Federkörper verschweißen. Durch die sich in radialer Richtung
erstreckenden Führungsflächen der Nocken wird die Biegedrehfeder während ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung stets in einer konzentrischen Position um ihre Drehachse gehalten. Bei radialer Aufweitung und Kontraktion ist dadurch eine lineare Bewegung der Enden des Federkörpers in radialer Richtung gegeben. Die Führungsflächen, die die Nocken und damit die
Biegdrehfeder radial führen sind so gestaltet, dass diese lineare Bewegung proportional zum Relativverdrehwinkel von Antriebs- und Abtriebsscheibe ist.
Die Führungsflächen können durch die Führungsmittel derart geführt sein, dass verdrehwinkelunabhängig die Symmetrieachse der Biegedrehfeder mit der Drehachse zusammenfällt.
Die beiden stirnseitigen Enden des Federkörpers sind als aktive Federenden ausgebildet. Bei kleinem Raumbedarf weist die Biegedrehfeder eine hohe Leistungsdichte auf. Der Übergang vom geschlossenen Ring zum Halbring an den
Biegedrehfederenden macht diesen zum aktiven Teil der Biegedrehfeder und ermöglicht noch kleineren Bauraumbedarf und damit eine noch höhere
Leistungsdichte. Der gesamte Umfang aller Federwindungen wird zur
Übertragung des Drehmoments genutzt. Auch die Halbringe sind Teil der Biegedrehfeder und definiert die Drehfederrate mit.
Die Halbringe wie auch die letzten Federwindungen mit können am Umfang sowohl in der Dicke, als auch in der radialen Erstreckung durch
beanspruchungsgerechte Gestalt zu kleinerem Gewicht und kleinerer
Drehfederrate beitragen. Hier steht der höhere Fertigungsaufwand den
Gewichts- und Funktionsvorteilen gegenüber.
Nach einer anderen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die letzte und die vorletzte Federwindung jeder Stirnseite des Federkörpers stoffschlüssig miteinander verbunden sind, bevorzugt nur im Bereich der ersten Nocken. Die Verbindung der letzten und der vorletzten Federwindung kann dabei so gestaltet sein, dass keine nennenswerte lokale Spannungserhöhung auftritt. Dies erklärt sich aus der Positionierung der Verbindungsmittel, die mit ihren Mitten auf dem mittleren Radius oder besser auf dem Radius der neutralen Faser der Biegedrehfeder angeordnet sind. In diesem nahezu nicht
beanspruchten Bereich stören die Verbindungen zwischen letzter und vorletzter Federwindung praktisch nicht.
Die Gestaltung kann dabei folgendermaßen ausgeführt sein:
Durch den paarweisen Einsatz von Verbindungsmitteln sind Biegemomente von letzter zu vorletzter Biedrehfederwindung als Kräftepaar übertragbar.
Die Verbindungsmittel können entlang ihrer axialen Ersteckung ganz oder teilweise eingeschweißt werden. Dies ist bei einem gegebenen Lastfall an der Schweißnahtbeanspruchung festzumachen. Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 8 näher erläutert.
Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung: ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Biegedrehfeder, Fig. 2 die Biegedrehfeder aus Fig 1 mit der Darstellung der Verbindung der Nocken mit der Biegedrehfeder; die Biegedrehfeder aus Fig 1 mit der Darstellung der Verbindung der letzten mit der vorletzten Biegedrehfederwindung; ein zweites Ausführungsbeispiel einer Biegdrehfeder ohne
Verbindung der letzten mit der vorletzten Biegedrehfederwindung;
Fig. 5 bis 8 Varianten der Verbindung der Nocken mit der Biegedrehfeder und der Verbindung der letzten mit der vorletzten
Biegedrehfederwindung.
Ausführung der Erfindung
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Biegedrehfeder gezeigt. Die Biegedrehfeder gelangt zur Übertragung von Drehmomenten zur Anwendung, wobei das Drehmoment mittels der
Drehmomenteinleitungseinrichtung 2 auf den schraubenförmig gewickelten Federkörper 1 und vom schraubenförmig gewickelten Federkörper 1 auf die Drehmomentausleitungseinrichtung 3 übertragen wird. Die
Drehmomenteinleitungseinrichtung 2 und auch die
Drehmomentausleitungseinrichtung 3 werden durch die jeweiligen Enden 13, 14 der jeweils stirnseitig letzten Federwindungen 1 , 12 des Federkörpers 1 gebildet, wobei diese Enden 13, 14 der letzten Federwindungen 1 1 , 12 mit Nockenpaaren 4, 5 verschweißt sind. Die Nockenpaare 4, 5 umfassen die Nocken 6, 7 und 8, 9. Die Nocken 6, 7 und 8, 9 sind einander, in
Umfangsrichtung 10 des Federkörpers 1 betrachtet, gegenüberliegend angeordnet.
Um zu erreichen, dass der Federkörper 1 auch bei seiner Aufweitung oder Kontraktion in einer konzentrischen Position zu seiner Drehachse 30 gehalten wird, haben alle Nocken 6, 7 und 8, 9 jeweils radiale Führungsflächen 16, 17, mit denen sie in Führungsmitteln von einer hier nicht dargestellten An- und einer Abtriebscheibe in radialer Richtung 18 hin und her bewegbar geführt sind. Der Federkörper 1 der Biegedrehfeder ist bei allen Ausführungsbeispielen im Wesentlichen gleich gestaltet, wobei die Federwindungen des Federkörpers 1 aus einem Flachstahl bestehen, mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt 15, wobei das Verhältnis V aus radialer Höhe H und axialer Breite B etwa 4 bis 6 beträgt; der Federkörper 1 ist also hochkant gewickelt.
In Fig. 2 ist die Verschweißung des Nockens 7 des Nockenpaares 4 am Ende 13 der stirnseitig letzten Federwindung 1 1 des Federkörpers 1 gezeigt.
Entsprechend sind die anderen Nocken 7, 8, 9 mit den letzten Federwindungen 1 1 , 12 verbunden. Die Verbindung von Nocken 6 und 7 mit der letzten Federwindung 1 1 und die Verbindung von Nocken 8 und 9 mit der letzten Federwindung 12 werden hierbei durch die Bolzen 23 gebildet. Diese Bozen 23 sind mit den Nocken 6, 7, 8, 9 und mit den letzten Federwindungen 1 1 , 12 durch Schweißung
stoffschlüssig verbunden.
In Fig. 3 ist die Verschweißung der letzten Federwindung 1 1 mit der vorletzten Federwicklung 19 gezeigt. Entsprechend ist auch letzte Federwindung 12 mit der vorletzten Federwindung 20 verbunden.
Die Verbindung der letzten Federwindung 1 mit der vorletzten Federwindung 19 und die Verbindung von letzten Federwindung 12 mit der vorletzten
Federwicklung 20 werden hierbei durch zwei Verbindungsmittel 24 gebildet. Diese Verbindungsmittel 24 sind mit der vorletzten Federwindung 19/20 und/oder mit der letzten Federwindung 1 1/12 durch Schweißung stoffschlüssig verbunden. Die Verbindungsmittel 24 sind in Umfansrichtung beabstandet und mit ihren Mitten auf dem mittleren Radius oder besser auf dem Radius der neutralen Faser der Biegedrehfeder angeordnet.
In Fig. 4 sind die Enden 13, 14 der jeweils stirnseitig letzten Federwindungen 1 1 , 12 des Federkörpers 1 als aktiver Teil der Biegedrehfeder ausgebildet. Der Übergang vom geschlossenen Ring zum Halbring 31 , der jeweils die aktiven Enden 13, 14 der stirnseitig letzten Federwindungen 1 1 , 12 bildet, und mit den Nocken 6, 7 und 8, 9 des Nockenpaares 4, 5 verbunden ist, ermöglicht einen noch kleineren Bauraumbedarf und damit eine noch höhere Leistungsdichte. Dies gilt für beide Stirnseiten 21 , 22 des Biegedrehfederkörpers 1 . Der gesamte Umfang aller Federwindungen wird zur Übertragung des Drehmoments genutzt. Auch der Halbring 31 ist Teil der Biegedrehfeder und definiert die Drehfederrate mit. Der Halbring 31 wie auch die letzten Federwindungen 1 1 , 12 mit können am Umfang sowohl in der Dicke, als auch in der radialen Erstreckung durch beanspruchungsgerechte Gestalt zu kleinerem Gewicht beitragen. In Fig. 5 bis 8 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der stoffschlüssigen
Verbindung zwischen Nocken 6, 7, 8, 9 und letzter Federwindung 1 1 , 12 und der Verbindung von letzter mit vorletzter Federwindung 19, 20 im Schnitt dargestellt. Die Schweißnähte 27, 28 a, b, c erstecken sich konzentrisch um die jeweiligen Mittellinien.
Die Darstellungen gelten für beide Stirnseiten 21 , 22 der Biegedrehfeder..
Die Verwendung von Bolzen 23 und Verbindungsmitteln 24 a, b, c, d zur stoffschlüssigen Verbindung von Nocken 6, 7, 8, 9 mit letzter Federwindung 11 , 12 und letzter 1 1 , 12 mit vorletzter Federwindung 19, 20 hat den Vorteil, dass Baustahl als Werkstoff für Bolzen 23 und Verbindungsmittel 24 a, b, c, d mit dem Federstahl der Biegedrehfeder in dieser Kombination hohe
Schweißnahtgüte ergibt.
Das Verschweißen von Federstahl mit Federstahl ergibt in der Regel aufgrund des hohen Kohlenstoffgehalts nur minderwertige Schweißnähte.
Dies ist ein Grund, der das Verbinden/Durchschweißen von letzten 1 1 , 12 mit vorletzten Federwindungen 19, 20 als auch das Punkt- oder Rollschweißen für diese Anwendung verbietet.
Ein weiterer Grund ist die hohe Beanspruchung der Schweißnahtränder 27, 28 a, b, c beim möglichen Aufbiegen/Aufklaffen von letzter 1 1 , 12 und vorletzter Federwindung 19, 20.
Fig. 5 zeigt die Verbindung von Nocken 7 mit letzter Federwindung 1 1 mittels der Schweißnaht 27 und die Verbindung von letzter Federwindung 1 1 mit vorletzter Federwindung 19 mittels der Schweißnaht 28a. Hierbei kommt ein Einschweißring 25 zur Verwendung. Die Tiefe der Schweißnaht 27 erstreckt sich hierbei nur über einen Teil der Dicke des Nockens 7 und der letzten Federwindung 1 1. Die Tiefe der
Schweißnaht 28 a kann sich teilweise oder über die gesamte Dicke der letzten Federwindung 1 und der vorletzten Federwindung 19 erstrecken.
Diese Anordnung erlaubt infolge des Spiels 29 das Abheben der letzten 1 1 von der vorletzten Federwindung 19. Dadurch haben die Verbindungsmittel 24 a, b, c und die Schweißnähte nur Kräfte längs der Flächen zwischen den
Federwindungen 1 1 , 19 zu übertragen. Durch die paarweise Anordnung der Verbindungsmittel 24 a, b, c sind so Biegemomente übertragbar. Eine hohe Schweißnahtbeanspruchung an den Schweißnahtränder 27, 28 a, b, c wird dadurch vermieden.
Fig. 6 zeigt die Verbindung von Nocken 7 mit letzter Federwindung 1 1 mittels der Schweißnaht 27 und die Verbindung von letzter Federwindung 1 1 mit vorletzter Federwindung 19 mittels der Schweißnaht 28a. Hierbei ist das
Verbindungsmittel 24a mit dem Einschweißring 25 zum Verbindungsmittel 24b vereinigt.
Die Tiefe der Schweißnaht 27 erstreckt sich hierbei nur über einen Teil der Dicke des Nockens 7 und der letzten Federwindung 11 . Die Tiefe der
Schweißnaht 28a kann sich teilweise oder über die gesamte Dicke der letzten Federwindung 1 1 und der vorletzten Federwindung 19 erstrecken.
Diese Anordnung erlaubt infolge des Spiels 29 ebenfalls das Abheben letzter 1 1 von der vorletzter Federwindung 19. Fig. 7 zeigt die Verbindung von Nocken 7 mit letzter Federwindung 1 1 mittels der Schweißnaht 27 und die Verbindung von letzter Federwindung 1 1 mit vorletzter Federwindung 19 mittels der Schweißnaht 28b. Hierbei ist das Verbindungsmittel 24a mit dem Einschweißring 25 zum Verbindungsmittel 24c vereinigt. Die Tiefe der Schweißnaht 27b erstreckt sich hierbei nur über einen Teil der Dicke des Nockens 7 und der letzten Federwindung 1 1. Die Tiefe der
Schweißnaht 28b erstreckt sich nur teilweise über die Dicke des
Verbindungsmittels 24c und der vorletzten Federwindung 19.
Auch diese Anordnung erlaubt infolge des Spiels 29 ebenfalls das Abheben der letzten Federwindung 1 1 von vorletzter Biegedrefederwindung 19.
Fig. 8 zeigt die Verbindung von Nocken 7 mit letzter Federwindung 1 1 mittels der Schweißnaht 27 und die Verbindung von des Verbindungsmittels 24d mit der vorletzter Federwindung 19 mittels der Schweißnaht 28c. Nach Herstellung der Schweißnaht 28c kommt ein Aufpressring 26 zur Darstellung des Spiels 29 zur Verwendung.
Die Tiefe der Schweißnaht 27 erstreckt sich hierbei nur über einen Teil der Dicke des Nockens 7 und der letzten Federwindung 1 1. Die Tiefe der
Schweißnaht 28c kann sich ganz oder teilweise über die Dicke der vorletzten Federwindung 19 erstrecken.
Auch diese Anordnung erlaubt infolge des Spiels 29 ebenfalls das Abheben der letzten Federwindung 1 1 von der vorletzten Federwindung 19.

Claims

Patentansprüche
1. Biegedrehfeder zur Übertragung von Drehmomenten, umfassend einen schraubenförmig gewickelten Federkörper (1), der stirnseitig einerseits eine Drehmomenteinleitungseinrichtung (2) und stirnseitig andererseits eine Drehmomentausleitungseinrichtung (3) aufweist, dadurch
gekennzeichnet, dass die Drehmomenteinleitungseinrichtung (2) und die Drehmomentausleitungseinrichtung (3) jeweils durch ein Nockenpaar (4, 5) gebildet sind, mit zwei Nocken (6, 7; 8, 9), die einander, in
Umfangsrichtung (10) des Federkörpers (1) betrachtet, gegenüberliegend angeordnet sind, dass die Nocken (6, 7; 8, 9) der Nockenpaare (4, 5) mit der jeweils stirnseitig letzten Federwindung (1 1 , 12) des Federkörpers (1 ) und die ersten Nocken (6, 8) der Nockenpaare (4, 5) mit dem jeweiligen Ende (13, 14) der jeweils stirnseitig letzten Federwindung (1 1 , 12) des Federkörpers (1) verbunden sind.
2. Biegedrehfeder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (6, 7; 8, 9) und die stirnseitig letzten Federwindungen (1 1 , 12) stoffschlüssig verbunden sind.
3. Biegedrehfeder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Nocken (6, 7; 8, 9) mit den stirnseitig letzten Federwindungen (1 1 , 12) verschweißt sind.
4. Biegedrehfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Federwindungen des Federkörpers (1 ) aus Stahl bestehen und einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt (15) aufweisen, mit einem Verhältnis (V) aus radialer Höhe (H) und axialer Breite (B), das 4 bis 6 beträgt.
5. Biegedrehfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (6, 7; 8, 9) jeweils in Umfangsrichtung (10) des Federkörpers (1) betrachtet, zwei einander gegenüberliegende radiale Führungsflächen (16, 17) aufweist, die in entsprechenden
Führungsmitteln einer An- und einer Abtriebscheibe in Umfangsrichtung und in radialer Richtung (18) geführt hin und her bewegbar sind.
6. Biegedrehfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Nocken (6, 7; 8, 9) in radialer Richtung (18) jeweils zwei einander gegenüberliegende Führungsflächen (16, 17) aufweisen, die mit entsprechenden Führungsmitteln einer An- und einer Abtriebscheibe radial hin und her bewegbar sind.
7. Biegedrehfeder nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die
Führungsflächen (16, 17) durch die Führungs Mittel derart geführt sind, dass verdrehwinkelunabhängig die Symmetrieachse der Biegedrehfeder mit der Drehachse (30) zusammen fällt.
8. Biegedrehfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die letzte (1 1 , 12) und die vorletzte Federwindung (19, 20) jeder Stirnseite (21 , 22) des Federkörpers (1 ) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
9. Biegedrehfeder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die letzte (11 , 12) und die vorletzte Federwindung (19, 20) nur im Bereich der ersten Nocken (7, 9) jeweils stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
10. Biedrehfeder nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung durch eine
Schweißverbindung.
1. Biegedrehfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass der Federkörper (1) aus einem Federstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und die Nocken (6, 7, 8, 9) aus einem Baustahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt bestehen.
PCT/EP2012/003883 2011-10-17 2012-09-17 Biegedrehfeder WO2013056772A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20120769911 EP2769115B1 (de) 2011-10-17 2012-09-17 Biegedrehfeder

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011116038.1 2011-10-17
DE201110116038 DE102011116038A1 (de) 2011-10-17 2011-10-17 Biegedrehfeder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013056772A1 true WO2013056772A1 (de) 2013-04-25

Family

ID=47008454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/003883 WO2013056772A1 (de) 2011-10-17 2012-09-17 Biegedrehfeder

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2769115B1 (de)
DE (1) DE102011116038A1 (de)
WO (1) WO2013056772A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012024425A1 (de) * 2012-12-14 2014-06-18 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Scheibenanordnung für eine Axiallageranordnung
DE102017123619B4 (de) * 2017-10-11 2020-01-30 Vibracoustic Gmbh Biegefeder

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005044214A1 (de) * 2005-09-15 2007-03-22 Carl Freudenberg Kg Drehfeder
DE102008017626A1 (de) 2008-04-04 2009-12-10 Carl Freudenberg Kg Drehfeder mit einer konzentrischen schraubenförmigen Feder

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005044214A1 (de) * 2005-09-15 2007-03-22 Carl Freudenberg Kg Drehfeder
DE102008017626A1 (de) 2008-04-04 2009-12-10 Carl Freudenberg Kg Drehfeder mit einer konzentrischen schraubenförmigen Feder

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011116038A1 (de) 2013-04-18
EP2769115A1 (de) 2014-08-27
EP2769115B1 (de) 2015-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012212964C5 (de) Fliehkraftpendel und Reibungskupplung mit Fliehkraftpendel
EP2636923B1 (de) Torsionsschwingungsdämpferanordnung und Schwingungsdämpfereinrichtung, insbesondere in einer Torsionschwingungsdämpferanordnung
EP2870380B1 (de) Fliehkraftpendel
EP2652355A1 (de) Fliehkraftpendel und kupplungsscheibe mit demselben
EP0304474A1 (de) Elastische kupplung.
DE102016222247A1 (de) Fliehkraftpendeleinrichtung
EP2836737A1 (de) Drehschwingungsdämpfungsanordnung
EP2626579A2 (de) Elastische Doppel-Torsionskupplung
EP2212587B1 (de) Hydrodynamische kopplungseinrichtung
WO2015192840A1 (de) Fliehkraftpendel
EP2769115B1 (de) Biegedrehfeder
WO2001004507A1 (de) Torsionsfeder, drehschwingungsdämpfer sowie anordnung mit einer torsionsfeder
DE102018131322A1 (de) Mehrflanschtorsionsschwingungsdämpfer mit zumindest zwei gleichteilig ausgebildeten Nabenflanschen und einem Drehmomentbegrenzer
DE3243644A1 (de) Drehelastische kupplung
WO2009043325A1 (de) Drehschwingungsdämpfer
WO2008055601A1 (de) Torsionsschwingungsdämpferanordnung
EP3052365A1 (de) Kupplungshälfte zum drehfesten anschliessen einer welle
DE102007033913A1 (de) Vorrichtung zum schwingungsreduzierten Übertragen von Drehmomenten
DE102017119244A1 (de) Fliehkraftpendel
WO2015010836A1 (de) Drehmomentwandler
DE102018215959A1 (de) Fahrzeuggelenkwelle
EP2627924B1 (de) Drehfeder
WO2012155879A2 (de) Drehmomentübertragungseinrichtung
DE19940507A1 (de) Torsionsfeder, Drehschwingungsdämpfer sowie Anordnung mit einer Torsionsfeder
DE102011105022A1 (de) Drehmomentübertragungseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12769911

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012769911

Country of ref document: EP