WO2017118456A1 - Homogenisierte flächenpressung in einer überlastkupplung - Google Patents

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WO2017118456A1
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Michael Metz
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16F15/134—Wound springs
    • F16F15/13469—Combinations of dampers, e.g. with multiple plates, multiple spring sets, i.e. complex configurations

Definitions

  • the invention relates to an overload clutch in a drive train with a shaft / hub connection between an input part and an output part, wherein the formed as a press-press-solder connection overload clutch includes a press fit, according to the features of the preamble of claim 1 and claim 2 ,
  • Press-press-solder connection is the combination of a press connection and a press-solder connection.
  • a press connection By applying a thin, different from the base material of the shaft and the hub solder layer on at least one of the joining surfaces of the press connection, a higher torque transmission of the joint can be achieved. There is neither a change in the chemical composition nor a thermal deformation of the parts to be joined.
  • the Press-Press-soldering connection is a special form of soldering and is one of the integral joining connections.
  • a Press-Presslötharm is known to connect transmission components, such as a ratchet wheel or a coupling body with a shaft.
  • transmission components such as a ratchet wheel or a coupling body
  • solder layer is preferably applied to the respective joining surface of the shaft and / or the hub by means of electrochemical cutting, electroplating.
  • DE 10 2010 025 579 A1 shows a torque transmission device with a drive-side flywheel and a driven-side vibration damping device, between which a slip clutch is arranged.
  • the slip clutch is assigned to a drive-side, associated with the flywheel drive plate.
  • DE 10 2007 059 409 A1 and DE 10 2009 033 864 A1 show dual-mass flywheels, the input part of which includes a primary flywheel mass and an output part which is rotatable relative to the input part against the action of an energy store and has a secondary flywheel mass.
  • the aforementioned documents show torque transmitting devices that include a torque limiting slip clutch. The slip clutch limits a transmissible via the dual mass flywheel torque.
  • the strained components of the slip clutch are at least briefly rotated against each other. In this way, so-called impacts during load changes can be avoided or at least minimized, which in addition to loss of comfort damage to the drive train and the dual mass flywheel can lead to fractures of the bow springs.
  • the technical background of the present invention also includes the older, not previously published German Patent Application No. 10 2015 200 846.0, filed on January 20, 2015 by the Applicant.
  • the object of the invention is to provide an overload clutch with an improved distribution of surface pressure, which is still easy and inexpensive within the existing space, especially a dual-mass flywheel, feasible.
  • the shaft / hub connection is designed such that a defined excess is provided between the shaft and the hub in order to homogenize a surface pressure of the press connection of the overload coupling.
  • the oversize is selected prior to joining, so that during the assembly of the components forming the hub and the shaft, a yield point of the soft metal or the solder used is reached or exceeded, for coating at least one contact surface of the press-press-soldered connection is used.
  • the press-press-solder connection of the overload clutch forms both an element for power transmission and a torque limiting element.
  • a targeted energy input a training, the proportion of cohesive connections arising in the joint after joining can be increased. This can be done by a targeted rotation of the joining partners, whereby so much energy is introduced that a diffusion of the applied solder takes place in the contact surface of the shaft and / or the hub.
  • the Press-Presslöt- connection can be trained in a run-time to a certain, preferably to a maximum allowable moment, whereby upon reaching the maximum torque, the press-press-solder connection of the overload clutch acts as a torque limiter.
  • a galvanic coating is preferably provided for the application of at least one contact surface of the parts to be joined of the press-press soldering connection with a soft metal or solder.
  • Zinc, copper or aluminum are suitable as brazing materials, in particular with zinc a good bond strength can be achieved.
  • the assembly of the components shaft and hub, between which there is an oversize, can be done by a longitudinal or a transverse pressing, in particular using mechanical or hydraulic devices.
  • a compensation element is assigned to homogenize a surface pressure of contact surfaces of the interference fit of the shaft / hub connection of an overload clutch.
  • the compensating element forming an additional component is supported on mutually differing large contact surfaces on the components forming the shaft and the hub.
  • the larger contact area Surface of the two different sized contact surfaces of the compensation element is assigned to the Press-Presslöt connection.
  • the compensation element is supported directly on the component forming the shaft. Alternatively, if necessary between the shaft and the Aus stressessele- ment an intermediate element can be used.
  • the application of the compensation element according to the invention allows due to the specific influence on the size of the contact surface of the interference fit an advantageous reduced component stiffness or radial stiffness in the end zones or hub edges of the contact surfaces of the shaft / hub connection. Consequently, the component geometry according to the invention eliminates hitherto frequently occurring disadvantageous stress peaks in edge zones or hub edges or an edge support of contact surfaces in shaft / hub connections or press-press soldered connections. This positive effect can be increased by the use of a compensating element made of a relatively soft material. In order for the invention advantageously ensures a largely constant and thus optimal distribution of the surface pressure and thus a desired homogenized surface pressure over the entire surface of the interference fit.
  • overload clutches can be realized.
  • the proposed overload clutches are suitable for torque transmission devices, in particular for dual-mass flywheels, in the drive train of motor vehicles.
  • the overload clutch whose shaft / hub connection or Press-Presslöt connections includes a compensating element, are used in a dual mass flywheel (DMF) between a secondary flywheel as a shaft and the flange forming a hub.
  • a compensation element is preferably a shoe which is indirectly supported with a first contact surface or indirectly via an additional component to the secondary flywheel. The size of the first contact surface of the compensating element on the secondary flywheel exceeds the size of the second contact surface with which the compensation element rests against the hub.
  • a largely trapezoidal cross-sectional profile is provided for the compensating element.
  • the invention includes a reversely arranged, trapezoidally shaped compensating element which, starting from the hub, continuously tapers in the direction of the secondary flywheel mass or of the intermediate plate.
  • the press-Presslöt connection between the compensation element and the hub is provided, wherein the compensation element is rotationally fixed connected to the secondary mass or the intermediate plate.
  • a further embodiment of the invention provides for an indirect abutment of the compensating element on the secondary flywheel.
  • This arrangement provided as an alternative to a direct contact of the compensating element lends itself, for example, to simplifying the assembly.
  • an intermediate plate which encloses the secondary flywheel and is limited, on which the shoe or the compensating element is supported, is preferably provided. It is further provided to press the compensation element in a central opening of the hub.
  • the opening has a profiling, in particular a toothing, which cuts into the outer contour of the compensating element during the press-fitting operation in a form-fitting manner.
  • the compensation element is supported in the installed state via a shoulder on the hub and on the opposite side of the hub secured by caulking. Furthermore, between the compensation element, preferably between the shoulder and the hub, a sealing membrane are inserted, which is mutually aligned to the secondary mass.
  • the compensation element is made of a relatively soft metallic material without strengthening measures.
  • a soft steel or aluminum is suitable for this purpose.
  • the inventively designed as a shoe compensation element can be combined with a surrounding construction, whose components are made of different materials.
  • Figure 1 in a half section, a dual mass flywheel with integrated overload clutch.
  • FIG.2 Details of the dual mass flywheel of FIG. 1 in an enlarged view.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a two-mass flywheel 1, which can be rotated about an axis of rotation and can also be called a torsional vibration damper.
  • the as well as a torque transmission device to be designated two-mass flywheel 1 largely known type is particularly intended for a not shown in Fig. 1 drive train of a motor vehicle.
  • a primary flywheel mass forming input part 2 is preferably associated with a crankshaft of an internal combustion engine and an output part 3 via a friction clutch a transmission.
  • the input part 2 and the output part 3 are designed as disk parts. formed, which together form a circumferential annular space 4, are inserted and guided in the bow springs 5 of a spring device 6.
  • the output part 3 is rotatably supported by means of a rolling bearing 7 and with respect to the input part 2 against the action of the spring means 6 limited against the input part 2 rotatable.
  • the output part 3 is formed from the secondary flywheel mass 8 and a flange part 9.
  • an overload clutch 1 1 is integrated for impact protection.
  • the designed as a slip clutch overload clutch 1 1 is arranged between a designed as a flange hub 12 and the secondary flywheel 8.
  • the hub 12 includes a centrifugal pendulum 10 and engages on the outside with not shown carriers for the frontal support to the bow springs 5 in the spring means 6 a.
  • the overload clutch 1 1 is thus arranged relative to the dual mass flywheel 1 between the input part 2 and output part 3.
  • an overload coupling 1 1 is a two-contact surfaces 16, 17 enclosing, a press fit 14 forming Press-Presslöt connection provided 13, wherein at least one of the contact surfaces 16, 17 is coated with a soft metal or a solder.
  • Fig. 2 illustrates further details of the overload clutch 1 1 and the associated Press-Presslöt connection 13.
  • the structure of the overload clutch 1 1 comprises a designed as a shoe compensating element 18 which is rotationally fixed to the hub 12 is attached. Via a contact surface 16, the compensation element 18 is supported on a corresponding contact surface 17 of an intermediate plate 15, which together form a press fit 14.
  • the intermediate plate 15 locally encloses an end region of the secondary flywheel mass 8.
  • the compensating element 18 with a trapezoidal cross-sectional profile tapers continuously from a width S in the region of the press fit 14 in the direction of the hub 12.
  • the compensating element 18 is provided with a larger contact surface 16 on the intermediate plate
  • one of the contact surfaces 16 or 17 is coated with a soft metal as solder, before the components, the hub 12 with associated compensation element 18 and the secondary mass 8 are joined together with the associated intermediate plate 15, wherein there is an oversize between the two components.
  • a profiling 19 is introduced into the opening 20 of the hub 12, which in the joining process has a form-fitting manner into the recess.
  • ractur the compensating element 18 cuts.
  • the compensating element 18 is pressed until the abutment of a shoulder 21 on the hub 12 in a central opening 20 of the hub 12.
  • This mounting position of the compensating element 18 is secured by means of a Verstem- tion 22 on the opposite side of the shoulder 21. Furthermore, a sealing membrane 23 is fixed between the shoulder 21 of the compensating element 18 and the hub 12, which extends in the direction of the starting part 3.
  • a homogenization of the surface pressure in the press fit 14 of the overload clutch 1 1 can be carried out according to a first solution according to the invention by looking between the wave, i. the secondary flywheel 8 or its associated intermediate plate 15 and the hub 12 a defined excess is provided.
  • the oversize is selected prior to joining so that, during assembly of the hub 12 and the shaft, a yield point of the soft metal or of the solder used is reached or exceeded, which is used to coat at least one of the contact surfaces 16, 17 of the press-pressed solder.
  • Compound 13 is used.
  • the second solution according to the invention is a homogenization of the surface pressure in the press fit 14 of the overload clutch 1 1 achievable by a trained as a shoe compensating element 18 which is supported on each other deviating large contact surfaces 16, 24 on the surrounding structure, the intermediate plate 15 and the hub 12.
  • This structural design causes a reduced radial stiffness in the end zones of the contact surface 16 of the compensating element 18th
  • Width (compensation element)

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überlastkupplung (11) in einem Antriebsstrang mit einer Welle-/Nabe-Verbindung zwischen einem Eingangsteil (2) und einem Ausgangsteil (3), wobei die als eine Press-Presslöt-Verbindung (13) ausgebildete Überlastkupplung (11) einen Pressverband (14) einschließt. Dabei ist zumindest eine Kontaktfläche (16, 17) des Pressverbandes (14) mit einem Weichmetall beschichtet. Zur Homogenisierung einer Flächenpressung von den Kontaktflächen (16, 17) ist dem Pressverband (14) ein Ausgleichselement (18) zugeordnet, das über voneinander abweichend große Kontaktflächen (16, 24) an den die Welle und die Nabe bildenden Bauteilen mittelbar oder unmittelbar abgestützt ist. Die Press-Presslöt-Verbindung (13) ist zwischen dem Ausgleichselement (18) und dem die Welle bildenden Bauteil vorgesehen.

Description

Homogenisierte Flächenpressung in einer Überlastkupplung
Die Erfindung betrifft eine Überlastkupplung in einem Antriebsstrang mit einer Welle- /Nabe-Verbindung zwischen einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil, wobei die als eine Press-Presslöt-Verbindung ausgebildete Überlastkupplung einen Pressverband einschließt, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und von Anspruch 2.
Als Press-Presslöt-Verbindung (PV-PLV) wird die Kombination aus einer Pressverbin- dung und einer Presslöt-Verbindung bezeichnet. Durch das Auftragen einer dünnen, vom Grundwerkstoff der Welle und der Nabe abweichenden Lotschicht auf zumindest eine der Fügeflächen der Pressverbindung kann eine höhere Drehmomentübertragung der Fügeverbindung erreicht werden. Dabei kommt es weder zu einer Veränderung der chemischen Zusammensetzung noch zu einer thermischen Verformung der Fügeteile. Die Press-Presslöt-Verbindung ist eine Sonderform des Lötens und zählt zu den stoffschlüssigen Fügeverbindungen.
Aus der DE 10 2005 026 713 A1 ist eine Press-Presslötverbindung bekannt, um Getriebebauteile, wie beispielsweise ein Schaltrad oder einen Kupplungskörper, mit einer Welle zu verbinden. Bei Press-Presslöt-Verbindungen werden Fügeflächen der Pressverbindung mit einer Lotschicht beschichtet und anschließend gefügt. Die Lotschicht wird bevorzugt mittels eines elektrochemischen Abschneidens, eines Galvanisierens, auf die betreffende Fügefläche von der Welle und/oder der Nabe aufgebracht.
Die DE 10 2010 025 579 A1 zeigt eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer antriebseitigen Schwungscheibe und einer abtriebsseitigen Schwingungsdämpfungs- einrichtung, zwischen denen eine Rutschkupplung angeordnet ist. Die Rutschkupplung ist dabei einer antriebsseitigen, mit der Schwungscheibe verbundenen Mitnehmerscheibe zugeordnet. Die DE 10 2007 059 409 A1 sowie die DE 10 2009 033 864 A1 zeigen Zweimassenschwungräder, deren Eingangsteil eine primäre Schwungmasse einschließt sowie ein gegenüber dem Eingangsteil entgegen der Wirkung eines Energiespeichers verdrehbares Ausgangsteil mit einer sekundären Schwungmasse. Übereinstimmend zeigen die zuvor genannten Dokumente Drehmomentübertragungseinrichtungen, die eine Rutschkupplung zur Drehmomentbegrenzung einschließen. Die Rutschkupplung begrenzt ein über das Zweimassenschwungrad übertragbares Drehmoment. Zum Abbau von Drehmomentspitzen, die ein eingestelltes Maxi- malmoment übertreffen, sind die verspannten Bauteile der Rutschkupplung zumindest kurzzeitig gegeneinander verdrehbar. Auf diese Weise können sogenannte Impacts bei Lastwechseln vermieden oder zumindest minimiert werden, die neben Komforteinbußen zu Beschädigungen im Antriebsstrang und im Zweimassenschwungrad zu Brüchen der Bogenfedern führen können.
Zum technischen Hintergrund der vorliegenden Erfindung zählt auch die ältere, nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung Nr. 10 2015 200 846.0, die am 20. Januar 2015 von der Anmelderin eingereicht wurde.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überlastkupplung mit einer verbesserten Verteilung der Flächenpressung anzubieten, die weiterhin einfach und kostengünstig innerhalb des vorhandenen Bauraums, insbesondere eines Zweimassenschwungrades, realisierbar ist.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 2 gelöst. Die von Anspruch 2 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen von dem Gegenstand des Anspruchs 2 wieder.
Erfindungsgemäß ist zur Homogenisierung einer Flächenpressung des Pressverban- des der Überlastkupplung die Welle-/Nabe-Verbindung so ausgeführt, dass zwischen der Welle und der Nabe ein definiertes Übermaß vorgesehen ist. Das Übermaß ist vor dem Fügen so gewählt, damit während des Zusammenfügens von den die Nabe und die Welle bildenden Bauteilen eine Fließgrenze des Weichmetalls bzw. des verwendeten Lots erreicht oder überschritten wird, das zur Beschichtung zumindest einer Kon- taktfläche der Press-Presslöt-Verbindung eingesetzt ist. Dabei stellt sich eine plastische Verformung des Weichmetalls ein, wobei die Spannungen sich näherungsweise auf die Fließgrenze begrenzen. Durch diese Maßnahme stellt sich eine optimale Ver- teilung der Flächenpressung im Pressverband ein und damit eine homogenisierte Flächenpressung.
Durch ein gezieltes Ausnutzen der geringeren Festigkeit von dem Lot bzw. der Weichmetallschicht im Vergleich zu dem Werkstoff des beschichteten Bauteils begünstigt die Darstellung einer angestrebten homogenisierten Flächenpressung über die gesamte Kontaktfläche der Press-Presslöt-Verbindung bzw. des Pressverbandes. Vorteilhaft bildet die Press-Presslöt-Verbindung der Überlastkupplung sowohl ein Element zur Kraftübertragung als auch ein Element zur Drehmomentbegrenzung. Durch einen gezielten Energieeintrag, ein Trainieren, kann der Anteil der in der Fuge entstehenden stoffschlüssigen Verbindungen nach dem Fügen gesteigert werden. Dies kann durch eine gezielte Verdrehung der Fügepartner erfolgen, wodurch so viel Energie eingebracht wird, dass eine Diffusion des aufgebrachten Lotes in die Kontaktfläche der Welle und/oder der Nabe stattfindet. Vorteilhaft kann die Press-Presslöt- Verbindung in einer Einlaufzeit auf ein bestimmtes, vorzugsweise auf ein maximal zugelassenes Moment eintrainiert werden, wodurch bei Erreichen des maximalen Momentes die Press-Presslöt-Verbindung der Überlastkupplung als Drehmomentbegrenzer fungiert.
Für die Beaufschlagung zumindest einer Kontaktfläche der Fügeteile der Press- Presslöt-Verbindung mit einem Weichmetall bzw. Lot ist vorzugsweise eine galvanische Beschichtung vorgesehen. Als Lotwerkstoffe eignen sich vor allem Zink, Kupfer oder Aluminium, wobei insbesondere mit Zink eine gute Verbindungsfestigkeit erreichbar ist. Das Zusammenfügen von den Bauteilen Welle und Nabe, zwischen de- nen ein Übermaß besteht, kann durch ein Längs- oder ein Querpressen, insbesondere unter Verwendung von mechanischen oder hydraulischen Vorrichtungen erfolgen.
Gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 ist zur Homogenisierung einer Flächenpressung von Kontaktflächen des Pressverbandes der Welle-/Nabe-Verbindung einer Überlastkupplung ein Ausgleichselement zugeordnet. Dazu ist das ein Zusatzbauteil bildende Ausgleichselement über voneinander abweichend große Kontaktflächen an den die Welle und die Nabe bildenden Bauteilen abgestützt. Die größere Kontaktflä- che der beiden unterschiedlich großen Kontaktflächen des Ausgleichselementes ist dabei der Press-Presslöt-Verbindung zugeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ausgleichselement unmittelbar an dem die Welle bildenden Bauteil abgestützt. Alternativ dazu kann bei Bedarf zwischen der Welle und dem Ausgleichsele- ment ein Zwischenelement eingesetzt werden. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Ausgleichselementes ermöglicht aufgrund der gezielten Einflussnahme auf die Größe der Kontaktfläche des Pressverbandes eine vorteilhafte reduzierte Bauteilstei- figkeit oder Radialsteifigkeit in den Endzonen bzw. Nabenkanten der Kontaktflächen der Welle-/Nabe-Verbindung. Folglich eliminiert die erfindungsgemäße Bauteilgeomet- rie bislang häufig auftretende nachteilige Spannungsüberhöhungen in Randzonen o- der Nabenkanten bzw. einen Kantentrag von Kontaktflächen in Welle-/Nabe- Verbindungen oder Press-Presslöt-Verbindungen. Dieser positive Effekt kann gesteigert werden durch die Verwendung eines aus einem relativ weichen Werkstoff hergestellten Ausgleichselementes. Damit gewährleistet die Erfindung vorteilhaft eine wei- testgehend konstante und damit optimale Verteilung der Flächenpressung und folglich eine gewünschte homogenisierte Flächenpressung über die gesamte Fläche des Pressverbandes.
Übereinstimmend sind mit den Erfindungen gemäß Anspruch 1 und Anspruch 2 mit- tels einfacher und kostengünstig durchführbarer Maßnahmen wirksame Überlastkupplungen realisierbar. Die vorgeschlagenen Überlastkupplungen eignen sich für Drehmomentübertragungseinrichtungen, insbesondere für Zweimassenschwungräder, im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen. Diese Lösungen bieten vorteilhaft die Möglichkeit, eine Reproduzierbarkeit des Überlast- oder Rutschmomentes von einer Überlast- kupplung zu verbessern.
Vorteilhaft kann die Überlastkupplung, deren Welle-/Nabe-Verbindung oder Press- Presslöt-Verbindungen ein Ausgleichselement einschließt, in einem Zweimassenschwungrad (ZMS) zwischen einer Sekundärschwungmasse als Welle und der einen Flansch bildenden Nabe eingesetzt werden. Als Ausgleichselement eignet sich vorzugsweise ein Schuh, der mit einer ersten Kontaktfläche unmittelbar oder über ein zusätzliches Bauteil mittelbar an der Sekundärschwungmasse abgestützt ist. Die Größe der ersten Kontaktfläche des Ausgleichselements an der Sekundärschwungmasse übertrifft dabei die Größe der zweiten Kontaktfläche, mit der das Ausgleichselement an der Nabe anliegt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist für das Aus- gleichselement ein weitestgehend trapezförmiges Querschnittsprofil vorgesehen. Dabei verjüngt sich eine Breite von dem Ausgleichselement ausgehend von dem Pressverband kontinuierlich in Richtung der Nabe. Alternativ dazu schließt die Erfindung ein umgekehrt angeordnetes, trapezförmig gestaltetes Ausgleichselement ein, das sich von der Nabe ausgehend in Richtung der Sekundärschwungmasse bzw. des Zwi- schenblechs stetig verjüngt. Dabei ist die Press-Presslöt-Verbindung zwischen dem Ausgleichselement und der Nabe vorgesehen, wobei das Ausgleichselement drehfixiert mit der Sekundärmasse oder dem Zwischenblech verbunden ist. Dieser konstruktive Aufbau bewirkt unterschiedlich große Kontaktflächen des Ausgleichselementes, wodurch Endzonen der größeren Kontaktfläche des Ausgleichselementes jeweils eine geringere Radialsteifigkeit aufweisen. Dieser Effekt hat im Betriebszustand des Zweimassenschwungrades zur Folge, dass Endzonen des Ausgleichselementes aufgrund der geringeren Radialsteifigkeit unter Belastung begrenzt wegfedern bzw. radial ausweichen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine mittelbare Anlage des Ausgleichselementes an der Sekundärschwungmasse vor. Diese alternativ zu einer unmittelbaren Anlage des Ausgleichselementes vorgesehene Anordnung bietet sich beispielsweise zur Montagevereinfachung an. Bevorzugt ist dazu ein die Sekundärschwungmasse begrenzt umschließendes Zwischenblech vorgesehen, an dem der Schuh bzw. das Ausgleichselement abgestützt ist. Ferner ist vorgesehen, das Ausgleichselement in eine zentrale Öffnung von der Nabe einzupressen. Zur wirksamen drehfixierten Aufnahme des Ausgleichelementes weist die Öffnung eine Profilierung, insbesondere eine Verzahnung auf, die sich während des Einpressvorgangs formschlüssig in die Außenkontur des Ausgleichelementes einschneidet.
Zur Bestimmung einer definierten Einbaulage und sicheren Lagefixierung ist das Ausgleichselement im Einbauzustand über eine Schulter an der Nabe abgestützt und auf der gegenüberliegenden Seite der Nabe mittels einer Verstemmung gesichert. Weiterhin kann zwischen dem Ausgleichselement, vorzugsweise zwischen dessen Schulter und der Nabe eine Dichtmembran eingelegt werden, die gegenseitig zur Sekundärmasse ausgerichtet ist.
Vorzugsweise ist das Ausgleichselement aus einem relativ weichen metallischen Werkstoff ohne festigkeitssteigernde Maßnahmen hergestellt. Dazu eignet sich beispielsweise ein weicher Stahl oder Aluminium. Das erfindungsgemäß als Schuh gestaltete Ausgleichselement kann dabei mit einer Umgebungskonstruktion kombiniert werden, deren Bauteile aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Be- Schreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
Fig.1 in einem Halbschnitt ein Zweimassenschwungrad mit integrierter Überlastkupplung; und
Fig.2 Details des Zweimassenschwungrades gemäß Fig. 1 in einer vergrößerten Darstellung.
Die Fig. 1 zeigt ein um eine Drehachse verdrehbares, auch als Drehschwingungs- dämpfer zu bezeichnendes Zweimassenschwungrad 1 in einer Schnittdarstellung. Das auch als eine Drehmomentübertragungseinrichtung zu bezeichnende Zweimassenschwungrad 1 weitestgehend bekannter Bauart ist insbesondere für einen in Fig. 1 nicht abgebildeten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bestimmt. Dabei ist ein eine Primärschwungmasse bildendes Eingangsteil 2 bevorzugt einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und ein Ausgangsteil 3 über eine Reibungskupplung einem Getriebe zugeordnet. Das Eingangsteil 2 und Ausgangsteil 3 sind als Scheibenteile aus- gebildet, die gemeinsam einen umlaufenden Ringraum 4 bilden, in den Bogenfedern 5 einer Federeinrichtung 6 eingesetzt und geführt sind. Das Ausgangsteil 3 ist mittels einer Wälzlagerung 7 verdrehbar gelagert und gegenüber dem Eingangsteil 2 entgegen der Wirkung der Federeinrichtung 6 begrenzt gegenüber dem Eingangsteil 2 ver- drehbar. Das Ausgangsteil 3 wird aus der Sekundärschwungmasse 8 und einem Flanschteil 9 gebildet. In dem Zweimassenschwungrad 1 ist zum Impactschutz eine Überlastkupplung 1 1 integriert. Die als Rutschkupplung aufgebaute Überlastkupplung 1 1 ist zwischen einer als Flanschscheibe gestalteten Nabe 12 und der Sekundärschwungmasse 8 angeordnet. Die Nabe 12 schließt ein Fliehkraftpendel 10 ein und greift außenseitig mit nicht abgebildeten Mitnehmern zur stirnseiteigen Abstützung an den Bogenfedern 5 in die Federeinrichtung 6 ein. Die Überlastkupplung 1 1 ist bezogen auf das Zweimassenschwungrad 1 somit zwischen dem Eingangsteil 2 und Ausgangsteil 3 angeordnet. Als Überlastkupplung 1 1 ist eine zwei Kontaktflächen 16, 17 einschließende, einen Pressverband 14 bildende Press-Presslöt-Verbindung 13 vor- gesehen, wobei zumindest eine der Kontaktflächen 16, 17 mit einem Weichmetall bzw. einem Lot beschichtet ist.
Die Fig. 2 verdeutlicht weitere Einzelheiten der Überlastkupplung 1 1 und der zugehörigen Press-Presslöt-Verbindung 13. Der Aufbau der Überlastkupplung 1 1 umfasst ein als Schuh gestaltetes Ausgleichselement 18, das drehfixiert an der Nabe 12 befestigt ist. Über eine Kontaktfläche 16 ist das Ausgleichselement 18 an einer korrespondierenden Kontaktfläche 17 eines Zwischenblechs 15 abgestützt, die gemeinsam einen Pressverband 14 bilden. Das Zwischenblech 15 umschließt lokal einen Endbereich der Sekundärschwungmasse 8. Das Ausgleichselement 18 mit einem trapezförmigen Querschnittsprofil verjüngt sich ausgehend von einer Breite S im Bereich des Pressverbandes 14 kontinuierlich in Richtung der Nabe 12. Folglich ist das Ausgleichselement 18 mit einer größeren Kontaktfläche 16 an dem Zwischenblech 15 abgestützt im Vergleich zu der Kontaktfläche 24 an der Nabe 12. Zur Realisierung der Press- Presslöt-Verbindung 13 wird eine der Kontaktflächen 16 oder 17 mit einem Weichme- tall als Lot beschichtet, bevor die Bauteile, die Nabe 12 mit zugehörigem Ausgleichselement 18 und die Sekundärmasse 8 mit zugehörigem Zwischenblech 15 zusammengefügt werden, wobei zwischen beiden Bauteilen ein Übermaß besteht. Zur drehfixierten Anordnung des Ausgleichselementes 18 ist in der Öffnung 20 der Nabe 12 eine Profilierung 19 eingebracht, die sich beim Fügevorgang formschlüssig in die Au- ßenkontur des Ausgleichselementes 18 schneidet. Das Ausgleichselement 18 wird bis zur Anlage einer Schulter 21 an der Nabe 12 in eine zentrale Öffnung 20 der Nabe 12 gepresst. Diese Einbaulage des Ausgleichselementes 18 wird mittels einer Verstem- mung 22 auf der von der Schulter 21 gegenüberliegenden Seite gesichert. Weiterhin ist zwischen der Schulter 21 des Ausgleichselementes 18 und der Nabe 12 eine Dichtmembran 23 fixiert, die sich in Richtung des Ausgangsteils 3 erstreckt.
Eine Homogenisierung der Flächenpressung im Pressverband 14 der Überlastkupplung 1 1 kann gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Lösung erfolgen, indem zwi- sehen der Welle, d.h. der Sekundärschwungmasse 8 oder deren zugehörigem Zwischenblech 15 und der Nabe 12 ein definiertes Übermaß vorgesehen ist. Das Übermaß wird vor dem Fügen so gewählt, damit während des Zusammenfügens der Nabe 12 und der Welle eine Fließgrenze des Weichmetalls bzw. des verwendeten Lots erreicht oder überschritten wird, das zur Beschichtung zumindest einer der Kontaktflä- chen 16, 17 der Press-Presslöt-Verbindung 13 eingesetzt ist.
Gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Lösung ist eine Homogenisierung der Flächenpressung im Pressverband 14 der Überlastkupplung 1 1 erreichbar, durch ein als Schuh ausgeführtes Ausgleichselement 18, das über voneinander abweichend große Kontaktflächen 16, 24 an der Umgebungskonstruktion, dem Zwischenblech 15 und der Nabe 12 abgestützt ist. Dieser konstruktive Aufbau bewirkt eine reduzierte Radial- steifigkeit in den Endzonen der Kontaktfläche 16 des Ausgleichselementes 18.
Bezugszeichenliste Zweimassenschwungrad
Eingangsteil
Ausgangsteil
Ringraum
Bogenfeder
Federeinrichtung
Wälzlagerung
Sekundärschwungmasse
Flanschteil
Fliehkraftpendel
Überlastkupplung
Nabe
Press-Presslöt-Verbindung
Pressverband
Zwischenblech
Kontaktfläche
Kontaktfläche
Ausgleichselement
Profilierung
Öffnung
Schulter
Verstemmung
Dichtmembran
Kontaktfläche
Breite (Ausgleichselement)

Claims

Patentansprüche
Überlastkupplung (1 1 ) in einem Antriebsstrang mit einer Welle-/Nabe- Verbindung zwischen einem Eingangsteil (2) und einem Ausgangsteil (3), wobei die als eine Press-Presslöt-Verbindung (13) ausgebildete Überlastkupplung (1 1 ) einen Pressverband (14) einschließt und zumindest eine Kontaktfläche (16, 17) des Pressverbandes (14) mit einem Weichmetall beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Homogenisierung einer Flächenpressung der Kontaktflächen (16, 17) des Pressverbandes (14) ein Übermaß zwischen den die Welle und die Nabe bildenden Bauteilen vor einem Zusammenfügen so gewählt ist, dass während des Fügens eine Fließgrenze des zur Beschichtung einer Kontaktfläche (16, 17) eingesetzten Weichmetalls erreicht oder überschritten ist.
Überlastkupplung in einem Antriebsstrang mit einer Welle-/Nabe-Verbindung zwischen einem Eingangsteil (2) und einem Ausgangsteil (3), wobei die als eine Press-Presslöt-Verbindung (13) ausgebildete Überlastkupplung (1 1 ) einen Pressverband (14) einschließt und zumindest eine Kontaktfläche (16, 17) des Pressverbandes (14) mit einem Weichmetall beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Homogenisierung einer Flächenpressung der Kontaktflächen (16, 17) dem Pressverband (14) ein Ausgleichselement (18) zugeordnet ist, das über voneinander abweichend große Kontaktflächen (16, 24) an den die Welle und die Nabe bildenden Bauteilen mittelbar oder unmittelbar abgestützt ist, wobei die Press-Presslöt-Verbindung (13) an der größeren der beiden Kontaktflächen (16, 24) des Ausgleichselementes (18) vorgesehen ist.
Überlastkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastkupplung (1 1 ) in einem Zweimassenschwungrad (1 ) zwischen einer die Welle bildenden Sekundärschwungmasse (8) und der Nabe (12) angeordnet ist.
4. Überlastkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Press-Presslöt-Verbindung (13) ein Ausgleichselement (18) einschließt, das mit einer ersten Kontaktfläche (16) mittelbar oder unmittelbar an der Sekundärschwungmasse (8) und mit einer zweiten Kontaktfläche (24) mittelbar oder unmittelbar an der Nabe (12) abgestützt ist.
5. Überlastkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (S) von dem Ausgleichselement (18) ausgehend von dem jeweiligen Pressverband sich in Richtung der radial gegenüberliegenden Fläche des Ausgleichselementes (18) kontinuierlich verjüngt.
6. Überlastkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (18) über ein Zwischenblech (15) mittelbar an der Sekundärschwungmasse (8) abgestützt ist.
7. Überlastkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (18) in eine Öffnung (20) von der Nabe (12) eingepresst ist, wobei sich beim Einpressen eine Profilierung (19) der Öffnung (20) in eine Außenkontur des Ausgleichselementes (18) schneidet.
8. Überlastkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Endlage das Ausgleichselement (18) über eine Schulter (21 ) an der Nabe (12) abgestützt und auf der gegenüberliegenden Seite der Nabe (12) mittels einer Verstemmung (22) gesichert ist.
9. Überlastkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ausgleichselement (18) und der Nabe (12) eine Dichtmembran (23) angeordnet ist. Überlastkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (18) aus einem relativ weichen metallischen Werkstoff hergestellt ist.
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