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DE60309327T2 - Integrierte anordnung eines torsionsschwingungsdämpfers für riemenscheiben - Google Patents

Integrierte anordnung eines torsionsschwingungsdämpfers für riemenscheiben Download PDF

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DE60309327T2
DE60309327T2 DE60309327T DE60309327T DE60309327T2 DE 60309327 T2 DE60309327 T2 DE 60309327T2 DE 60309327 T DE60309327 T DE 60309327T DE 60309327 T DE60309327 T DE 60309327T DE 60309327 T2 DE60309327 T2 DE 60309327T2
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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine integrierte Rillenscheibentorsionsdämpferanordnung.
  • HINTERGRUNDTECHNIK
  • Integrierte Rillenscheibentorsionsdämpferanordnungen sind bekannt, die umfassen: eine Nabe, die konstruiert ist, um starr mit einem Antriebselement verbunden zu werden, z.B. der Antriebswelle eines Verbrennungsmotors, eine Rillenscheibe, die mittels eines ersten Rings, der aus elastomerem Material hergestellt ist, der die Funktion eines Filters für Torsionsschwingungen aufweist, mit der Nabe verbunden ist, und einen Trägheitsring, der mittels eines zweiten Rings, der aus elastomerem Material hergestellt ist, mit der Nabe verbunden ist, der mit dem Trägheitsring ein Dämpfungssystem festlegt.
  • Integrierte Anordnungen des oben kurz beschriebenen Typs werden z.B. im Kraftfahrzeugsektor verwendet und sind an einem Ende der Antriebswelle einer Verbrennungsmaschine verbunden, um ein Treiben von Hilfselementen des Motors, z.B. eines Drehstromgenerators, eines Gebläses und/oder eines Kompressors, mittels einer Riemenübertragung zu ermöglichen und gleichzeitig ein Dämpfen der Torsionsschwingungen der Antriebswelle zu ermöglichen.
  • Die US-A-5 637 041 offenbart eine integrierte Rillenscheibentorsionsdämpferanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine integrierte Rillenscheibendämpferanordnung eines verbesserten Typs bereitzustellen, die eine besonders kleine Anzahl von Bauteilen aufweist und eingeschränkte axiale Abmessungen liefert.
  • Der vorerwähnte Zweck wird durch eine integrierte Rillenscheibentorsionsdämpferanordnung nach Anspruch 1 erzielt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung folgt eine Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die bloß anhand eines nichtbeschränkenden Beispiels und mit Bezug auf die angefügte Zeichnung zur Verfügung gestellt wird, die einen radialen Querschnitt der Anordnung veranschaulicht.
  • BESTER MODUS ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Mit Bezug auf die Figur bezeichnet die Zahl 1 insgesamt eine Rillenscheibentorsionsdämpferanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Die Anordnung 1 umfasst eine Nabe 2, die zur starren Verbindung mit einem Antriebselement 3, z.B. der Antriebswelle oder einem Zahnrad der Verteilung, das zwangsschlüssig starr daran angebracht ist, konstruiert ist, eine Rillenscheibe 4, die mittels eines ersten Rings 5, der aus elastomerem Material hergestellt ist (nachstehend einfach als "erster elastomerer Ring 5" bezeichnet), der die Funktion eines Filters für Torsionsschwingungen aufweist, mit der Nabe 2 winkelig verbunden ist, und einen Trägheitsring 6, der mittels eines zweiten ringförmigen Elements 7, das aus elastomerem Material hergestellt ist, (das nachstehend einfach als "zweiter elastomerer Ring 7" bezeichnet wird) mit der Nabe 2 verbunden ist, das mit dem Trägheitsring 6 ein Dämpfungssystem festlegt.
  • Genauer gesagt, ist die Nabe 2 aus gestanztem Blech hergestellt und umfasst integral einen innenbefindlichen ringförmigen Flansch 10, der zur Verbindung mit dem Antriebselement 3 konstruiert ist, eine innenbefindliche röhrenförmige Wand 11, die sich auf der zum Antriebselement 3 entgegengesetzten Seite axial erstreckt und mit dem zweiten elastomeren Ring 7 radial zusammenwirkt, eine außenbefindliche röhrenförmige Wand 12, die in Bezug zur innenbefindlichen röhrenförmigen Wand 11 koaxial ist, und eine Endwand 13, die eben ist und die röhrenförmigen Wände 11 und 12 integral miteinander verbindet. Die Wände 11, 12 und 13 bilden insgesamt einen ringförmigen Kopplungsteil 14 der Nabe 2, der einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt darstellt, der auf der Seite offen ist, wo sich der Flansch 10 befindet, und einen ringförmigen Hohlraum 9 begrenzt.
  • Der Trägheitsring 6 ist auf der äußeren röhrenförmigen Wand 12 mit zwangsweiser Einfügung des zweiten elastomeren Rings 7 montiert und wird auf der vorerwähnten Wand ausschließlich infolge der Reibung zurückgehalten, die durch die radiale Kompression des zweiten elastomeren Rings 7 erzeugt wird.
  • Die Rillenscheibe 4, die bequemerweise vom Typ mit mehreren Nuten (Mehr-V-Typ) ist, ist bequemerweise mittels aufeinanderfolgender Press- und Walzvorgänge aus Blech hergestellt und umfasst integral eine im Wesentlichen zylindrische periphere Krone 15, die auf einer von ihren äußeren Oberflächen eine Mehrzahl von V-förmigen Nuten 16 begrenzt, die in Bezug zu einer Mittelebene M symmetrisch sind, und einen ringförmigen Flansch 17, der sich von einem axialen Ende 18 der Krone 15, das dem Antriebselement 3 gegenüberliegt, integral einwärts erstreckt.
  • Der Flansch 17 umfasst im Wesentlichen einen ebenen äußeren ringförmigen Teil 19, eine dazwischenliegende röhrenförmige Wand 20, die in Bezug zur Krone 15 koaxial ist und sich innen dazu befindet, und einen inneren ringförmigen Flansch 21, der sich von einem axialen Ende der röhrenförmigen Wand 20 entgegengesetzt zum äußeren ringförmigen Teil 19 erstreckt. Bequemerweise weist der Flansch 21 ein konisches Profil auf, das in der Richtung des ebenen äußeren ringförmigen Teils 19 in Richtung auf das Antriebselement 3 konvergiert. Der Flansch 21 ist am ersten elastomeren Ring 5 angebracht, mit dem er einen einzigen Körper bildet. Bequemerweise weist der erste elastomere Ring 5 eine äußere Lippe 22 auf, die an der Innenseite der röhrenförmigen Wand 20 des Flansches 17 der Rillenscheibe 4 haftet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Anordnung 1 einen Kopplungsflansch 25 mit der Funktion, den ersten elastomeren Ring 5 mit der Nabe 2 zu verbinden.
  • Genauer gesagt umfasst der Kopplungsflansch 25 eine innere ringförmige Wand 26, die so eingerichtet ist, dass sie axial auf dem Flansch 10 und von der Nabe 2 liegt, und einen konischen ringförmigen Rand 27, der mit Hilfe eines stufenförmigen Teils 28 an die innere ringförmige Wand 26 mittels Verbundung angebracht ist. Der konische ringförmige Rand 27 ist so eingerichtet, dass er dem Flansch 21 der Rillenscheibe 4 gegenüberliegt, in Bezug zum letztgenannten auswärts divergiert und auf der axial entgegengesetzten Seite am ersten elastomeren Ring 5 angebracht ist.
  • Wegen der Konizität des Flansches 21 und des ringförmigen Rands 27 des Kopplungsflansches 25 weist der erste elastomere Ring 5 einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt auf, der auswärts divergiert. Eine Verbindung der Rillenscheibe 4 und des Kopplungsflansches 25 mit dem ersten elastomeren Ring 5 wird in einer Vulkanisationsform (nicht veranschaulicht) erhalten. Nach Vulkanisierung legen der Kopplungsflansch 25, der erste elastomere Ring 5 und die Rillenscheibe 4 ein Übertragungselement 30 in der Form eines einzigen Körpers fest.
  • Der erste elastomere Ring 5 ist aus einem verhältnismäßig "weichen" elastomeren Material hergestellt, d.h. einem mit einem ausreichend niedrigen Elastizitätsmodul. Die sich ergebende hohe Torsionsverformbarkeit ermöglicht eine "Filtrierung" der impulsähnlichen Variationen von Drehmoment und Widerstand leistendem Drehmoment, wodurch eine Art von "flexibler Kopplung" zwischen dem Antriebselement 3 und der Rillenscheibe 4 bereitgestellt wird.
  • Das Übertragungselement 30 ist mit Einfügung einer Buchse 34 mit der Funktion eines Radial- und Axiallagers zur Unterstützung der Rillenscheibe 4 in Bezug zur Nabe 2 mit einer minimalen Reibung zwischen den beiden auf dem Kopplungsteil 14 der Nabe 2 montiert. Insbesondere umfasst die Buchse 34 integral einen röhrenförmigen Teil 35, der radial zwischen der äußeren röhrenförmigen Wand 12 der Nabe 2 und der dazwischenliegenden röhrenförmige Wand 20 der Rillenscheibe 4 eingerichtet ist, und einen Flansch 36, der axial zwischen dem ebenen äußeren ringförmigen Teil 19 des Flansches 17 der Rillenscheibe 4 und einem freien Rand der äußeren röhrenförmigen Wand 12 der Nabe 2 eingerichtet ist.
  • Die Buchse 34 ist bequemerweise aus einem plastischen Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten hergestellt, wie z.B. einem Fluorpolymer.
  • Sobald die Anordnung vervollständigt ist, wird der erste elastomere Ring 5 im Innern des Hohlraums 9 des Kopplungsteils 14 der Nabe 2 untergebracht. Auf eine ganz und gar ähnliche Weise wird der zweite elastomere Ring 7 und der Trägheitsring 6 im Innern der Krone 16 der Rillenscheibe 4 untergebracht. Die Anordnung 1 ist deshalb in der axialen Richtung besonders kompakt.
  • Eine Montage der Anordnung 1 auf dem Antriebselement 3 wird mittels einer einzigen axialen Schneidschraube 37 erhalten, die den Flansch 10 der Nabe 2 und die ringförmige Wand 26 des Kopplungsflansches 25 fest zusammenpresst und axial in das Antriebselement 3 eingeschraubt wird.
  • Bei Gebrauch wird die Rillenscheibe 4 mittels des ersten elastomeren Rings 5, der jegliche Ungleichförmigkeit in der Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle filtert und jegliche augenblicklichen Variationen von Widerstand leistendem Drehmoment filtert, in Drehrichtung an der Nabe 2 und am Antriebselement 3 angebracht. Der Trägheitsring 6 und der zweite elastomere Ring 7 sind im Hinblick auf ein Trägheitsmoment des erstgenannten und eine Torsionselastizität des letztgenannten dimensioniert, um vorgegebene Dämpfungscharakteristika zu erhalten.
  • Aus einer Untersuchung der Charakteristika der gemäß der Erfindung gebauten Anordnung 1 gehen die Vorteile, die die besagte Erfindung ermöglicht, offensichtlich hervor.
  • Erstens ermöglicht die Anordnung der Nabe 2, der Rillenscheibe 4 und der Buchse 34 eine Verringerung in der Gesamtanzahl von Bauteilen (sieben im veranschaulichten Beispiel) sowie eine gleichzeitige Verringerung der axialen Abmessungen.
  • Weiter ist die axiale Position der Rillenscheibe 4 genau festgelegt und erfordert keine Notwendigkeit für irgendwelche nachfolgenden Bearbeitungsverfahren, sobald die Anordnung komplett ist, da sie von einer kleinen Kombination von Toleranzen abhängt, die während einer Produktion leicht gesteuert werden können. Insbesondere gibt es nur vier einer Toleranz ausgesetzte Parameter, die die axiale Position der Nuten der Rillenscheibe bedingen, d.h. der Abstand zwischen der Mittelebene M der Nuten 16 der Rillenscheibe 4 und der Innenseite des ebenen äußeren ringförmigen Teils 19 des Flansches 17 der Rillenscheibe 4, die Dicke des Flansches 36 der Buchse 34, der Abstand zwischen dem freien Rand der äußeren röhrenförmigen Wand 12 und der Ebene der Außenseite des Flansches 10 der Nabe 2, und die Dicke des Kopplungsflansches 25.
  • Schließlich wird das Geräusch der Vorrichtung gedämpft, da die Rillenscheibe 4 durch den Trägheitsring 6 "abgeschirmt" wird, der nicht in starrer Verbindung mit der Antriebswelle steht und folglich gegen jegliche Wirkungen von erzwungener Schwingung abgeschirmt ist.
  • Ein weiterer Vorteil ist durch die Tatsache dargestellt, dass die Buchse 34 dank ihrer Anordnung gegen äußere Agenzien (Wasser, Schmutz) geschützt ist.
  • Schließlich ist es deutlich, dass Modifikationen und Variationen an der integrierten Anordnung 1, die hierin beschrieben ist, vorgenommen werden können, ohne dass man dadurch vom Schutzbereich der folgenden Ansprüche abweicht.

Claims (2)

  1. Integrierte Rillenscheibentorsionsdämpferanordnung, umfassend eine Nabe (2), die konstruiert ist, um starr mit einem Antriebselement (3) verbunden zu werden, eine Rillenscheibe (4), die mittels eines ersten elastomeren Rings (5), der die Funktion eines Filters für Torsionsschwingungen aufweist, mit der Nabe (2) verbunden ist, einen Trägheitsring (6), der mittels eines zweiten elastomeren Rings (7), der mit dem Trägheitsring (6) ein Dämpfungssystem festlegt, mit der Nabe (2) verbunden ist, wobei die Nabe (2) einen innenbefindlichen ringförmigen Flansch (10) umfasst, der zur Verbindung mit dem Antriebselement (3) konstruiert ist, wobei die Nabe (2) integral mit dem innenbefindlichen ringförmigen Flansch (10) einen ringförmigen Kopplungsteil (14) umfasst, der einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt aufweist, der auf der Seite axial offen ist, wo der innenbefindliche ringförmige Flansch (10) angeordnet ist, und einen Hohlraum (9) bildet, wobei der Kopplungsteil (14) eine äußere röhrenförmige Wand (12) umfasst, auf der der zweite elastomere Ring (7) angebracht ist, wobei eine Lagerung (34) zwischen der äußeren röhrenförmigen Wand (12) und der Rillenscheibe (4) für eine radiale und axiale Unterstützung der Rillenscheibe (4) in Bezug zu der Nabe (2) eingerichtet ist, wobei die Rillenscheibe (4) eine periphere Krone (15) und einen Flansch (17) umfasst, der sich von der peripheren Krone (15) radial einwärts erstreckt, wobei der Flansch (17) einen äußeren ringförmigen Teil (19), eine dazwischenbefindliche röhrenförmige Wand (20), die mit Bezug auf die Krone (15) koaxial ist und sich innen dazu befindet, umfasst, gekennzeichnet durch Bereitstellung eines Kopplungsflanschs (25), der mit einer inneren ringförmigen Wand (26), die axial gegen den Flansch (10) der Nabe (2) anliegt, und mit einem peripheren ringförmigen Rand (27) versehen ist, und dadurch, dass der Flansch (17) der Rillenscheibe (4) einen inneren ringförmigen Flansch (21) umfasst, der sich von einem axialen Ende der röhrenförmigen Wand (20) entgegengesetzt zum äußeren ringförmigen Teil (19) erstreckt, wobei der erste elastomere Ring (5) axial zwischen dem inneren ringförmigen Flansch (21) der Rillenscheibe (4) und dem peripheren ringförmigen Rand (27) des Kopplungsflanschs (25) eingerichtet ist und einen einzigen Körper mit ihnen bildet; wobei der Trägheitsring (6) im Innern der Krone (15) der Rillenscheibe (4) enthalten ist, wobei der erste elastomere Ring (5) in dem Hohlraum (9) des ringförmigen Kopplungsteils (14) untergebracht ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (34) integral einen röhrenförmigen Teil (35), der radial zwischen der äußeren röhrenförmigen Wand (12) der Nabe (2) und der dazwischenbefindlichen röhrenförmigen Wand (20) der Rillenscheibe (4) eingerichtet ist, und einen Flansch (36), der axial zwischen dem äußeren ringförmigen Teil (19) des Flanschs (17) der Rillenscheibe (4) und der äußeren röhrenförmigen Wand (12) der Nabe (2) eingerichtet ist, umfasst.
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