DE102008054190A1

DE102008054190A1 - Schraubenfederanordnung

Info

Publication number: DE102008054190A1
Application number: DE102008054190A
Authority: DE
Inventors: Kai Riffner; Ulf Mirlieb
Original assignee: Oskar Schwenk & Co KG GmbH; Schwenk Oskar & Co KG GmbH
Current assignee: Oskar Schwenk & Co KG GmbH; Schwenk Oskar & Co KG GmbH
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2028-11-01
Also published as: DE102008054190B4

Abstract

Die Schraubenfederanordnung besitzt eine äußere Schraubenfeder sowie eine darin angeordnete entgegengesetzt gewundene kürzere innere Schraubenfeder, die mit ihrem einen Ende am entsprechenden Ende der äußeren Schraubenfeder arretiert ist. Zur Arretierung dient ein Stopfen mit einem in die innere Schraubenfeder eingeschobenen und damit formschlüssig-zugfest verbundenen Zapfen und einer Endscheibe, deren Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der äußeren Schraubenfeder und in einer zum Scheibenumfang komplementär geformten Ausnehmung des endseitigen Innenraumes der äußeren Schraubenfeder aufgenommen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubenfederanordnung für ein Zwei-Massen-Schwungrad, mit einer äußeren Schraubenfeder und einer darin angeordneten entgegengesetzt gewundenen inneren Schraubenfeder, deren eines Ende am entsprechenden Ende der äußeren Schraubenfeder gegen Verschiebung in Richtung des anderen Federendes arretiert ist.
Um bei Kraftfahrzeugen einen hohen Komfort sicherzustellen und insbesondere Schwingungen der Karosserie zu vermeiden, müssen Maßnahmen getroffen werden, die den Motor und den Antriebsstrang voneinander schwingungsmäßig entkoppeln. Dazu werden die Motoren von Personenkraftwagen serienmäßig mit Zwei-Massen-Schwungrädern ausgerüstet. Diese wirken als Drehschwingungsdämpfer und besitzen eine motorseitige sowie eine antriebsstrangseitige Schwungmasse, wobei diese Schwungsmassen über Schraubenfederanordnungen miteinander antriebsmäßig gekoppelt sind, derart, dass vor allem beim Zugbetrieb (Motor treibt das Fahrzeug) federnde Drehbewegungen zwischen Motorseite und Antriebsstrangseite ermöglicht werden.
Um große Federhübe ermöglichen zu können, sind die Schraubenfedern vorzugsweise kreisbogenförmig ausgebildet, d. h. die Längsachse der Schraubenfedern bildet einen Kreisbogen. Im Übrigen sind die Schraubenfedern in käfigartigen Aufnahmeräumen des Zwei-Massen-Schwungrades aufgenommen und geführt, derart, dass die Schraubenfedern bei Drehschwingungen der Schwungmassen relativ zueinander auf Druck beansprucht werden. Die DE 37 21 712 A1 zeigt ein Beispiel für einen solchen Drehschwingungsdämpfer.
Des Weiteren ist es beispielsweise aus der DE 199 12 970 A1 bekannt, koaxial ineinander angeordnete Schraubendruckfedern für Zwei-Massen-Schwungräder vorzusehen. Wenn die beiden Federn unterschiedliche Längen aufweisen, wird die kürzere Schraubenfeder nur bei größeren Drehhüben der Schwungmassen relativ zueinander wirksam.
Bei koaxialen Schraubenfederanordnungen mit ungleich langen Federn muss gewährleistet sein, dass sich die kürzere Feder relativ zur längeren Feder beim Betrieb nicht verschieben kann, andernfalls könnten das Zwei-Massen-Schwungrad bzw. der Drehschwingungsdämpfer erhebliche Unwuchten verursachen.
In diesem Zusammenhang ist aus der DE 102 06 317 A1 bekannt, bei einer Schraubenfederanordnung mit gegenüber der äußeren Schraubenfeder verkürzter inneren Schraubenfeder die einen Enden der beiden Federn derart aneinander zu arretieren, dass sich das entsprechende Ende der inneren Schraubenfeder nicht in Richtung des anderen Federendes verschieben kann.
In diesem Zusammenhang ist es Aufgabe der Erfindung, eine Konstruktion aufzuzeigen, die sich durch vergleichsweise geringen Herstellungsaufwand und hohe Zuverlässigkeit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als Arretierung ein Stopfen vorgesehen ist, welcher mittels eines Zapfens mit umfangsseitigen Ausnehmungen formschlüssig-zugfest im einen Ende der inneren Schraubenfeder gehaltert und mit einer Endscheibe, deren Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der äußeren Schraubenfeder ist, in einer zur Scheibenform komplementären Erweiterung des endseitigen Innenraumes des entsprechenden Endes der äußeren Schraubenfeder aufgenommen ist.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung kann der Zapfen leicht konisch ausgebildet sein, derart, dass er sich leicht in den Innenraum der inneren Schraubenfeder einschieben lässt. Die formschlüssig-zugfeste Arretierung des Zapfens bzw. Stopfens kann dann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass im Übergangsbereich zwischen Zapfen und Endscheibe am Zapfen eine Umfangsnut ausgebildet ist, in die die innere Schraubenfeder mit einer endseitigen Windung eingreift, wobei diese endseitige Windung vorzugsweise durch Materialabtrag den Querschnitt eines Kreisabschnittes aufweist, derart, dass eine im Wesentlichen plane Stirnseite gebildet wird, mit der die innere Schraubenfeder auf der zugewandten Seite der Endscheibe aufliegt.
Eine andere Möglichkeit, den Zapfen mit der inneren Schraubenfeder formschlüssig-zugfest zu verbinden, besteht darin, en Zapfen mit einem an die innere Schraubenfeder angepassten Außengewinde zu versehen, so dass sich der Stopfen in die innere Feder einschrauben lässt.
Die zur Aufnahme der Endscheibe dienende Erweiterung des endseitigen Innenraumes der äußeren Schraubenfeder wird ebenfalls vorzugsweise durch Materialabtrag hergestellt und zweckmäßig so bemessen, dass die Endscheibe in axialer Richtung vollständig in die Erweiterung eintaucht.
Die als Innenkonus ausgebildete Erweiterung der äußeren Schraubenfeder kann auch dadurch erzeugt werden, dass das Endstück der äußeren Schraubenfeder konisch gewickelt wird. Soweit die äußere Schraubenfeder einen überall gleichen Außendurchmesser aufweisen soll, kann an den konischen Wickelungen von außen Material abgetragen werden.
Im Übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert wird.
Schutz wird nicht nur für angegebene oder dargestellte Merkmalskombinationen sondern auch für prinzipiell beliebige Kombinationen der angegebenen oder dargestellten Einzelmerkmale beansprucht.
In der Zeichnung zeigt
1 einen Axialschnitt einer erfindungsgemäßen Schraubenfederanordnung im Bereich der aneinander arretierten Federenden und
2 eine Seitenansicht des zur Arretierung dienenden Stopfens.
Gemäß 1 besitzt die erfindungsgemäße Schraubenfederanordnung eine äußere Schraubenfeder 1 mit kreisbogenförmiger Federachse und eine entsprechend bogenförmige innere Schraubenfeder 2, welche entgegengesetzt zur äußeren Schraubenfeder 1 gewunden ist. In nachfolgend dargestellter Weise ist das rechte Ende der inneren Schraubenfeder 2 derart am rechten Ende der äußeren Schraubenfeder 1 arretiert, dass sich das rechte Ende der inneren Schraubenfeder 2 nicht in Richtung des anderen Federendes verlagern kann.
Zu diesem Zweck ist ein Stopfen 3 vorgesehen, der einen leicht konischen Zapfen 4 sowie eine damit einstückig bzw. einteilig verbundene Endscheibe 5 sowie eine im Zapfen 4 an der zapfenseitigen Stirnseite der Endscheibe 5 ausgebildete Umfangsnut 6 aufweist (vgl. auch 2). Mit dem Zapfen 4 wird der Stopfen 3 in das zugewandte Ende der inneren Schraubenfeder 2 eingeschoben, deren Endwindung so geformt ist, dass sie sich in die Umfangsnut 6 einlegt. Damit wird der Stopfen 3 formschlüssig-zugfest mit der inneren Schraubenfeder 2 verbunden. Vorzugsweise ist die Endwindung der inneren Schraubenfeder 2 in der aus 1 ersichtlichen Weise mit einem materialabtragenden Werkzeug so bearbeitet, dass die Endwindung einen kreisabschnittförmigen Querschnitt aufweist und mit einer im Wesentlichen planen Stirnfläche auf der zugewandten Stirnseite der Endscheibe 5 aufliegt.
Vorzugsweise besitzt die innere Feder aneinander liegende Endwindungen, so dass bei entsprechender Breite der Umfangsnut 6 mehrere Endwindungen von der Nut 6 aufgenommen werden können.
Gegebenenfalls kann die Nut 6 auch nach Art eines Gewindes ausgebildet sein, welches sich in die innere Feder einschrauben lässt.
Die Endscheibe 5 besitzt einen konusförmigen Außenumfang, der einem entsprechend komplementären Innenumfang einer konusförmigen Erweiterung 7 des endseitigen Innenraumes der äußeren Schraubenfeder 1 angepasst ist. Diese innenkonusförmige Erweiterung 7 des Innenraumes der äußeren Schraubenfeder 1 kann ebenfalls mit einem materialabtragenden Werkzeug hergestellt werden.
Stattdessen kann das Endstück der äußeren Schraubfeder 1 auch konisch gewickelt sein, um die Erweiterung 7 in Form eines Innenkonus auszubilden. Durch Materialabtrag auf den Außenumfang der Feder 1 kann dann ein überall gleich bleibender Außendurchmesser der Feder 1 erreicht werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die innenkonusförmige Erweiterung 7 derart ausgeformt, dass die Endscheibe 5 zwanglos mit ihrer gesamten axialen Erstreckung innerhalb der Erweiterung 7 aufgenommen wird. Wenn die äußere Schraubenfeder 1 innerhalb eines nicht dargestellten Zwei-Massen-Schwungrades mit ihrem Ende an Widerlagerflächen des Schwungrades anliegt, können also auf die Endscheibe 5 keinerlei Axialkräfte ausgeübt werden, die die Endscheibe 5 in die äußere Schraubenfeder 1 einzutreiben suchen.
Der Konuswinkel des Außenumfangs der Endscheibe 5 bzw. der Erweiterung 7 liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 50° bis 75°.
Abweichend von der dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, den Außenumfang der Endscheibe 5 anders als konisch auszuformen, wobei dann für die Erweiterung 7 des Innenraumes der äußeren Schraubenfeder 1 eine entsprechend komplementäre Form vorgesehen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3721712 A1 [0003]
- DE 19912970 A1 [0004]
- DE 10206317 A1 [0006]

Claims

Schraubenfederanordnung für Zwei-Massen-Schwungrad, mit einer äußeren Schraubenfeder (1) und einer darin angeordneten, entgegengesetzt gewundenen kürzeren inneren Schraubenfeder (2), deren eines Ende am entsprechenden Ende der äußeren Schraubenfeder (1) gegen Verschiebung in Richtung des anderen Federendes arretiert ist dadurch gekennzeichnet, dass als Arretierung ein Stopfen (3) vorgesehen ist, welcher mittels eines Zapfens (4) mit zumindest einer umfangsseitigen Ausnehmung (6) formschlüssig-zugfest in einem Ende der inneren Schraubenfeder (2) gehaltert und mit einer Endscheibe (5), deren Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der äußeren Schraubenfeder (1) ist, in einer zur Scheibenform komplementären Erweiterung (7) des endseitigen Innenraumes des entsprechenden Endes der äußeren Schraubenfeder (1) aufgenommen ist.
Schraubenfederanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich zwischen Zapfen (4) und Endscheibe (5) im Zapfen (4) eine Umfangsnut (6) vorgesehen ist.
Schraubenfederanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (4) zu seinem freien Ende hin konisch verjüngt ist.
Schraubenfederanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe (5) einen als Außenkonus ausgebildeten Außenumfang aufweist und die Erweiterung (7) als komplementärer Innenkonus ausgebildet ist.
Schraubenfederanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel im Bereich von 50° bis 75° liegt.
Schraubenfederanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung (7) die Endscheibe (5) in deren Axialrichtung vollständig und zwangsfrei aufnimmt.
Schraubenfederanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endwindungen der Schraubenfedern (1, 2) eine im Wesentlichen plane Stirnfläche aufweisen.
Schraubenfederanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Endwindungen einen Querschnitt in Form eines Kreisabschnittes besitzen.