DE102020126855A1

DE102020126855A1 - Reiblamelle für eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung und Drehmomentbegrenzungseinrichtung mit dieser

Info

Publication number: DE102020126855A1
Application number: DE102020126855.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Schneider; Ralph Kolling; Laurent Theriot; Martin Häßler; Jean-Francois Heller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2020-10-13
Publication date: 2021-05-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung eines Drehschwingungsdämpfers und eine Reiblamelle (1) für diese mit zumindest einer Reiblamelle (1) mit einem um eine Drehachse angeordneten ringförmigen metallischen Grundkörper (2) mit zumindest einer Drehmitnahme (3). Zur vorteilhaften Weiterbildung der Drehmomentbegrenzungseinrichtung und der Reiblamelle (1) sind über den Umfang verteilt mehrere Reibflächen (7) aus Reibmaterial beidseitig des Grundkörpers (2) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung eines Drehschwingungsdämpfers und eine Reiblamelle für diese mit zumindest einer Reiblamelle mit einem um eine Drehachse angeordneten ringförmigen metallischen Grundkörper mit zumindest einer Drehmitnahme.
Zur Begrenzung von Drehmomentspitzen, beispielsweise Impacts in einem Antriebsstrang mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 10 2011 079 735 A1 und DE 2014 218 966 A1 Drehschwingungsdämpfer mit Drehmomentbegrenzungseinrichtungen bekannt, die an dem Ausgangsteil angeordnet sind, wobei zwischen zumindest zwei Begrenzerteilen ein axial vorgespannter Reibeingriff mit einem das übertragbare Drehmoment begrenzenden Reibmoment vorgesehen sind. Beispielsweise ist in den aufgeführten Druckschriften ein als Tellerfederflansch ausgebildetes, die Federeinrichtung ausgangsseitig beaufschlagendes Flanschteil zwischen zwei miteinander verbundenen Scheibenteilen des Ausgangsteils reibschlüssig eingespannt. Bei auftretenden Impacts rutscht der Tellerfederflansch zwischen den Scheibenteilen durch und begrenzt damit das maximal über den Drehschwingungsdämpfer übertragbare Drehmoment. Alternativ kann zumindest eine Reiblamelle mit beidseitig angeordneten Reibflächen zwischen zwei Bauteilen mit Gegenreibflächen axial unter Ausbildung des Reibmoments eingespannt sein.
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Drehmomentbegrenzungseinrichtung mit zumindest einer derartigen Reiblamelle. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung mit zumindest einer Reiblamelle vorzuschlagen, die eine geringe Massenträgheit aufweist und bei kleinen Durchmessern angeordnet sein kann.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Die von dem Anspruch 2 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 2 wieder.
Die vorgeschlagene Drehmomentbegrenzungseinrichtung dient der Drehmomentbegrenzung in einem Antriebsstrang, insbesondere für einen Drehschwingungsdämpfer zur Begrenzung eines übertragbaren Drehmoments mit zwei um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Begrenzerteilen, welche mittels Reibflächen und Gegenreibflächen unter axial vorgespannten Reibflächen und Gegenreibflächen einen Reibschluss mit einem vorgegebenen Reibmoment bilden.
Um die vorgeschlagene Drehmomentbegrenzungseinrichtung mit einem geringen Massenträgheitsmoment und auf einem kleinen Durchmesser anordnen zu können, ist zumindest einem Begrenzerteil zumindest eine Reiblamelle, insbesondere die vorgeschlagene Reiblamelle drehfest zugeordnet. Zumindest zwei beidseitig der Reiblamelle angeordnete Gegenreibflächen des anderen Begrenzerteils bilden mit den beidseitig an der zumindest einen Reiblamelle angeordneten Reibflächen einen Reibeingriff unter axialer Vorspannung. Die Anzahl der Reiblamellen und deren Reibflächen, der Reibwert des Reibeingriffs zwischen Reibflächen und Gegenreibflächen sowie die axiale Vorspannung des Reibeingriffs und dergleichen geben hierbei das maximal über die Drehmomentbegrenzungseinrichtung übertragbare Drehmoment wie Reibmoment beziehungsweise das Grenzmoment vor, ab der der Reibeingriff durchrutscht und die Drehmomentbegrenzungseinrichtung nicht mehr Drehmoment überträgt. Der Reibeingriff zwischen den Reibflächen der zumindest einen Reiblamelle und den Gegenreibflächen kann nass ausgebildet sein und ist in bevorzugter Weise trocken ausgebildet.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Reiblamelle insbesondere für die vorgeschlagene Drehmomentbegrenzungseinrichtung insbesondere eines Drehschwingungsdämpfers gelöst. Die Reiblamelle enthält einen um eine Drehachse angeordneten ringförmigen metallischen Grundkörper mit zumindest einer Drehmitnahme. Mittels der Drehmitnahme ist die Reiblamelle drehfest in ein drehantreibendes Bauteil, beispielsweise ein Begrenzerteil der vorgeschlagenen Drehmomentbegrenzungseinrichtung eingehängt. Durch die Ausbildung der Drehmitnahme aus dem Grundkörper steht eine metallische Drehanbindung zur Verfügung, die ein größeres Drehmoment übertragen kann als beispielsweise aus komplett aus Reibmaterial hergestellten Reiblamellen mit entsprechenden Drehmitnahmen aus Reibmaterial.
Der Grundkörper ist beispielsweise aus Blech mittels eines Stanzverfahrens hergestellt. An dem Grundkörper sind über den Umfang verteilt mehrere Reibflächen aus Reibmaterial beidseitig des Grundkörpers vorgesehen. Die aus dem Material gebildeten Reibflächen sind auf beiden Seiten des Grundkörpers angeordnet, so dass beidseitig der Reiblamelle ein Reibeingriff mit Gegenreibflächen, beispielsweise Gegenlamellen aus Metall mit metallischen Reibflächen ausgebildet sein kann. Mehrere der vorgeschlagenen Reiblamellen können zu einem Lamellenpaket mit mehreren abwechselnd aufeinander geschichteten Reiblamellen und Gegenlamellen gefügt sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Reiblamelle können aus Reibmaterial hergestellte Reibkörper über den Umfang verteilt in den Grundkörper eingelassen sein. Hierzu können in dem Grundkörper Anprägungen, Ausnehmungen und/oder dergleichen vorgesehen sein, die an den Umfang der Reibkörper derart angepasst sind, dass deren Wandungen den Reibkörper im Wesentlichen spielfrei umgeben und insbesondere in Umfangsrichtung bei einer Verdrehung des Grundkörpers mitnehmen. Beispielsweise kann ein Reibkörper in einer Anprägung aufgenommen sein und einseitig eine Reibfläche bilden. Besonders vorteilhaft ist jedoch, Reibkörper in über den Umfang verteilt angeordneten fensterförmigen Ausnehmungen des Grundkörpers aufzunehmen, sodass jeweils ein einziger in einer Ausnehmung aufgenommener Reibkörper axial beidseitig eine Reibfläche ausbildet. Die Reibkörper weisen dabei im Rahmen der geforderten Verschleißanforderungen eine größere Dicke als der Grundkörper auf.
Die Reibkörper sind in bevorzugter Weise in dem Grundkörper verliergesichert aufgenommen. Beispielsweise können die Reibkörper in dem Grundkörper formschlüssig, beispielsweise in ihre Ausnehmung eingerastet oder eingeclipst sein. Alternativ oder zusätzlich können die Reibkörper in die Ausnehmungen reibschlüssig gefügt und/oder in diese eingeklebt sein. Aufgrund der axialen Sicherung mittels der axial benachbarten Gegenreibflächen und die Mitnahme in Umfangsrichtung mittels zwischen den einzelnen Reibkörpern beziehungsweise den diese aufnehmenden Ausnehmungen verbleibenden Stegen kann eine einfache Verliersicherung bis zur Endmontage ausreichend sein.
Die Reibkörper können als Einzelelemente in einer mit Reibmaterial befüllten Form gepresst hergestellt sein. In bevorzugter Weise sind die Reibkörper aus verfestigtem Reibmaterial ausgestanzt. Beispielsweise kann Plattenmaterial aus Reibmaterial der geforderten Dicke als Halbzeug eingesetzt werden, aus denen die Reibkörper ausgestanzt werden. Die Reibkörper können aus massegepresstem Reibmaterial hergestellt sein. Hierzu wird Reibmaterial gegebenenfalls unter Zusatzstoffen wie beispielsweise Fasermaterial bei höheren Temperaturen zu dem Halbzeug verpresst. Alternativ kann ein aus Endlosfasermaterial gewickeltes und mit Harz gepresstes Halbzeug vorgesehen sein, aus dem die Reibkörper ausgestanzt werden.
Die Reiblamelle ist kreisringförmig ausgebildet. Radial abhängig von deren radialer Erstreckung können Reibkörper über den Umfang verteilt auf mehreren oder in bevorzugter Weise auf einem einzigen Durchmesser angeordnet sein. Die Reibkörper und die diese aufnehmenden Ausnehmungen im Grundkörper sind dabei in bevorzugter Weise ringsegmentförmig ausgebildet. Die in Umfangsrichtung zwischen den Ausnehmungen verbleibenden Stege können gegenüber der Erstreckung der Ausnehmungen kleine Umfänge einnehmen. Die Teilung der Reibkörper über den Umfang beträgt zumindest zwei. In bevorzugter Weise sind maximal zehn, bevorzugt vier bis sechs Reibkörper über den Umfang verteilt angeordnet.
Die Drehmitnahme der Reiblamelle beziehungsweise des Grundkörpers kann radial außerhalb oder radial innerhalb der Reibflächen der Reiblamelle erfolgen. Die Drehmitnahme kann beispielsweise als Außen- oder Innenverzahnung ausgebildet sein. Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigen:

1 ein Ansichtsdetail einer Reiblamelle,
2 einen Schnitt durch die Reiblamelle der 1,
3 ein Ansichtsdetail des Grundkörpers der Reiblamelle der 1 und
4 einen Reibkörper in 3D-Ansicht.

Die 1 zeigt die ringförmige Reiblamelle 1 in Teilansicht. Der Grundkörper 2 aus Blech weist radial außen die Drehmitnahme 3 als Außenverzahnung 4 auf. Die Drehmitnahme ist beispielsweise in einen Innenlamellenträger oder dergleichen einer Drehmomentbegrenzungseinrichtung drehschlüssig eingehängt.
Der Grundkörper 2 weist über den Umfang verteilt auf demselben Durchmesser radial zwischen dessen Innen- und Außenumfang die Ausnehmungen 5 auf. In den Ausnehmungen sind die Reibkörper 6 verliersicher aufgenommen, beispielsweise eingerastet. Die Reibkörper 6 sind axial beidseitig gegenüber dem Grundkörper erweitert und weisen beidseitig die Reibflächen 7 zur Ausbildung eines Reibeingriffs mit axial benachbarten Gegenreibflächen von Gegenreiblamellen oder anderen Bauteilen unter axialer Vorspannung auf.
Die 2 zeigt die Reiblamelle 1 der 1 im Schnitt mit dem Grundkörper 2 und dem in der Ausnehmung 5 verliersicher eingebrachten, axial beidseitig gegenüber der Dicke des Grundkörpers 2 erweiterten Reibkörper 6 mit den Reibflächen 7.
Die 3 zeigt den Grundkörper 2 der Reiblamelle 1 der 1 und 2 mit den über den Umfang verteilt angeordneten Ausnehmungen 5 und der radial außen angeordneten Außenverzahnung 4 in Teilansicht. Die Ausnehmungen 5 sind als Kreissegmente ausgebildet, die zwischen sich den Steg 8 ausbilden. Die Reibkörper 6 ( 1) stützen sich zur Übertragung der Umfangskräfte in Umfangsrichtung an den Wandungen 9 der Ausnehmungen ab.
Die 4 zeigt den Reibkörper 6 der 1 und 2 in 3D-Ansicht. Der Reibkörper 6 ist aus gepresstem Reibmaterial hergestellt und bildet durch seinen kreissegmentförmigen Längsschnitt mit seinem Außenumfang den Innenumfang der Ausnehmungen 5 (3) im Wesentlichen spielfrei ab. Die Stirnflächen 10 stützen sich in Umfangsrichtung an den Wandungen 9 (3) der Ausnehmungen ab und bilden mittels der Reibflächen 7 beidseitig einen Reibeingriff mit komplementären Gegenreibflächen. Der Reibkörper 6 ist verliersicher in die Ausnehmungen 5 gefügt, beispielsweise in diese mittels nicht dargestellter Nasen eingerastet.
Bezugszeichenliste

1: Reiblamelle
2: Grundkörper
3: Drehmitnahme
4: Außenverzahnung
5: Ausnehmung
6: Reibkörper
7: Reibfläche
8: Steg
9: Wandung
10: Stirnfläche

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 102011079735 A1 [0002]
DE 2014218966 A1 [0002]

Claims

Drehmomentbegrenzungseinrichtung insbesondere für einen Drehschwingungsdämpfer zur Begrenzung eines übertragbaren Drehmoments mit zwei um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Begrenzerteilen, welche mittels Reibflächen (7) und Gegenreibflächen unter axial vorgespannten Reibflächen (7) und Gegenreibflächen einen Reibschluss mit einem vorgegebenen Reibmoment bilden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem Begrenzerteil zumindest eine Reiblamelle (1) insbesondere gemäß den Ansprüche 2 bis 10 mit über den Umfang verteilt angeordneten Reibflächen (7) drehfest zugeordnet ist.
Reiblamelle (1) insbesondere für eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung eines Drehschwingungsdämpfers mit einem um eine Drehachse angeordneten ringförmigen metallischen Grundkörper (2) mit zumindest einer Drehmitnahme (3), dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang verteilt mehrere Reibflächen (7) aus Reibmaterial beidseitig des Grundkörpers (2) vorgesehen sind.
Reiblamelle (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang verteilt in den Grundkörper (2) mehrere Reibkörper (6) aus Reibmaterial mit Reibflächen (7) eingelassen sind.
Reiblamelle (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) über den Umfang verteilt fensterförmige Ausnehmungen (5) aufweist, in denen jeweils ein einziger Reibkörper (6) mit axial beidseitig ausgebildeten Reibflächen (7) eingelassen ist.
Reiblamelle (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkörper (6) in den Ausnehmungen (5) verliergesichert aufgenommen sind.
Reiblamelle (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkörper (6) in dem Grundkörper (2) formschlüssig, reibschlüssig und/oder eingeklebt befestigt sind.
Reiblamelle (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkörper (6) aus Reibmaterial ausgestanzt sind.
Reiblamelle (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkörper (6) aus massegepresstem Reibmaterial hergestellt sind.
Reiblamelle (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (5) und die Reibkörper (6) ringsegmentförmig ausgebildet sind.
Reiblamelle (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Drehmitnahme (3) des Grundkörpers (2) als Außenverzahnung (4) oder Innenverzahnung ausgebildet ist.