(57)【要約】【課題】コンパクトに形成されていて、不変に良好なかつ自由に選択可能なばね・減衰特性を有する、駆動ディスクと駆動軸とから成るアッセンブリに用いられるデカップラを提案する。【解決手段】駆動軸１３の端部が、中空軸１２として形成されており、ねじりばね３１が、棒状に形成されていて、一方の端部で駆動軸１３に相対回動不能に位置固定されていて、他方の端部で駆動ディスク２０に相対回動不能に位置固定されており、該駆動ディスク２０に支承スリーブ２１が固く結合されており、該支承スリーブ２１が、中空軸１２の自由端部に対して自由に相対回動可能に支持されているようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ディスク（２０）に用いられるデカップラであって、駆動ディスク（２０）が、駆動軸（１３）にねじりばね（３１）を介して、トルク伝達のために結合されている形式のものにおいて、駆動軸（１３）の端部が、中空軸（１２）として形成されており、ねじりばね（３１）が、棒状に形成されていて、一方の端部で駆動軸（１３）に相対回動不能に位置固定されていて、他方の端部で駆動ディスク（２０）に相対回動不能に位置固定されており、該駆動ディスク（２０）に支承スリーブ（２１）が固く結合されており、該支承スリーブ（２１）が、中空軸（１２）の自由端部に対して自由に相対回動可能に支持されていることを特徴とする、駆動ディスクに用いられるデカップラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動ディスクに用いられるねじり振動ダンパまたはデカップラであって、駆動ディスクが、駆動軸にばね弾性・減衰エレメントを介して、トルク伝達の目的のために結合されている形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
この場合、駆動は駆動ディスクから駆動軸にまたは駆動軸から駆動ディスクに行われ得る。この場合、前述した駆動軸は、たとえば内燃機関のクランクシャフトまたはカムシャフトであってよい。この場合、駆動ディスクを介して補機が駆動される。内燃機関または、たとえばピストンコンプレッサの周期的な作業形式に基づき、軸端部に角速度およびトルクにおける斑（むら）が生ぜしめられる。この斑は軸の振動・共振現象によって一層増幅され得る。補機に対する駆動装置における斑を減衰するために、既知の駆動ディスクでは、エラストマから成るばね・ダンパエレメントが一般的である。このばね・ダンパエレメントは１つの構成部材に減衰・ばね弾性作用をまとめている。ばね・ダンパエレメントの材料としてのエラストマは一連の欠点を有している。
【０００３】
エレメントの剛性ひいては固有周波数が周辺温度に強く関連している。このことは、減衰作用の離調を結果的に生ぜしめ得る。
【０００４】
エレメントの材料が老化プロセスを受ける。材料が時間と共に硬化する。このことは、減衰のさらなる離調を生ぜしめ得る。
【０００５】
エラストマが周辺影響、特に浸食性の液体またはオイルと、内燃機関の領域に付与されるガスとに対して抵抗力を有していない。
【０００６】
減衰特性がエラストマに関連していて、制限された程度でしか変更することができない。
【０００７】
エラストマから成るばね・ダンパエレメントが比較的大きな構成スペースを要求する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここから出発して、本発明の課題は、コンパクトに形成されていて、不変に良好なかつ自由に選択可能なばね・減衰特性を有する、駆動ディスクと駆動軸とから成るアッセンブリに用いられるデカップラを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために本発明の構成では、駆動軸の端部が、中空軸として形成されており、ねじりばねが、棒状に形成されていて、一方の端部で駆動軸に相対回動不能に位置固定されていて、他方の端部で駆動ディスクに相対回動不能に位置固定されており、該駆動ディスクに支承スリーブが固く結合されており、該支承スリーブが、中空軸の自由端部に対して自由に相対回動可能に支持されているようにした。
【発明の効果】
【００１０】
中空軸の内部への棒状のねじりばねの使用によって、ばね弾性の作用と減衰の作用とを同じく１つの構成部材にまとめた極めてコンパクトな構造が実現される。金属から成るねじりばねは、温度影響および別の周辺影響と無関係に、長い寿命を保証する。構成部材の個数が僅かとなり、これによって、アッセンブリが廉価となる。ばね・ダンパユニットの材料は、高いダンパ出力と同時に良好な熱導出を保証する。
【００１１】
有利な構成では、ねじりばねが、個別棒、特に六角棒から成る棒束から形成されていてよい。この場合、ばねのねじれが、棒束における個々の棒の間の相対的な滑り運動に繋がり、これによって、減衰作用が高められる。
【００１２】
択一的には、ねじりばねが、中実部材として形成されていることが可能である。この場合、ねじりばねは中実棒として形成されていてもよいし、中空棒として形成されていてもよい。さらに、ねじりばねが、特に横断面で見て円形の中間区分と多角形の端区分とを有していることが提案される。減衰は、この事例では、棒区分における内部減衰として行われる。
【００１３】
前述した両構成では、ばねが、有利には、ねじれ方向で形状接続的に駆動軸にかつ駆動ディスクに位置固定される。この場合、ねじりばねが、その軸方向の端区分で、駆動軸に設けられた形状接続手段および駆動ディスクに設けられた形状接続手段、特に内側六角開口と相対回動不能に協働するようになっていると有利である。
【００１４】
構造上の有利な構成では、駆動軸、特に中空軸の領域に支承スリーブが位置固定されており、該支承スリーブが、駆動ディスクの支承スリーブと、該支承スリーブを支持した状態で協働するようになっている。この場合、ここでは、自由な回動可能性で撓み力を吸収することができる。第１の択一的な構成によれば、支承スリーブの支承区分が、駆動ディスクの、内側に位置する支承スリーブを外側で取り囲んでいることが提案されている。別の択一的な構成によれば、支承スリーブの支承区分が、駆動ディスクの、外側に位置する支承スリーブ内に内側で位置していることが提案される。
【００１５】
付加的な支承手段、特に滑り支承ブシュが、駆動軸に設けられた支承スリーブと、駆動ディスクに設けられた支承スリーブとの間に設けられていると有利である。針状ころ軸受けの使用は排除されていない。両支承スリーブのどこに支承手段が位置固定されるかは制約されていない。支承スリーブと駆動ディスクとの間に軸方向位置決め手段が設けられていてよく、該軸方向位置決め手段が、両部材相互の相対的な回動可能性を許容もしくは保証するようになっているものの、支承スリーブに対する駆動ディスクの紛失不能性を確保するようになっている。このような軸方向位置決め手段は、オーバラップするつば、スナップリングまたはこれに類するものによって実現することができる。
【００１６】
駆動軸に設けられた前述した支承スリーブが、駆動軸の中空軸の領域に設けられた取付け区分にねじ被せられていてよい。プレス嵌めでの位置固定も同じく可能である。
【００１７】
本発明の有利な構成では、駆動軸に対して同軸的に形成された補償アッセンブリが設けられている。
【００１８】
本発明のさらに有利な構成では、補償アッセンブリが、棒状の別のねじりばねを有しており、該ねじりばねが、ねじりばね内に位置しており、ねじりばねの軸側の端部が、少なくとも間接的に駆動軸に相対回動不能に結合されており、ねじりばねの他方の端部が、自由にねじり振動可能な補償質量体を支持している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。
【００２０】
図１には、本発明によるねじり振動ダンパ１１が示してある。このねじり振動ダンパ１１は駆動軸１３の端部に結合されている。この駆動軸１３はフランジ状の拡径部として形成されている。この拡径部は、実際には、駆動軸、たとえばクランクシャフトと一体に形成されている。駆動軸１３の自由端部は中空軸１２として形成されている。この場合、内側の中空室１５の内側の端部には、形状接続手段１６が設けられている。この形状接続手段１６は内側六角部として形成されている。駆動軸１３の取付け区分１４には、支承スリーブ１７が相対回動不能にねじ被せられている。この場合、ねじ山ピッチは駆動軸１３の回転方向に比べて、ねじ山が運転中に締め付けられるように選択されている。支承スリーブ１７はプレス嵌めでまたは別の適切な形式で取付け区分１４に位置固定されてもよい。支承スリーブ１７の拡張された支承区分１８は滑り支承ブシュ１９を収容している。この滑り支承ブシュ１９には、駆動ディスク２０が、付設された支承スリーブ２１によって相対回動可能に支承されている。支承区分１８は、駆動ディスク２０の近傍に設けられたフランジ３３によって仕切られる。ここに図示していない手段によって、支承区分１８と駆動ディスク２０とを軸方向で互いに位置決めすることができる。駆動ディスク２０の外縁部には、フラットベルトのためのベルトリム２２を認めることができる。このベルトリム２２の代わりに、Ｖベルト、歯付きベルトのためのベルトリムまたはスプロケットが設けられてもよい。さらに、駆動ディスク２０は、内側六角部として形成された形状接続手段２４を備えたボス２３を有している。中空軸１２内には、ねじりばね３１が押し込まれている。このねじりばね３１は多数の個々の六角棒から成っていて、全体的に前方の端部３５で、中空軸１２の中空室１５の内側の端部に設けられた形状接続手段１６内に係合していて、他方では、後方の端部３６で駆動ディスク２０の形状接続手段２４内に形状接続的に係合している。これによって、駆動ディスク２０は、一方で支承スリーブ１７に対して低摩擦で相対回動可能に支承されていて、他方で中空軸１２の端部に対して、振動減衰のためのねじりばね３１のねじれ下でしか回動することができない。ねじりばね３１のねじれ時には、減衰が、棒束の内部の個々の六角棒の相対的な表面摩擦に基づき発生させられ、これによって、駆動軸１３に対する駆動ディスク２０の弾性的な運動が減衰される。
【００２１】
図２には、図１と同じ個別部分が同じ符号で示してある。この場合、特に中空室１５の内側の端部に設けられた形状接続手段１６と、駆動ディスク２０のボス２３に設けられた形状接続手段２４とが内側六角部として形成されているのに対して、個々の六角棒３２から成るねじりばね３１が全体的に六角部として形成されていることを認めることができる。ここに示したように、支承ブシュ１９を備えた支承スリーブ１７と、支承スリーブ２１を備えた駆動ディスク２０とは前組付けされていてよく、軸方向で互いに位置決めされていてよい。その後、支承スリーブ１７が中空軸１２の取付け区分１４にねじ被せられ、最後に、ねじりばね３１の端部が形状接続手段１６および形状接続手段２４との形状接続を達成するまで、ねじりばね３１の、個々の六角棒３２から成る棒束がアッセンブリ内に軸方向で押し込まれ、軸方向で位置決めされる。
【００２２】
図３には、前記図面と同じ個別部分が同じ符号で示してある。支承スリーブ１７の支承区分１８には、付加的に内側の支承面２５が示してあり、駆動ディスク２０の支承スリーブ２１には、付加的に外側の支承面２６が示してある。両支承面２５，２６の間には、滑り支承ブシュ１９が嵌められる。この滑り支承ブシュ１９の代わりに、針状ころ軸受けが使用されてもよい。さらに、雄ねじ山２７が中空軸１２の取付け区分１４に示してあり、雌ねじ山２８が支承スリーブ１７内にその位置で示してある。
【００２３】
本発明によるねじり振動ダンパの第２の構成が示してある図４、図５および図６は、図１、図２および図３にほぼ相当している。したがって、図１、図２および図３の説明に関連させることができる。同じ個別部分は同じ符号で示してあるのに対して、単に変更された個別部分は１回の肩記号′で示してある。第１の構成と異なり、ねじりばね３１′が、ここでは、中実棒として形成されている。この場合、減衰力はねじれ時の内部材料減衰に基づき形成される。ねじりばね３１′は六角形の端区分３５，３６を有していて、中間の領域で円形の完全棒として形成されている。
【００２４】
本発明によるねじり振動ダンパの第３の構成が示してある図７、図８および図９は、図４、図５および図６にほぼ相当している。したがって、図４、図５および図６の説明ひいては同時に図１、図２および図３の説明に関連させることができる。単に変更された個別部分は２回の肩記号′′で示してある。同じ個別部分は同じ符号で示してある。第１および第２の構成と異なり、支承スリーブ１７′′の支承区分１８′′が、ここでは、外側に位置する支承スリーブ２１′′に対して内側で駆動ディスク２０′′に位置している。これによって、支承区分１８′′が、外側に位置する支承面２９を形成しており、支承スリーブ２１′′が、内側に位置する支承面３０を形成している。支承区分１８′′は、駆動軸側のフランジ３４によって仕切られる。両支承面２９，３０の間には、滑り支承ブシュ１９′′が嵌められている。この滑り支承ブシュ１９′′の代わりに、針状ころ軸受けが使用されてもよい。
【００２５】
本発明によるねじり振動ダンパの第４の構成が示してある図１０、図１１および図１２は、図４、図５および図６にほぼ相当している。したがって、図４、図５および図６の説明ひいては同時に図１、図２および図３に関連させることができる。単に変更された個別部分は３回の肩記号′′′で示してある。同じ個別部分は同じ符号で示してある。第１および第２の構成と異なり、ねじりばね３１′′′が、ここでは、中空棒として形成されている。この場合、減衰力はねじれ時の内部材料減衰に基づき形成される。ねじりばね３１′′′は外側で六角形の端区分を有していて、軸側の端部で内側六角部３７として形成されていて、中間の領域において、内側でかつ外側で円形の中空棒として形成されている。この中空棒の内部には、棒状の別のねじりばね３８が位置している。このねじりばね３８は中実棒として形成されていて、六角形の端区分３９，４０を有している。この場合、駆動ディスク２０を越えて突出した前方の端部３９には、中央の内側六角開口４２を備えたディスク状の補償質量体４１が載着されているのに対して、後方の端部４０は形状接続的にねじりばね３１′′′の内側六角部３７内に挿入されている。認めることができるように、別のねじりばね３８は駆動軸１３から駆動ディスク２０へのトルク伝達経路に位置しておらず、したがって、駆動軸１３に対して自由にねじり振動可能である。ねじりばね３８のばね剛性および／または補償質量体４１のサイズの適切な選択によって、この補償アッセンブリの固有周波数を調整することができ、これによって、駆動軸１３のねじり振動の特定の周波数を抑圧することができる。
【００２６】
有利な補足によれば、駆動軸１３に対して同軸的に形成された補償アッセンブリが設けられていることが提案される。これによって、駆動軸の不利な固有周波数範囲を抑圧することができる。この場合、このことは、提供された構成スペースの内部に収納したい手段によって可能となる。特に中空軸として形成されたねじりばねに相俟って、補償アッセンブリが棒状の別のねじりばね３８を有していることが提案される。このねじりばね３８はねじりばね３１内に位置している。ねじりばね３８の軸側の端部は少なくとも間接的に駆動軸に相対回動不能に結合されており、他方の端部は、自由にねじり振動可能な補償質量体４１を支持している。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ねじり振動ダンパの第１の構成の等尺部分断面図である。
【図２】図１に示したねじり振動ダンパの分解図である。
【図３】図１および図２に示したねじり振動ダンパの個別部分を示す図である。
【図４】ねじり振動ダンパの第２の構成の等尺部分断面図である。
【図５】図４に示したねじり振動ダンパの分解図である。
【図６】図４および図５に示したねじり振動ダンパの個別部分を示す図である。
【図７】ねじり振動ダンパの第３の構成の等尺部分断面図である。
【図８】図７に示したねじり振動ダンパの分解図である。
【図９】図７および図８に示したねじり振動ダンパの個別部分を示す図である。
【図１０】ねじり振動ダンパの第４の構成の等尺部分断面図である。
【図１１】図１０に示したねじり振動ダンパの分解図である。
【図１２】図１０および図１１に示したねじり振動ダンパの個別部分を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１  ねじり振動ダンパ、  １２  中空軸、  １３  駆動軸、  １４  取付け区分、  １５  中空室、  １６  形状接続手段、  １７，１７′′  支承スリーブ、  １８，１８′′  支承区分、  １９，１９′′  滑り支承ブシュ、  ２０，２０′′  駆動ディスク、  ２１，２１′′  支承スリーブ、  ２２  ベルトリム、  ２３  ボス、  ２４  形状接続手段、  ２５  支承面、  ２６  支承面、  ２７  雄ねじ山、  ２８  雌ねじ山、  ２９  支承面、  ３０  支承面、  ３１，３１′，３１′′′  ねじりばね、  ３２  六角棒、  ３３  フランジ、  ３４  フランジ、  ３５  端部、  ３６  端部、  ３７  内側六角部、  ３８  ねじりばね、  ３９  端区分、  ４０  端区分、  ４１  補償質量体、  ４２  内側六角開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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