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Die
Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer zum Dämpfen von Schwingungen einer Welle
einer Brennkraftmaschine. Bei der Welle kann es sich insbesondere
um die Kurbelwelle eines Hubkolbenmotors, aber auch einer anderen
Brennkraftmaschine handeln. Der Schwingungsdämpfer ist ausgestaltet, sowohl
Drehschwingungen der Welle (d. h. Schwingungen um die Drehachse
der Welle, auch Torsionsschwingungen genannt) als auch Biegeschwingungen
der Welle (d. h. Schwingungen quer zur Drehachse der Welle) zu dämpfen. Z.
B. kann ein freies Ende der Welle, welches über die axiale Position eines
der Welle zugeordneten Drehlagers hinausragt, bei Überlagerung
Drehbewegung der Welle mit den Drehschwingungen und den Biegeschwingungen
eine Taumelbewegung ausführen,
d. h. eine Bewegung, bei der das freie Ende eine Kreisbahn oder
eine elliptische Bahn durchläuft.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Anordnung mit der Welle und dem Drehschwingungsdämpfer, wobei
der Drehschwingungsdämpfer
drehfest an dem freien Ende der Welle befestigt ist.
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Außerdem betrifft
die Erfindung ein Verfahren zum Dämpfen von Schwingungen einer
Welle einer Brennkraftmaschine, wobei mit dem Schwingungsdämpfer sowohl
Drehschwingungen der Welle als auch Biegeschwingungen der Welle
gedämpft werden
und wobei als Schwingungsdämpfer
der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer in
einer seiner Ausgestaltungen verwendet wird.
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Schließlich betrifft
die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Schwingungsdämpfers zum
Dämpfen
von Schwingungen einer Welle einer Brennkraftmaschine. Dabei werden
ein erstes, radial innen liegendes ringförmiges Element, das drehfest mit
der Welle verbindbar ist, und ein zweites, radial außen liegendes
ringförmiges
Element bereitgestellt, so dass zwischen dem ersten Element und
dem zweiten Element ein ringförmiger
Zwischenraum besteht, der insbesondere rotationssymmetrisch geformt
ist. Die Rotationssymmetrie des Zwischenraumes und optional die
Rotationssymmetrie des ersten und/oder des zweiten ringförmigen Elements
sind auch bevorzugte Merkmale des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers sowie
der Anordnung. Bei der Herstellung des Schwingungsdämpfers wird
in dem ringförmigen
Zwischenraum ein elastomeres Material angeordnet, über das
das erste Element und das zweite Element elastisch miteinander verbunden werden,
so dass das zweite Element als gegenüber dem ersten Element bewegliche
Schwungmasse die Schwingungen der Welle dämpft.
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Um
mit demselben Schwingungsdämpfer und
aufgrund der elastischen Beweglichkeit einer einzigen Schwungmasse
sowohl die Drehschwingungen der Welle als auch die Biegeschwingungen der
Welle zu dämpfen,
weist der Zwischenraum in einem beliebigen axialen Längsschnitt
durch den Schwingungsdämpfer
einen gekrümmten
Verlauf auf. Dabei weist der außen
liegende Rand des Zwischenraumes einen größeren Krümmungsradius auf als der innen
liegende Rand des Zwischenraumes. Im Fall der rotationssymmetrischen
Gestaltung des Zwischenraumes und damit des ringförmigen elastomeren
Element in dem Zwischenraum, liegt der Kreismittelpunkt des innen
liegenden Randes und des außen
liegenden Randes des Zwischenraumes auf der Drehachse. Auch wenn
ein konstanter Krümmungsradius
sowohl des innen liegenden Randes als auch des außen liegenden
Randes des Zwischenraumes bevorzugt wird, so ist dies nicht zwingend
der Fall, d. h. die Krümmung
des Randes (betrachtet in dem axialen Längsschnitt) kann sich über den
Verlauf des Randes des Zwischenraumes verändern. Dennoch kann davon gesprochen
werden, dass zumindest jedem Abschnitt des Randes ein (annähernd) konstanter
Krümmungsradius
zugeordnet ist, der daher einen zugeordneten Kreismittelpunkt aufweist.
Wenn sich der Krümmungsradius
im Verlauf der Ränder des
Zwischenraumes kontinuierlich verändert, liegen die entsprechenden
Kreismittelpunkte in einem entsprechenden axialen Abschnitt der
Drehachse.
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Aus
der
US 5,231,893 ist
ein wie zuvor beschriebener Schwingungsdämpfer mit konstantem Krümmungsradius
bekannt. Der Schwingungsdämpfer
zur Dämpfung
von Schwingungen der Kurbelwelle weist ein elastomeres Element auf,
das zwischen einer Nabe und einem äußeren ringförmigen Trägheitselement angeordnet ist.
Wie auch bei dem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer kann
das Trägheitselement
dazu ausgestaltet sein, mit einem Gurt oder anderem Element als
Nebenantrieb zusammenzuwirken. Beispielsweise ist der Außenumfang
des äußeren ringförmigen Elements
mit in Umfangsrichtung verlaufenden Nuten versehen, so dass die
entsprechend geformten Vorsprünge
des Riemens (z. B. eines so genannten Keilriemens) in die Nuten
eingreifen können.
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Die
Theorie der gleichzeitigen Dämpfung von
Drehschwingungen und Biegeschwingungen der Welle unter Verwendung
einer einzigen Schwungmasse ist in der
US 5,231,893 insbesondere in den
4 bis
11 und
der zugehörigen
Beschreibung erläutert.
Hierauf wird hiermit vollinhaltlich Bezug genommen. Die zugeordnete
Beschreibung findet sich in der
US
5,231,893 ab Spalte 4, Zeile 28 bis Spalte 5, Zeile 62.
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Der
den Rändern
des elastomeren Elements zugeordnete Kreismittelpunkt liegt etwa
dort, wo sich auch der Massenschwerpunkt des elastomeren Elements
befindet, etwa auf dem Schnittpunkt der Drehachse mit einer zu der
Drehachse senkrecht verlaufenden Ebene, die das elastomere Element
in zwei gleichgroße,
bezüglich
der Ebene spiegelsymmetrisch angeordnete Teile teilt. Auf die aus
US 5,231,893 bekannte Gestaltung
eines Schwingungsdämpfers
wird noch anhand von
1 der hier vorliegenden Beschreibung
eingegangen.
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In
der
US 5,231,893 wird
vorgeschlagen, das vorher vulkanisierte elastomere Element in den
Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren kreisförmigen Element
einzupressen. Überlegungen der
Erfinder der hier vorliegenden Erfindung haben ergeben, dass eine
Vulkanisierung des elastomeren Materials innerhalb des Zwischenraumes,
so dass das elastomere Material aufgrund der Vulkanisation an den
Rändern
des Zwischenraumes anhaftet, aufgrund der Schrumpfung des elastomeren
Materials zu nachteiligen Zugspannungen in dem elastomeren Material
führen
würde,
die aufgrund von daraus resultierenden Rissen zu einer geringen
Lebensdauer des elastomeren Elements und damit des Schwingungsdämpfers führen würden. Das
Vulkanisieren vor dem Einbringen in den Zwischenraum erscheint daher
erforderlich zu sein.
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DE 44 04 311 C1 beschreibt
einen Torsionsschwingungsdämpfer
mit einer Rotationsachse, umfassend einen ersten und einen zweiten
Ring, die einander mit radialem Abstand umschließen, wobei in dem durch den
Abstand gebildeten Ringspalt zumindest ein ringförmig ausgebildeter erster Federkörper aus
elastomerem Werkstoff angeordnet ist.
1 der Druckschrift
zeigt einen axialen Längsschnitt,
in dem der Ringspalt im mittleren Bereich seines Verlaufs gekrümmt ist.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schwingungsdämpfer, eine
Anordnung der eingangs genannten Art, ein Verfahren zum Dämpfen von
Schwingungen einer Welle und ein Verfahren zum Herstellen eines
geeigneten Schwingungsdämpfers
anzugeben, wobei mit einer einzigen Schwungmasse sowohl Drehschwingungen
als auch Biegeschwingungen der Welle gedämpft werden und wobei die Dämpfungscharakteristik
verbessert ist. Insbesondere sollen die Amplituden einer Taumelbewegung
des freien Endes der Welle, an dem der Schwingungsdämpfer drehfest
befestigt ist, reduziert werden können. Vorzugsweise soll das
elastomere Material des Schwingungsdämpfers, welches das elastomere
ringförmige
Element bildet, innerhalb des Zwischenraumes zwischen dem inneren
ringförmigen
Element und dem äußeren ringförmigen Element vulkanisiert
werden können.
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Es
wird ein Schwingungsdämpfer
zum Dämpfen
von Schwingungen einer Welle einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen,
insbesondere der Kurbelwelle eines Kolbenmotors, wobei der Schwingungsdämpfer ausgestaltet
ist, sowohl Drehschwingungen der Welle als auch Biegeschwingungen
der Welle zu dämpfen,
wobei
- – der
Schwingungsdämpfer
ein erstes, radial innen liegendes ringförmiges Element aufweist, das drehfest
mit der Welle verbindbar ist,
- – der
Schwingungsdämpfer
ein zweites, radial außen
liegendes ringförmiges
Element aufweist,
- – in
einem ringförmigen
Zwischenraum zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ein
elastomeres Material angeordnet ist, über das das erste Element und
das zweite Element elastisch miteinander verbunden sind, sodass
das zweite Element als gegenüber
dem ersten Element bewegliche Schwungmasse die Schwingungen der
Welle dämpft,
- – der
mit dem elastomeren Material gefüllte
Zwischenraum in einem beliebigen axialen Längsschnitt durch den Schwingungsdämpfer einen
gekrümmten
Verlauf aufweist, bei dem der außen liegende Rand des Zwischenraumes
einen größeren Krümmungsradius
aufweist als der innen liegende Rand des Zwischenraumes,
wobei
der Krümmungsradius
des außen
liegenden Randes und des innen liegenden Randes einen dem Krümmungsradius
zugeordneten Kreismittelpunkt aufweisen, der in axialer Richtung
gegen den Schwerpunkt des elastomeren Materials versetzt ist.
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Wie
bereits in der Einleitung erwähnt,
wird zwar ein Verlauf sowohl des außen liegenden Randes des Zwischenraumes
als auch des innen liegenden Randes des Zwischenraumes bevorzugt,
bei dem der Krümmungsradius
des Randes jeweils konstant ist (und außerdem weiter bevorzugt die
beiden verschiedenen Krümmungsradien
denselben Kreismittelpunkt aufweisen). Es ist jedoch auch möglich, dass
sich der Krümmungsradius
des außen
liegenden Randes und/oder des innen liegenden Randes über seinen
Verlauf ändert.
Dabei ist der Verlauf der Ränder
jedoch konkav, d. h. das Innere der Krümmung befindet sich auf der
Seite der Drehachse und das Äußere der
Krümmung
befindet sich auf der Seite des Außenumfangs des Schwingungsdämpfers, wenn
der beliebige axiale Längsschnitt
durch den Schwingungsdämpfer
betrachtet wird. In der
US 5,231,893 werden
dagegen auch Bauformen in Betracht gezogen, bei denen die Krümmung konvex
ist.
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Dadurch,
dass der dem Krümmungsradius zugeordnete
Kreismittelpunkt in axialer Richtung gegen den Schwerpunkt des elastomeren
Materials versetzt ist, können
Taumelbewegungen des freien Endes der Welle mit höherer Dämpfungswirkung
gedämpft
werden, d. h. die Amplituden der Drehschwingungen und/oder der Biegeschwingungen
sind geringer.
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Der
Krümmungsradius
des außen
liegenden Randes und der Krümmungsradius
des innen liegenden Randes weisen jeweils einen zugeordneten Kreismittelpunkt
auf. Vorzugsweise sind diese Kreismittelpunkte identisch. Sie können jedoch
auch leicht in axialer Richtung gegeneinander versetzt sein. Z.
B. wenn die in einem beliebigen axialen Längsschnitt durch den Schwingungsdämpfer betrachtete
Dicke des elastomeren Materials am inneren Ende des elastomeren
Materials größer ist
und zum äußeren Ende
abnimmt, kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass das elastomere
Material im Bereich seines inneren Endes größeren Belastungen durch Scherspannungen
ausgesetzt ist.
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Wenn
der Kreismittelpunkt der Ränder
des Zwischenraumes wie erwähnt
in axialer Richtung gegen den Schwerpunkt des elastomeren Materials versetzt
ist, weist das ringförmige
elastomere Element, welches aus dem elastomeren Material gebildet
ist, keine senkrecht zur Drehachse verlaufende Symmetrieebene auf,
wie es bei dem Schwingungsdämpfer
gemäß
US 5,231,893 der Fall ist.
Wie in dem vorangegangenen Absatz bereits erwähnt wurde, weist das ringförmige elastomere
Element daher ein in radialer Richtung weiter innen liegendes und ein
in radialer Richtung weiter außen
liegendes Ende auf. Dabei muss das weiter außen liegende Ende nicht zwingend
den in radialer Richtung am weitesten außen liegenden Punkt des elastomeren
Materials aufweisen. Vielmehr kann der Rand des Zwischenraumes,
in dem sich das elastomere Material befindet, an dem radial weiter
außen
liegenden Ende in Richtung Drehachse weisen. Bevorzugt wird es jedoch,
dass dies nicht der Fall ist, d. h. es wird bevorzugt, dass sich
die Ränder
des Zwischenraumes in ihrem Verlauf von dem radial weiter innen
liegenden Ende bis zu dem radial weiter außen liegenden Ende stetig weiter
von der Drehachse des Schwingungsdämpfers entfernen, wenn ein
beliebiger axialer Längsschnitt
durch den Schwingungsdämpfer
betrachtet wird. Eine solche Gestaltung hat den Vorteil, dass bei
einer Schrumpfung oder Ausdehnung des elastomeren Materials während des
Betriebes des Schwingungsdämpfers
keine Zugspannungen auftreten, die innerhalb des elastomeren Elements
zu Rissen führen
könnten.
Die Ausdehnung oder Schrumpfung des elastomeren Materials führt in diesem
Fall vielmehr lediglich dazu, dass das äußere ringförmige Element gegen das innere
ringförmige
Element in axialer Richtung versetzt wird.
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Auch
ist der Schwingungsdämpfer
in diesem Fall einfacher herzustellen, da das äußere ringförmige Element in axialer Richtung
relativ zu dem inneren ringförmigen
Element verschoben werden kann, ohne dass es zu einem Anstoßen der
beiden Elemente am Außenumfang
des inneren Elements kommt. Auch ist die Dicke des Zwischenraums
und damit die Dicke des elastomeren Elements nicht durch die Gestaltung
der Krümmungen
der Ränder des
Zwischenraums beschränkt,
wie es bei der
US 5,231,893 der
Fall ist. Daher kann eine bevorzugte Ausführungsform des Schwingungsdämpfers so
hergestellt werden oder hergestellt worden sein, dass das elastomere
Material durch Vulkanisation in dem Zwischenraum mit dem außen liegenden
Rand und dem innen liegenden Rand des Zwischenraums haftend verbunden
wird bzw. worden ist.
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Durch
die in axialer Richtung einander gegenüberliegenden Enden des außen liegenden (zweiten)
Elements ist ein axialer Bereich definiert, über den sich das zweite Element
erstreckt. Vorzugsweise befindet sich der Kreismittelpunkt sowohl
des außen
liegenden Randes als auch der Kreismittelpunkt des innen liegenden
Randes in axialer Richtung außerhalb
dieses axialen Bereichs, d. h. die Versetzung gegen den Schwerpunkt
des elastomeren Materials ist entsprechend groß gewählt. Dies ermöglicht es,
den Kreismittelpunkt an einer axialen Position der Drehachse anzuordnen,
an der sich ein Lager zum drehbaren Lagern der Drehbewegung der Welle
befindet. Es hat sich gezeigt, dass die Amplituden der Schwingungen
besonders gering sind, wenn die beiden genannten axialen Positionen
miteinander übereinstimmen,
wenn der Schwingungsdämpfer
an den über
die axiale Position des Lagers hinausragenden freien Ende der Welle
befestigt ist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Dämpfen
von Schwingungen einer Welle einer Brennkraftmaschine, insbesondere
der Kurbelwelle eines Hubkolbenmotors, sieht es vor, dass der Schwingungsdämpfer in
einer der beschriebenen Ausgestaltungen verwendet wird.
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Ferner
gehört
zum Umfang der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Schwingungsdämpfers zum
Dämpfen
von Schwingungen einer Welle einer Brennkraftmaschine, insbesondere
der Kurbelwelle eines Hubkolbenmotors, wobei Folgendes bereitgestellt
wird:
- – ein
erstes, radial innen liegendes ringförmiges Element, das drehfest
mit der Welle verbindbar ist,
- – ein
zweites, radial außen
liegendes ringförmiges Element,
so
dass zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ein ringförmiger Zwischenraum
besteht, - – wobei
in dem ringförmigen
Zwischenraum ein elastomeres Material angeordnet wird, über das das
erste Element und das zweite Element elastisch miteinander verbunden werden,
sodass das zweite Element als gegenüber dem ersten Element bewegliche
Schwungmasse die Schwingungen der Welle dämpft,
- – wobei
der mit dem elastomeren Material gefüllte Zwischenraum in einem
beliebigen axialen Längsschnitt
durch den Schwingungsdämpfer
einen gekrümmten
Verlauf aufweist, bei dem der außen liegende Rand des Zwischenraumes
einen größeren Krümmungsradius
aufweist als der innen liegende Rand des Zwischenraumes,
wobei
der Krümmungsradius
des außen
liegenden Randes und des innen liegenden Randes einen dem Krümmungsradius
zugeordneten Kreismittelpunkt aufweisen, der in axialer Richtung
gegen den Schwerpunkt des elastomeren Materials versetzt ist.
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Vorzugsweise
wird das noch nicht vulkanisierte elastomere Material in den Zwischenraum
eingebracht und darin vulkanisiert, so dass es mit dem außen liegenden
Rand und dem innen liegenden Rand des Zwischenraumes haftend verbunden
wird.
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Wenn
der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer am
freien Ende der Welle befestigt ist, stimmen (betrachtet in einem
beliebigen axialen Längsschnitt)
die Fixpunkte der Drehbewegungen des äußeren ringförmigen Elements relativ zu
dem inneren ringförmigen
Element sowie der Taumelbewegung des freien Endes der Welle besser überein,
als es ohne Versetzung des Kreismittelpunktes der Zwischenraumränder gegen
den Massenschwerpunkt des elastomeren Materials der Fall wäre. Daher
kann der Schwingungsdämpfer
besser auf die Frequenzen der Drehschwingungen und der Biegeschwingungen der
Welle abgestimmt werden, vereinfacht ausgedrückt ”folgt” die Schwungmasse in verbesserter Form
den Anregungen, die sie bei einer Taumelbewegung des freien Wellenendes
erfährt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
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1 einen
axialen Längsschnitt
durch einen Schwingungsdämpfer,
der am freien Ende einer Kurbelwelle montiert ist, wobei lediglich
Teile des Schwingungsdämpfers
auf einer Seite der Welle dargestellt sind und wobei der Schwingungsdämpfer dem
in der
US 5,231,893 beschriebenen
Stand der Technik entspricht,
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2 einen
axialen Längsschnitt
durch einen Schwingungsdämpfer
gemäß der vorliegenden Erfindung,
der wie in 1 lediglich teilweise dargestellt
ist und ebenfalls an dem freien Ende einer Kurbelwelle montiert
ist,
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3 einen
axialen Längsschnitt
durch einen Teil eines weiteren erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers.
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Der
in 1 dargestellte axiale Längsschnitt zeigt im oberen
Figurenteil die Konstruktion eines Schwingungsdämpfers 1, der am freien
Ende 12 einer Kurbelwelle montiert ist. Rechts in der Figur
sind weitere Elemente der Kurbelwelle dargestellt, die pauschal
mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet sind. Die Drehachse
der Welle und des Schwingungsdämpfers 1 ist
mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Ein Drehlager 10 lagert
die Drehbewegung der Welle und damit des drehfest auf dem freien Ende 12 montierten
Schwingungsdämpfers 1.
Die Angabe ”axialer
Längsschnitt” bezieht
sich auf die Drehachse 2.
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Der
Schwingungsdämpfer 1 weist
eine Nabe 3 auf, über
die er mit dem freien Ende 12 der Welle drehfest verbunden
ist. Die Nabe 3 und die weiteren in 1 dargestellten
Teile des Schwingungsdämpfers 1 sind
rotationssymmetrisch bezüglich
der Drehachse 2 ausgestaltet, d. h. bilden ringförmige, in
sich geschlossen die Drehachse 2 umlaufende Teile und Elemente.
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Von
der Nabe 3 erstreckt sich im dargestellten Längsschnitt
ein Abschnitt in radialer Richtung und gleichzeitig in axialer Richtung
zu einem in radialer Richtung weiter ausliegenden ringförmigen Element 4,
das an seinem radial außen
liegenden Umfang eine Randfläche
eines Zwischenraumes zu einem radial weiter außen gelegenen, zweiten ringförmigen Element 7 aufweist.
Der Zwischenraum ist mit elastomerem Material ausgefüllt, so
dass das elastomere Material ein elastomeres Element 5 bildet.
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Wie
auch bei dem in der
US 5,231,893 beschriebenen
Schwingungsdämpfer
kann das elastomere Material auch bei dem Schwingungsdämpfer gemäß der vorliegenden
Erfindung natürliches
Gummi sein oder ein synthetisches elastomeres Material sein.
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Z.
B. kann das elastomere Material aus einem polaren Kautschukmaterial,
vorzugsweise einer hydrierten Nitril-Butadien-Kautschukverbindung
(HNBR) hergestellt sein. Es können
aber alternativ beispielsweise EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk),
ENR (Epoxidized Natural Rubber), EVA (Ethylene Vinyl Acetate), NBR
(Nitril-Butadien-Kautschuk), AEM (Ethylen-Acrylat-Kautschuk) oder
ACM (Polyacrylat-Kautschuk) verwendet werden.
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Das
zweite, äußere ringförmige Element 7, welches
wie auch das innere, erste ringförmige
Element 4 vorzugsweise aus Metall gefertigt ist, weist
an seinem Außenumfang
nebeneinander liegende Nuten 9 auf, so dass ein Keilriemen
angetrieben werden kann.
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Das
elastomere Element 5 ist wie oben beschrieben in den Zwischenraum
zwischen den ringförmigen
Elementen 4, 7 eingepresst worden. Dadurch kann
die Bildung von Rissen in dem Material aufgrund von Abkühlung nach
der Vulkanisation verringert werden.
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In
dem dargestellten Längsschnitt
weisen die Randflächen
des Zwischenraumes und damit die Oberflächen des elastomeren Elements 5 einen Krümmungsradius
auf, dessen zugeordneter Kreismittelpunkt auf der Drehachse 2 liegt
und mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet ist. Der Massenschwerpunkt
des elastomeren Elements 5 liegt an derselben Stelle wie
der Kreismittelpunkt 11.
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Betrachtet
in einem Koordinatensystem, in dem das erste ringförmige Element 4 ruht,
führt das zweite
ringförmige
Element während
des Betriebes der Welle Schwingungen um den Kreismittelpunkt aus,
wie durch den gekrümmten
Doppelpfeil A angedeutet ist. In demselben mitrotierenden Koordinatensystem
führen
das freie Ende 12 der Welle und das innere ringförmige Element 4 des
Schwingungsdämpfers 1 aber
Schwingungsbewegungen in einer anderen Richtung aus, wie durch den
gekrümmten Doppelpfeil
B angedeutet ist. Das entsprechende Drehzentrum dieser Schwingungsbewegung
legt auf der Drehachse 2 an einer axialen Position 13.
Dies ist die axiale Position des Drehlagers 10.
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Da
die Beweglichkeit des äußeren ringförmigen Elements 7 nicht
mit der Taumelbewegung des freien Wellenendes 12 übereinstimmt,
werden die Taumelbewegungen nicht in bestmöglicher Weise gedämpft.
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2 zeigt
in ähnlicher
Darstellung und weitgehend übereinstimmender
Anordnung einen an einem freien Ende 12 einer Kurbelwelle
angeordneten, drehfest mit dem freien Ende 12 verbundenen Schwingungsdämpfer 21 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gleiche Teile und Formmerkmale sind mit denselben Bezugszeichen
wie in 1 bezeichnet. Die Unterschiede werden im Folgenden
erläutert:
Das
innere ringförmige
Element 24 ist so gestaltet, dass die radial außen liegende,
den Zwischenraum zu dem äußeren ringförmigen Element 27 weisende Randfläche von
einer radial weiter innen liegenden Position zu einer radial weiter
außen
liegenden Position verläuft.
Dementsprechend weist das ringförmige,
elastomere Element 25 ein radial weiter innen liegendes
Ende 26 und ein radial weiter außen liegendes Ende 28 auf.
Dagegen ist das eine Ende 6 des elastomeren Elements 5 bei
dem in 1 dargestellten Schwingungsdämpfer 1 an der gleichen
radialen Position angeordnet, wie das gegenüberliegende Ende 8 des
elastomeren Elements 5.
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Wie
auch bei dem Element 5 gemäß 1 ist das
Element 25 gemäß 2 durch
innen liegende und außen
liegende Randflächen
mit jeweils konstantem Krümmungsradius
begrenzt, wobei die Krümmungsradien
einen gemeinsamen Kreismittelpunkt haben. Dieser Kreismittelpunkt
liegt in der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform an der axialen Position
des Drehlagers 10. Sowohl der Kreismittelpunkt als auch
der Fixpunkt der Taumelbewegung des freien Wellenendes 12 sind
somit an der axialen Position des Drehlagers 10 angeordnet.
Daher stimmt die Beweglichkeit der Schwungmasse 27 des
Schwingungsdämpfers 21 mit
der Taumelbewegung überein,
wie durch den einzigen Doppelpfeil B in 2 angedeutet
ist.
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3 zeigt
eine Variante des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers,
der sich in den folgenden Merkmalen von dem Schwingungsdämpfer 21 gemäß 2 unterscheidet.
Bei anderen Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers können die
Merkmale des in 3 dargestellten Schwingungsdämpfers und
die Merkmale des in 2 dargestellten Schwingungsdämpfers in anderer
Weise kombiniert werden.
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An
seiner radial außen
liegenden Umfangsfläche
weist der in 3 dargestellte Schwingungsdämpfer 31 keine
Profilierung für
die Kraftübertragung
zu Nebenantrieben auf.
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Das
ringförmige
elastomere Element
35 erstreckt sich zwar von einem weiter
innen liegenden Ende
36 zu einem radial weiter außen liegenden Ende
38.
Jedoch liegt das radial weiter außen liegende Ende
38 nicht
an der radial am weitesten außen liegenden
Position
39 des Elements
35. Wie in der
US 5,231,893 , Spalte 6,
ab Zeile 55 beschrieben ist dabei die Montierbarkeit zu beachten,
d. h. das äußere ringförmige Element
muss in axialer Richtung über das
innere ringförmige
Element geschoben werden können.
Insofern ist
3 schematisch zu verstehen,
bei der diese Forderung nicht erfüllt ist.
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Die
Krümmungen
der in dem Längsschnitt
in 3 dargestellten bezüglich der Drehachse 2 rotationssymmetrischen
Randlinien des elastomeren Elements 35 sind nicht konstant,
d. h. nicht durch einen einzigen Krümmungsradius beschreibbar.
Vielmehr ist der Krümmungsradius
im Bereich des weiter innen liegenden Endes 36 größer als
im Bereich des radial weiter außen
liegenden Endes 38. Daher sind die Kreismittelpunkte der
Krümmungsradien über einen
mit den Grenzen 41, 42 bezeichneten Abschnitt der
Drehachse 2 verteilt. Der zugehörige Kreismittelpunkt für das radial
weiter innen liegende Ende 36 liegt etwa bei der Grenze 42.
Der zugehörige
Kreismittelpunkt für
das radial weiter außen
liegende Ende 38 liegt etwa bei der Grenze 41.
Der Massenschwerpunkt des elastomeren Elements 35 ist wie
in den anderen Figuren mit den Bezugszeichen 11 bezeichnet. Theoretisch,
bei einem sehr dicken elastomeren Element könnte der Massenschwerpunkt
in dem Abschnitt der Drehachse liegen. Der überwiegende Teil des Abschnitts
liegt jedoch auf der Seite des Massenschwerpunktes, auf der der
Schwingungsdämpfer
an der Welle befestigt ist.