DE102010029055B4

DE102010029055B4 - Drehschwingungstilger für hohe Drehzahlen

Info

Publication number: DE102010029055B4
Application number: DE102010029055.6A
Authority: DE
Inventors: Ralf Krause; Willi Gebhardt; Sebastian Glampke
Original assignee: Wegu GmbH Schwingungsdaempfung
Current assignee: Wegu GmbH Schwingungsdaempfung
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2015-11-26
Anticipated expiration: 2030-05-19
Also published as: DE102010029055A1

Abstract

Drehschwingungstilger (1) für Drehschwingungen einer mit hoher Drehzahl um eine Drehachse umlaufenden Welle (3) mit einer ringförmigen Tilgermasse (5) aus Metall und mit einer Federanordnung (8) aus Elastomerwerkstoff (9), wobei der Elastomerwerkstoff (9) der Federanordnung (8) an eine mit der Welle (3) umlaufende, radial nach außen weisende metallene Außenumfangsfläche (6) und eine radial nach innen weisende Innenumfangsfläche (7) der Tilgermasse (5) angebunden ist und wobei zwischen der Außenumfangsfläche (6) und der Innenumfangsfläche (7) eine radiale Vorsprünge (11) umfassende Radialführung ausgebildet ist, wobei sich die Vorsprünge (11) an der ihnen gegenüber liegenden Innenumfangsfläche (7) oder Außenumfangsfläche (6) abstützen, an der sie bei Relativbewegungen der Tilgermasse (5) in Umfangsrichtung abgleiten, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Vorsprünge (11) der Radialführung radiale Vorsprünge (11) der metallenen Außenumfangsfläche (6) und/oder der Innenumfangsfläche (7) der Tilgermasse (5) sind, die mit Elastomerwerkstoff (9) überzogen sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungstilger für Drehschwingungen einer mit hoher Drehzahl um eine Drehachse umlaufenden Welle mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Unter einer hohen Drehzahl sind hier insbesondere Drehzahlen über 1000 U/min, wie beispielsweise von 1000 bis 5000 U/min und mehr zu verstehen, wie sie an der Kurbelwelle und den Antriebswellen von Brennkraftmaschinen und den Antriebswellen von Kraftfahrzeugen auftreten.
Bei derart hohen Drehzahlen führen bereits kleine Unwuchten zu sehr großen Zentrifugalkräften mit entsprechend großem Gefahren- und Zerstörungspotential.
STAND DER TECHNIK
Ein Drehschwingungstilger, der für hohe Drehzahlen geeignet ist, ist aus der DE 35 345 19 C2 bekannt. Hier sind zwischen einer ringförmig ausgebildeten Tilgermasse, deren Innenumfangsfläche grundsätzlich zylindermantelförmig ist, und einem Befestigungsflansch, der eine mit Abstand zu der Innenumfangsfläche angeordnete im Wesentlichen zylindermantelförmige Außenumfangsfläche aufweist, neben Federn aus Elastomerwerkstoff, die sowohl an der Innenumfangsfläche als auch an die Außenumfangsfläche angebunden sind, Gleitkörper vorgesehen, die jeweils nur an die Innenumfangsfläche oder die Außerumfangsfläche angebunden sind und über die die Tilgermasse in radialer Richtung an den Befestigungsflansch geführt ist. Die Gleitkörper bestehen aus Kunststoff und weisen eine dünne Gummischicht zwecks Vermeidung einer Geräuschentwicklung auf. Die Gummischicht kann dabei in nuten- oder punktförmige Vertiefungen in der jeweiligen Innenumfangsfläche oder Außenumfangsfläche eingreifen, um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem jeweiligen Gleitkörper und der Innenumfangsfläche oder Außenumfangsfläche, an die er angebunden ist, herzustellen. Der Gleitkörper besteht insbesondere aus Acetanharz oder PTFE mit Glasfaser- und Molykote-Anteilen und wird zunächst separat hergestellt, bevor er zwischen den Befestigungsflansch und Tilgermasse eingepresst oder dort einvulkanisiert wird. Der Befestigungsflansch ist aus Stahlblech tiefgezogen und weist Befestigungslöcher zur Montage an der Welle auf.
Bei einem aktuellen Produkt aus dem Hause der Anmelderin, das im Wesentlichen dem aus der DE 35 345 19 C2 bekannten Aufbau entspricht, werden die Gleitkörper in einem Formwerkzeug aus demselben Elastomerwerkstoff wie oder aus einem härteren Elastomerwerkstoff als die Federkörper unmittelbar an die Innenumfangsfläche oder die Außenumfangsfläche angespritzt und anvulkanisiert. Das heißt, auf separate Gleitkörper, die nachträglich vor oder nach dem Anspritzen des Elastomerwerkstoffs zwischen dem Befestigungsflansch und die Tilgermasse eingebracht werden, wird ganz verzichtet. Bei diesem bekannten Produkt weist der Befestigungsflansch einen Querschnitt längs der Drehachse auf, der die Form eines liegenden U hat, wobei der innere, parallel zu der Drehachse verlaufende Schenkel kürzer ist als der äußere, der die Außenumfangsfläche des Befestigungsflansches ausbildet. Der innere Schenkel bildet mit seiner Innenumfangsfläche einen Presssitz für den Befestigungsflansch auf der zugehörigen Welle aus. Das Aufpressen des Befestigungsflansches auf die Welle sorgt für eine drehfeste Verbindung dieser beiden Teile. Wegen der geringen radialen Steifigkeit der Innenumfangsfläche des aus Stahlblech tiefgezogenen Befestigungsflansches muss für diese drehfeste Verbindung der Innenumfang des Befestigungsflansches jedoch erheblich aufgeweitet werden, um die erforderliche Anpresskraft auf die Welle aufzubringen. Zudem ist zwischen den beiden Schenkeln des U ein ringförmig um die Drehachse verlaufendes Stützblech vorgesehen, das zum einen den Aufbau der erforderlichen Anpresskraft des Befestigungsflansches an die Welle und zum anderen die koaxiale Ausrichtung des äußeren Schenkels des U bei auftretenden Radialkräften unterstützt. Dennoch erweist es sich als komplexe Aufgabe, beim Aufpressen des bekannten Drehschwingungstilgers auf die Welle, die Achse, bezüglich derer der Drehschwingungstilger zuvor ausgewuchtet wurde und die entsprechend seine Hauptträgheitsachse ist, mit der tatsächlichen Drehachse der Welle in Übereinstimmung zu bringen. Dies setzt nicht nur eine absolute Koaxialität der für die Ausbildung des Presssitzes beiderseits vorgesehener Umfangsflächen voraus, sondern auch, dass diese Umfangsflächen während des Aufpressens nicht so deformiert werden, dass diese Koaxialität verloren geht. Das Auswuchten des bekannten Drehschwingungstilgers erfolgt durch Einbringen von Auswuchtbohrungen in die Tilgermasse, um deren Masseverteilung zu der Achse, um die der Drehschwingungstilger beim Auswuchten umläuft, zu korrigieren.
Aus der DE 44 18 742 A1 ist ein Drehschwingungstilger für Kurbelwellen von Kolbenmotoren mit den Merkmalen des Oberbegriffs de unabhängigen Patentanspruchs 1 bekannt. Dabei soll Lebensdauerproblemen bei denen aus Elastomerwerkstoff bestehenden Tilgerstegen dadurch begegnet werden, dass die Tilgermasse über eine Rutschkupplung mit einem Reibring verbunden ist. Der Reibring ist über einstückige Stege an einer zylindermantelförmigen Außenoberfläche einer Nabe geführt. Die Tilgerstege der Gummifedereinrichtung sind an die Außenoberfläche der Nabe und eine Innenoberfläche des Reibrings angebunden. Zwischen den einstückigen Stegen und den Tilgerstegen sind zudem Anschlagstege aus Gummi an die Außenoberfläche der Nabe angebunden. Der Reibring bildet einen von der Nabe aus gesehenen ersten Schwungring. Der von der Tilgermasse ausgebildete zweite Schwungring weist im Verhältnis zum ersten Schwungring eine sehr große Masse auf.
Aus der DE 36 21 143 A1 ist ein Drehschwingungstilger insbesondere für Getriebe von Kraftfahrzeugen bekannt. Der Drehschwingungstilger weist einen an einer Welle anflanschbaren Topf und einen am Umfang des Topfes über mindestens drei Gummistege elastisch angekoppelten Ring auf. Der Ring ist an seiner dem Kopf zugewandten Innenumfangsfläche mit mindestens zwei Anschlägen versehen, die mit einem am Umfang des Topfs radial vorstehenden Vorsprung derart zusammenwirken, dass die Pendelausschläge des Rings um den Topf in beiden Drehrichtungen beschränkt sind, wobei die Anschläge aus einem gummielastischem Material bestehen und der Vorsprung an den Topf ausgeformt ist. Um ohne Vergrößerung der Materialdämpfung und ohne Veränderung der Schwungmasse eine höhere Dämpfung bei großen Amplituden der zu dämpfenden Drehschwingung zu erreichen, sind zu beiden Seiten des Vorsprungs in Umfangsrichtung verlaufenden Reibflächen angeordnet, die mit in Umfangsrichtung verlaufenden Außenflächen der Anschläge zusammenwirken. Es ist auch möglich, die elastischen Anschläge im Umfang des Topfes anzuordnen, während radial nach innen vorspringende am Innenumfang des Rings angeordnet sind. Im Bereich kleiner Amplituden, d. h., bevor die Reibflächen der Vorsprünge mit den Ihnen zugeordneten Außenflächen der Anschläge zusammenwirken, ist der Ring nur über die anvulkanisierten Gummistege an den Topf angekoppelt.
Aus der JP 4 316 743 B2 ist ein Drehschwingungstilger bekannt, bei dem eine Tilgermasse über Federelemente an einen Flansch angekoppelt ist, wobei die Federelemente aus Gummi an ein Außenumfangsfläche des Flansches und eine Innenumfangsoberfläche der Tilgermasse anvulkanisiert sind. Zusätzlich sind am Außenumfang des Flansches und am Innenumfang der Tilgermasse radial ineinander eingreifende Vorsprünge vorgesehen, die mit Gummi überzogen sind und die Auslenkung der Tilgermasse gegenüber dem Flansch in Umfangsrichtung begrenzen. Über die Vorsprünge schlagen die Tilgermasse und der Flansch auch bei größeren radialen Auslenkungen aneinander an.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, der kostengünstig herstellbar ist, und bei dem dennoch, insbesondere dynamische, Unwuchtprobleme vermieden werden können.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Drehschwingungstilger mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des neuen Drehschwingungstilgers sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bei dem neuen Drehschwingungstilger umfasst die Radialführung, die für die Tilgermasse an der Außenumfangsfläche vorgesehen ist, radiale Vorsprünge der metallenen Außenumfangsfläche und/oder der Innenumfangsfläche der Tilgermasse selbst. Das heißt, es sind keine separaten Gleitkörper zwischen der Außenumfangsfläche und der Innenumfangsfläche angeordnet. Vielmehr weisen die Außenumfangsfläche und die Innenumfangsfläche in Umfangsrichtung um die Drehachse einander abwechselnde Bereiche mit größerem und kleinrem radialen Abstand auf, wobei die Innenumfangsfläche und die Außenumfangsfläche innerhalb dieser Bereiche jeweils Zylindermantelabschnitte mit der Drehachse als Zylinderachse sind und wobei in den Bereichen mit dem größeren radialen Abstand Federkissen aus dem Elastomerwerkstoff an die Außenumfangsfläche und die Innenumfangsfläche angebunden sind, während in den Bereichen mit dem kleineren radialen Abstand nur eine geringe Dämpfungsschicht aus Elastomerwerkstoff vorgesehen, die nur an die Innenumfangsfläche oder die Außenumfangsfläche angebunden ist. Grundsätzlich können auch zwei solche Dämpfungsschichten vorgesehen sein, von denen eine an die Außenumfangsfläche und die andere an die Innenumfangsfläche angebunden ist. Diese Dämpfungsschichten weisen aber nur eine radiale Erstreckung relativ zu der Drehachse auf, die einen Bruchteil der radialen Erstreckung der Federkissen beträgt. Typischerweise nur 1/5 oder weniger, häufig nur 1/10 oder weniger und in vielen Fällen auch 1/20 oder weniger. Durch die Ausbildung der Radialvorsprünge durch die metallene Außenumfangsfläche und/oder die Tilgermasse sind die Vorsprünge sehr steif und bewirken trotz der zwischen ihnen und der gegenüberliegenden Innenumfangsfläche oder Außenumfangsfläche liegenden Dämpfungsschicht eine steife radiale Führung der Tilgermasse an der Außenumfangsfläche, die dynamische Unwuchten bis in den Bereich sehr hoher Drehzahlen von weit über 5000 U/min zuverlässig verhindert.
Dem früheren Auffinden der vorliegenden Erfindung lag die Fehlvorstellung im Weg, dass insbesondere die Innenumfangsfläche der Tilgermasse keine nennenswerte Konturierung aufweisen darf, die eine Abweichung von einer absoluten Rotationssymmetrie darstellt, weil hierdurch der Aufwand für eine auch für den Bereich hoher Drehzahlen ausreichend ausgewuchtete Tilgermasse zu groß und sich die Gefahr einer dynamischen Deformation und resultieren Unwucht der Tilgermasse stellen würde. Es hat sich jedoch beim Auffinden der vorliegenden Erfindung herausgestellt, dass es problemlos möglich ist, den Drehschwingungstilger durch bereichsweise Materialentfernung von der Tilgermasse sehr genau auszuwuchten. Die mögliche Genauigkeit der Auswuchtung des Drehschwingungstilgers geht sogar weit über die Genauigkeit hinaus, mit der in der Praxis die Trägheitshauptachse des Drehschwingungstilgers mit der Drehachse der Welle, deren Drehschwingungen gedämpft werden sollen, beim Verbinden des Drehschwingungstilgers mit der Welle in Überdeckung zu bringen sind. Das heißt, etwaige Unsymmetrien bei der Masseverteilung der Tilgermasse des neuen Drehschwingungstilgers können bei seinem Auswuchten leicht über das Maß an Genauigkeit hinaus ausgeglichen werden, das beim Verbinden des Drehschwingungstilgers mit der jeweiligen Welle normalerweise erreichbar ist.
Wie bereits angesprochen wurde, können die Vorsprünge der Radialführung des neuen Drehschwingungstilgers mit Elastomerwerkstoff überzogen sein, bei dem es sich um denselben Elastomerwerkstoff der Federanordnung handeln kann, die in Umfangsrichtung zwischen den Vorsprüngen angeordnet ist. Mit diesem Elastomerwerkstoff können die Vorsprünge in Umfangsrichtung an der den Vorsprüngen gegenüberliegenden Innenumfangsfläche oder Außenumfangsfläche abgleiten, wo eine entsprechende glatte Oberfläche vorzusehen ist, die aber an der Umfangsfläche ohne die Vorsprünge besonders leicht ausgebildet werden kann. Die mit den Vorsprüngen versehene Umfangsfläche braucht hingegen keinesfalls glatt zu sein. Vielmehr erleichtert eine nicht glatte Umfangsfläche hier die dauerhafte Anbindung des Elastomerwerkstoffs.
An der den Vorsprüngen gegenüberliegenden Innenumfangsfläche der Außenumfangsfläche können in Umfangsrichtung neben den Vorsprüngen Anschläge für die Vorsprünge ausgebildet sein, die die mögliche Relativverdrehung zwischen der Tilgermasse und der Außenumfangsfläche um die Drehachse begrenzen. Dabei kann es sich insbesondere um weiche Anschläge handeln. Solche weichen Anschläge können aus einem an die den Vorsprüngen gegenüberliegende Innenumfangsfläche oder Außenumfangsfläche angebundenen Elastomerwerkstoff ausgebildet sein.
Die Tilgermasse des neuen Drehschwingungstilgers kann ein maximal im Bereich von Stirnflächen ihrer Vorsprünge, vorzugsweise jedoch überhaupt nicht, nachbearbeiteter Gussformkörper oder Schmiedeformkörper sein. Die Tilgermasse ist so auf kostengünstige Weise bereitstellbar. Schmiedeformkörper sind gegenüber Gussformkörpern insoweit bevorzugt, als dass die typische Dichte eines Schmiedeformkörpers etwa 10% höher liegt als eines entsprechenden Gussformkörpers. Auch die Festigkeit eines Schmiedeformkörpers ist typischerweise höher.
Wie bereits angesprochen wurde, wird der neue Drehschwingungstilger typischerweise in ausgewuchtetem Zustand eingesetzt und entsprechend weist seine Tilgermasse typischerweise Auswuchtbohrungen als Spuren des Auswuchtprozesses auf.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt auch mit dem Aspekt der Verbindung des Drehschwingungstilgers mit der Welle, deren Drehschwingungen zu dämpfen sind, wobei die auch als dessen Figurenachse bezeichnete Hauptträgheitsachse des Drehschwingungstilgers möglichst genau mit der Drehachse der Welle zur Deckung gebracht wird. Zu diesem Zweck kann die metallene Außenumfangsfläche eine Oberfläche eines Segments der Welle selbst sein. Das heißt, der Elastomerwerkstoff, der an die Außenumfangsfläche angebunden wird, wird unmittelbar in dieses Segment der Welle angebunden und das Segment der Welle durchläuft den Auswuchtprozess als Teil des Drehschwingungstilgers. Als nachteilig kann sich hierbei erweisen, dass in allen Herstellungsschritten des neuen Drehschwingungstilgers das typischerweise größere Segment der Welle mit gehandhabt werden muss. Hierzu zählt, dass es in ein Formwerkzeug für die Anvulkanisierung des Elastomerwerkstoffs mit eingebracht und mit auf die erforderlichen Prozesstemperaturen erwärmt werden muss. Dafür treten keine Probleme hinsichtlich der Überdeckung der Hauptträgheitsachse des Drehschwingungstilgers mit der Drehachse der Welle auf.
Wenn die metallene Außenumfangsfläche eine Oberfläche eines Befestigungsflansches mit einem Presssitz auf der Welle ist, wie dies dem Stand der Technik entspricht, kann der Befestigungsflansch längs der Drehachse einen L-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei sich der eine Schenkel des Querschnitts längs der Drehachse erstreckt, und die Außenumfangsfläche aufweist und der andere Schenkel des Querschnitts radial nach innen abgebogen ist. Dann kann der Presssitz für die Welle zwischen den beiden Schenkeln des L-förmigen Querschnitts ausgebildet werden, wobei sich der eine Schenkel an eine zylindermantelförmige Außenumfangsfläche der Welle und der andere Schenkel an eine Stirnfläche der Welle anlegt. Hierdurch wird der Befestigungsflansch gegenüber der Welle definiert ausgerichtet. Zudem versteift der andere, radial nach innen abgebogenem Schenkel den Presssitz auch im Bereich des sich längs der Drehachse erstreckenden Schenkels. Der sich aufgrund des radial nach innen abgebogenen Schenkels zwangsläufig ergebene, relativ große Durchmesser des Befestigungsflansches im Bereich des sich längs der Drehachse erstreckenden Schenkels ist dabei kein Nachteil, sondern sorgt für eine größere zugeordnete Außenumfangsfläche der Welle und damit eine drehfeste Verbindung zwischen dem Befestigungsflansch und der Welle bereits bei niedrigen Anlagekräften. Bei dieser Ausführungsform des neuen Drehschwingungstilgers ist zu berücksichtigen, kann aber auch gezielt ausgenutzt werden, dass mit dem Aufpressen des Befestigungsflansches auf die Welle auch die Außenumfangsfläche etwas aufgeweitet wird, an der die Tilgermasse elastisch abgestützt und geführt ist
Der bisher beschriebene Befestigungsflansch kann beispielsweise aus Stahlblech ausgebildet, insbesondere tiefgezogen sein.
Der Befestigungsflansch kann längs der Drehachse einen T-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei sich der Querbalken des Querschnitts längs der Drehachse erstreckt und die Außenumfangsfläche aufweist. Das freie Ende des Mittelbalkens definiert dann mit seiner Innenumfangsfläche den Presssitz des Befestigungsflansches auf der Welle. Dabei ist der Befestigungsflansch aufgrund seines Querschnitts sehr formsteif, was auch für den Bereich des Presssitzes gilt. Entsprechend reichen geringe Verformungen, die mit nur geringen Gefahren eines Versatzes zwischen der Hauptträgheitsachse des Drehschwingungstilgers und der Drehachse der Welle verbunden sind, aus, um den Befestigungsflansch dauerhaft auf der Welle festzulegen.
Insbesondere ein Befestigungsflansch mit einem T-förmigen Querschnitt, aber auch ein Befestigungsflansch mit einem L-förmigen Querschnitt kann ein maximal im Bereich der Außenumfangsfläche und des Presssitzes nachbearbeiteter Gussformkörper oder Schmiedeformkörper sein. Durch Metallguss oder Schmieden ist der Befestigungsflansch in einer Form mit hoher Funktionalität in ausreichender Präzision ausbildbar.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben.
1 ist eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des neuen Drehschwingungstilgers mit einem aus Stahlblech ausgebildeten Befestigungsflansch.
2 ist ein Längsschnitt durch den Drehschwingungstilger gemäß 1 längs der in 1 angezeichneten Schnittlinie A-A.
3 ist eine axiale Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des neuen Drehschwingungstilgers mit einem Befestigungsflansch aus Stahlblech.
4 ist ein Längsschnitt durch den Drehschwingungstilger gemäß 3, längs der Schnittlinie A-A in 3, wobei ein Wellensegment dargestellt ist, auf das der Drehschwingungstilger drehfest aufgepresst ist.
5 ist eine axiale Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des neuen Drehschwingungstilgers mit einem aus Stahl gegossene L-förmigen Befestigungsflansch.
6 ist ein Längsschnitt durch den Drehschwingungstilger gemäß 5 längs der Schnittlinie A-A in 5.
7 ist eine axiale Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des neuen Drehschwingungstilgers, dessen Tilgermasse über eine Federanordnung aus Elastomerwerkstoff, unmittelbar an eine Außenumfangsfläche eines Segments einer Welle elastisch angebunden ist.
8 ist ein Längsschnitt durch den Schwingungstilger gemäß 7, längs der Schnittlinie A-A in 7.
9 ist eine weitere Ausführungsform des neuen Schwingungstilgers mit direkt an einem Segment einer Welle elastisch angebundener Tilgermasse.
10 ist ein Längsschnitt durch den Schwingungstilger gemäß 9 längs der Schnittlinie A-A in 9.
11 ist eine axiale Draufsicht auf noch eine weitere Ausführungsform des neuen Schwingungstilgers mit einem aus Stahl gegossenen Befestigungsflansch mit T-förmigem Querschnitt; und
12 ist ein Längsschnitt durch den Schwingungstilger gemäß 11 längs der Schnittlinie A-A in 11.
FIGURENBESCHREIBUNG
Der in den 1 und 2 dargestellte Schwingungstilger 1 weist einen Befestigungsflansch 2 zum Aufpressen des Schwingungstilgers 1 auf eine Welle, deren Drehschwingungen um eine Drehachse 4 zu dämpfen sind, eine Tilgermasse 5 und eine zwischen einer Außenumfangsfläche 6 des Befestigungsflansches 2 und einer Innenumfangsfläche 7 der Tilgermasse 5 wirksame Federanordnung 8 aus Elastomerwerkstoff 9 auf. Die Federanordnung umfasst im vorliegenden Beispiel drei Schubkissen 10, die sowohl an die Innenumfangsfläche 7 als auch die Außenumfangsfläche 6 angebunden sind. Mit ihrer Hilfe ist die Tilgermasse in Umfangsrichtung um die Drehsachse 4 elastisch an dem Befestigungsflansch 2 abgestützt. Um die Tilgermasse dabei in radialer Richtung zu der Drehachse 4 an den Befestigungsflansch 2 zu führen, weist die Tilgermasse zwischen den Schubkisten 10 radial nach innen vorstehende Vorsprünge 11 ihrer Innenumfangsfläche 7 auf. Alternativ oder zusätzlich könnten die Vorsprünge 11 auch von der Außenumfangsfläche 6 ausgebildet sein. Die Vorsprünge 11 sind zur Ausbildung einer Dämpfungsschicht 12 dünn mit dem Elastomerwerkstoff 9 überzogen und stützen sich an der Außenumfangsfläche 6 des Befestigungsflansches 2 ab, an der sie bei Relativbewegungen der Tilgermasse in Umfangsrichtung abgleiten. Zur Begrenzung der Relativbewegung der Tilgermasse 5 gegenüber dem Befestigungsflansch 2 in Umfangsrichtung um die Drehachse 4 sind für die Vorsprünge 11 Anschläge 13 aus dem Elastomerwerkstoff vorgesehen, die an die Außenumfangsfläche 6 des Befestigungsflansches 2 angebunden sind. Der Befestigungsflansch 2 besteht aus Stahlblech und bildet mit einer Innenumfangsfläche 14 einen Presssitz 15 aus, mit dem der Befestigungsflansch 2 beim Aufpressen auf eine Welle, deren Drehschwingungen zu bedampfen sind, an einer entsprechenden Oberfläche der Welle zur Anlage kommt. Zur Erhöhung der Formsteifigkeit des Befestigungsflansches 2 im Bereich des Presssitzes 14 weist der Befestigungsflansch 2 ein eingeschweißtes Stützblech 16 auf. Dieses Stützblech 16 wirkt auch Verkippungen der Außenumfangsfläche 6 gegenüber der Drehachse 4 und entsprechenden Verkippungen der Tilgermasse 5 entgegen. Die Tilgermasse 5 ist ein Schmiedeformkörper 17, der bis auf Ausrichtpunkte und etwaige Auswuchtbohrungen vollständig mit dem Elastomerwerkstoff 9 überzogen ist, der insoweit auch eine Korrosionsschutzschicht ausbildet.
Ein solcher Schmiedeformkörper 17 bildet auch die Tilgermasse 5, bei dem Drehschwingungstilger 1 gemäß den 3 und 4 aus. Dieser unterscheidet sich von dem Drehschwingungstilger 1 gemäß den 1 und 2 ausschließlich durch eine andere Ausbildung des Befestigungsflansches 2 zur Bereitstellung des Presssitzes 15 auf der in 4 eingezeichneten Welle 3. Konkret ist der Befestigungsflansch von L-förmigem Querschnitt längs der Drehachse 4, wobei der längere Schenkel des L parallel zu der Drehachse 4 verläuft und die Außenumfangsfläche 6 aufweist, während der kürzere Schenkel von dem längeren Schenkel radial nach innen abbiegt. In dem Knick zwischen den beiden Schenkeln des Befestigungsflansches 2 ist der Presssitz 15 zwischen der Innenumfangsfläche 14 des Befestigungsflansches 2 und einer Außenumfangsfläche 18 der Welle 3 ausgebildet. Dabei handelt es sich um die Außenumfangsfläche eines Radialbunds 19, an dessen Stirnfläche 20 der radial nach innen abbiegende Schenkel 22 des Befestigungsflansches 2 anliegt. Durch diese doppelte Abstützung des Befestigungsflansches 2 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung zu der Drehachse 4 erfolgt eine präzise Ausrichtung des Drehschwingungstilgers 1 zu der Drehachse 4, und durch den relativ großen Durchmesser des Presssitzes 15 bei dieser Ausführungsform des Drehschwingungstilgers 1 reicht eine relativ kleine Flächenpressung für den gewünschten drehfesten Sitz des Drehschwingungstilgers 1 auf der Welle 3 aus.
Der Drehschwingungstilger 1 gemäß den 5 und 6 weist einen Befestigungsflansch 2 auf, der nicht aus Stahlblech geformt ist, sondern aus einem Gussformkörper 23 besteht. Grundsätzlich entsprechen Form und Funktion des Befestigungsflansches 2 bei dieser Ausführungsform denjenigen der Ausführungsform gemäß den 1 und 2. Der Befestigungsflansch 2 als Gussformkörper aus Stahl ist aber besonders kostengünstig herstellbar und weist im Bereich der Innenumfangsfläche 14 für die Ausbildung des Presssitzes 15 eine höhere radiale Steifigkeit auf. Daher reicht eine geringe radiale Verformung, das heißt eine Aufweitung der Innenumfangsfläche 14, zur Bereitstellung der nötigen Anpresskraft an die Welle für das Festlegen des Drehschwingungstilgers 1 auf der Welle auf.
Bei der Ausführungsform des Drehschwingungstilgers 1 gemäß den 7 und 8 ist ganz auf einen Befestigungsflansch 2 verzichtet. Statt dessen ist die Außenumfangsfläche 6 direkt an einem an die Welle 3 angeformten Rad 24 vorgesehen, das einen L-förmigen Querschnitt aufweist. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, den Drehschwingungstilger 1 auf die Welle 3 aufzupressen. Zudem wird der Drehschwingungstilger 1 direkt mit der Welle ausgewuchtet. Dafür muss aber das Segment 25 der Welle 3, an das das Rad 24 angeformt ist, den gesamten Herstellungsprozess des Drehschwingungstilgers 1 mit durchlaufen.
Die Ausführungsform des Drehschwingungstilgers 1 gemäß den 9 und 10 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß den 7 und 8 dadurch, dass hier das an das Segment 25 der Welle 3 angeformte Rad 24 einen T-förmigen Querschnitt aufweist, was einer anderen Einbausituation entsprechen kann.
Der Drehschwingungstilger 1 gemäß den 11 und 12 unterscheidet sich im gleichen Sinne von dem Drehschwingungstilger 1 gemäß den 5 und 6, wie der Drehschwingungstilger gemäß den 9 und 10 von dem Drehschwingungstilger gemäß den 7 und 8. Das heißt, hier weist der Befestigungsflansch 2 einen T-förmigen Querschnitt längs der Drehachse 4 auf. Zudem handelt es sich hier bei dem Befestigungsflansch 2 um einen Schmiedeformkörper 26.
Bezugszeichenliste

1: Drehschwingungstilger
2: Befestigungsflansch
3: Welle
4: Drehachse
5: Tilgermasse
6: Außenumfangsfläche
7: Innenumfangsfläche
8: Federanordnung
9: Elastomerwerkstoff
10: Schubkissen
11: Vorsprung
12: Dämpfungsschicht
13: Anschlag
14: Innenumfangsfläche
15: Presssitz
16: Stützblech
17: Schmiedeformkörper
18: Oberfläche
19: Radialbund
20: Stirnfläche
21: Schenkel
22: Schenkel
23: Gussformkörper
24: Rad
25: Segment
26: Schmiedeformkörper

Claims

Drehschwingungstilger (1) für Drehschwingungen einer mit hoher Drehzahl um eine Drehachse umlaufenden Welle (3) mit einer ringförmigen Tilgermasse (5) aus Metall und mit einer Federanordnung (8) aus Elastomerwerkstoff (9), wobei der Elastomerwerkstoff (9) der Federanordnung (8) an eine mit der Welle (3) umlaufende, radial nach außen weisende metallene Außenumfangsfläche (6) und eine radial nach innen weisende Innenumfangsfläche (7) der Tilgermasse (5) angebunden ist und wobei zwischen der Außenumfangsfläche (6) und der Innenumfangsfläche (7) eine radiale Vorsprünge (11) umfassende Radialführung ausgebildet ist, wobei sich die Vorsprünge (11) an der ihnen gegenüber liegenden Innenumfangsfläche (7) oder Außenumfangsfläche (6) abstützen, an der sie bei Relativbewegungen der Tilgermasse (5) in Umfangsrichtung abgleiten, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Vorsprünge (11) der Radialführung radiale Vorsprünge (11) der metallenen Außenumfangsfläche (6) und/oder der Innenumfangsfläche (7) der Tilgermasse (5) sind, die mit Elastomerwerkstoff (9) überzogen sind.
Drehschwingungstilger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (11) mit demselben Elastomerwerkstoff (9) der Federanordnung (8) überzogen sind.
Drehschwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der den Vorsprüngen (11) gegenüberliegenden Innenumfangsfläche (7) oder Außenumfangsfläche (6), in Umfangsrichtung neben den Vorsprüngen (11) Anschläge (13) für die Vorsprünge (11) ausgebildet sind.
Drehschwingungstilger (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (13) aus an die den Vorsprüngen (11) gegenüberliegende Innenumfangsfläche oder Außenumfangsfläche (6) angebundenem Elastomerwerkstoff (9) ausgebildet sind.
Drehschwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (5) ein maximal im Bereich von Stirnflächen ihrer Vorsprünge (11) nachbearbeiteter Gussformkörper oder Schmiedeformkörper (17) ist.
Drehschwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (5) Auswuchtbohrungen aufweist.
Drehschwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die metallene Außenumfangsfläche (6) eine Oberfläche eines Segments (25) der Welle (3) ist.
Drehschwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die metallene Außenumfangsfläche (6) eine Oberfläche eines Befestigungsflansches (2) mit einem Presssitz (15) auf der Welle (3) ist.
Drehschwingungstilger (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch (2) längs der Drehachse (4) einen L-förmigen Querschnitt aufweist, wobei sich der eine Schenkel (21) des Querschnitts längs der Drehachse (4) erstreckt und die Außenumfangsfläche (6) aufweist und der andere Schenkel (22) des Querschnitts radial nach innen abgebogen ist.
Drehschwingungstilger (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Presssitz (15) zwischen den beiden Schenkeln (21, 22) des L-förmigen Querschnitts ausgebildet ist.
Drehschwingungstilger (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch (2) aus Stahlblech tiefgezogen ist.
Drehschwingungstilger (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch (2) längs der Drehachse (4) einen T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei sich der Querbalken des Querschnitts längs der Drehachse (4) erstreckt und die Außenumfangsfläche (6) aufweist.
Drehschwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch ein maximal im Bereich der Außenumfangsfläche (6) und des Presssitzes (15) nachbearbeiteter Gussformkörper (23) oder Schmiedeformkörper (26) ist.