DE102011103721A1

DE102011103721A1 - Torsional vibration damper for reducing torsional vibrations of crankshaft of engine, has spring washer connected with hub of damper and rotatably attached at damper ring by spiral spring bars, which are formed as parabola springs

Info

Publication number: DE102011103721A1
Application number: DE102011103721A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kiener; Dr. Knopf Florian; Thierry Cabon
Original assignee: Hasse and Wrede GmbH
Current assignee: Hasse and Wrede GmbH
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-12-13
Anticipated expiration: 2031-06-10
Also published as: DE102011103721B4

Abstract

The damper (1) has a vibration damper ring (3) arranged in a housing (2) filled with damping oil such as silicone oil, and an elastic planar spring washer (6) rotatably attached at the damper ring in rotation direction by spiral spring bars (8). The spring washer is connected with a hub (5) of the damper, where the spring bars are formed as parabola springs and are identical in a plan view. The spring washer is formed from a spring plate, where the spring bars are separated from each other by slots (9) formed by a laser cutting process.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer oder -tilger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a torsional vibration damper or -tilger according to the preamble of claim 1.

Derartige Drehschwingungsdämpfer oder -tilger sind hinlänglich bekannt. Sie werden eingesetzt, um beispielsweise Torsionsschwingungen an Kurbelwellen zu reduzieren. Dabei ist innerhalb eines Gehäuses ein Schwungring in einem Dämpfungsöl, vorzugsweise Silikonöl, gelagert.Such torsional vibration damper or -tilger are well known. They are used, for example, to reduce torsional vibrations on crankshafts. In this case, within a housing, a flywheel in a damping oil, preferably silicone oil stored.

Allerdings ist ein solcher Dämpfer hinsichtlich seines Verhaltens sehr stark von der Anregefrequenz und von der Betriebstemperatur abhängig. Um eine Vergleichmäßigung der Eigenschaften insgesamt zu erreichen, ist beispielsweise in der DE 66 09 934 geoffenbart, den Schwungring federelastisch mit dem Gehäuse zu koppeln, wozu Federscheiben mit Federstegen einerseits mit dem Schwungring und andererseits mit einer Nabe des Dämpfers verbunden sind.However, such a damper in terms of its behavior very much dependent on the excitation frequency and the operating temperature. In order to achieve a homogenization of the properties as a whole, is for example in the DE 66 09 934 disclosed to couple the flywheel spring elastic with the housing, including spring washers with spring bars on the one hand connected to the flywheel and on the other hand with a hub of the damper.

Allerdings ist die Formgebung der Federstege, mittels der die ebenen Federscheiben federfähig sind, und die bei der bekannten Federscheibe gleichmäßig breit sind und eine wellenförmige Kontur aufweisen, nicht geeignet, den Forderungen hinsichtlich einer gleichmäßigen Spannungsverteilung, insbesondere an den Außenkanten der Federstege zu entsprechen, so dass die Federstege nur eine eingeschränkte Formänderungsenergie aufnehmen können.However, the shape of the spring bars, by means of which the flat spring discs are springy, and which are uniformly wide in the known spring washer and have a wavy contour, not suitable to meet the requirements for a uniform stress distribution, in particular at the outer edges of the spring bars, so that the spring bars can absorb only a limited strain energy.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschwingungsdämpfer oder -tilger der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass seine Dämpfungs- bzw. Tilgungseigenschaften mit geringem konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand optimiert werden.The invention has for its object to further develop a torsional vibration damper or -tilger of the generic type so that its damping or eradication properties are optimized with low design and manufacturing effort.

Diese Aufgabe wird durch einen Drehschwingungsdämpfer oder -tilger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a torsional vibration damper or -tilger with the features of claim 1.

Durch diese konstruktive Ausbildung werden gegenüber den bekannten Drehschwingungsdämpfern wesentliche Vorteile erreicht.This constructive training significant advantages are achieved over the known torsional vibration dampers.

So ergibt sich durch die Form der Federstege, die bevorzugt gleichmäßig zueinander angeordnet sind, dass die Spannungsverteilung an deren Außenkanten weitgehend gleichmäßig ist. D. h., die Federscheibe weist bei gegebener Drehsteifigkeit, Materialstärke, Innen- und Außendurchmesser sowie gegebenen Verdrehwinkeln nur geringe Maximalspannungen auf. Daraus ergibt sich ein Maximum an Formänderungsenergie der Federscheibe insgesamt.Thus, due to the shape of the spring webs, which are preferably arranged uniformly relative to one another, the stress distribution at the outer edges thereof is largely uniform. D. h., The spring washer has a given torsional stiffness, material thickness, inner and outer diameter and given angles of rotation only small maximum stresses. This results in a maximum of strain energy of the spring washer as a whole.

Die Federarme sind gemäß der Erfindung jeweils im Sinne einer Parabelfeder ausgebildet, bei der sich definitionsgemäß das Flächenträgheitsmoment über die Länge des Federarmes verändert, entsprechend der Veränderung der Breite des Federarmes, die im Wesentlichen die Form einer Parabel beschreibt.According to the invention, the spring arms are each designed in the sense of a parabolic spring in which, by definition, the area moment of inertia changes over the length of the spring arm, corresponding to the change in the width of the spring arm, which essentially describes the shape of a parabola.

Die Federscheibe lässt sich im Übrigen mit geringem fertigungstechnischen Aufwand herstellen und ist gegenüber der Fertigung bekannter Federscheibe zumindest kostenneutral. Dabei besteht die Federscheibe aus Federstahlblech, beispielsweise in einer Dicke von 10 mm und einem Durchmesser von ca. 700 mm. Die Ausnehmungen, mit denen die spiralförmig angeordneten Federstege ausgebildet werden, werden bevorzugt durch Laserschneiden hergestellt.The spring washer can be produced, moreover, with little production effort and is compared to the production of known spring washer at least cost neutral. The spring washer consists of spring steel sheet, for example in a thickness of 10 mm and a diameter of about 700 mm. The recesses with which the spirally arranged spring webs are formed are preferably produced by laser cutting.

Die Anordnung der Federstege ist dabei so gewählt, dass sie in gleichem Winkelabstand zueinander stehen und in ihrer Kontur identisch sind, bei gleichgerichteter Anordnung.The arrangement of the spring bars is chosen so that they are at the same angular distance from each other and are identical in their contour, in a rectified arrangement.

Die Federcharakteristik der neuen Federscheibe kann je nach Anwendungsfall festgelegt werden, so dass die Möglichkeit besteht, die Steifigkeit und die Dämpfung entsprechend den Forderungen optimal aufeinander einzustellen.The spring characteristic of the new spring washer can be determined depending on the application, so that there is the possibility to optimally adjust the stiffness and the damping according to the requirements of each other.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.An embodiment of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

1 einen Teilquerschnitt durch einen erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer oder -tilger 1 a partial cross section through a torsional vibration damper or -tilger invention

2 eine Draufsicht auf eine Federscheibe des Drehschwingungsdämpfers oder -tilgers gemäß 1. 2 a plan view of a spring washer of the torsional vibration damper or -tilgers according to 1 ,

In der 1 ist in einem Teilquerschnitt ein Drehschwingungsdämpfer oder -tilger dargestellt, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist und der im Folgenden der Einfachheit halber als Dämpfer bezeichnet wird.In the 1 is shown in a partial cross-section of a torsional vibration damper or -tilger, the whole with the reference numeral 1 is referred to and is hereinafter referred to as a damper for the sake of simplicity.

Dieser Dämpfer 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein Schwungring 3 angeordnet ist, dessen Querschnitt geringfügig kleiner ist als der lichte Querschnitt des Gehäuses 2. Der verbleibende Innenraum des Gehäuses 2 ist mit einem Dämpfungsöl, vorzugsweise einem Silikonöl gefüllt.This damper 1 has a housing 2 in which a swing ring 3 is arranged, whose cross section is slightly smaller than the clear cross section of the housing 2 , The remaining interior of the housing 2 is filled with a damping oil, preferably a silicone oil.

Das Gehäuse 2 ist an eine Nabe 5 angeschlossen, die mit einer nicht dargestellten Durchgangsbohrung versehen ist, die der Aufnahme beispielsweise einer Kurbelwelle eines Motors dient. The housing 2 is at a hub 5 connected, which is provided with a through hole, not shown, which serves for receiving, for example, a crankshaft of an engine.

Mit dem Schwungring 3 ist eine in der 2 als Einzelheit dargestellte Federscheibe 6, im vorliegenden Beispiel durch eine Verschweißung 7, verbunden, und zwar in ihrem äußeren Randbereich, während die Federscheibe 6 mit ihrem inneren Randbereich ebenfalls durch eine Verschweißung 7 an der Nabe 5 befestigt ist. Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsarten denkbar, z. B. durch Verschrauben.With the swing ring 3 is one in the 2 shown as a detail spring washer 6 , in the present example by a weld 7 , connected, in its outer edge region, while the spring washer 6 with its inner edge area also by a weld 7 at the hub 5 is attached. Of course, other types of fastening are conceivable, for. B. by screwing.

Wie besonders deutlich in der 2 erkennbar ist, weist die Federscheibe 6 mehrere, gleichmäßig verteilte, spiralförmig gleichgerichtet verlaufende Federstege 8 auf, die durch beispielsweise Laserschneiden eingebrachte Schlitze 9 getrennt sind.How particularly clear in the 2 can be seen, has the spring washer 6 several, uniformly distributed, spirally rectified extending spring bars 8th on, which are introduced by, for example, laser cutting slots 9 are separated.

Die Federstege 8 sind jeweils im Sinne einer Parabelfeder ausgebildet, wobei sich die Schlitze 9 bis nahe zum äußeren Randbereich und abständig zum inneren Randbereich der Federscheibe erstrecken.The spring bars 8th are each designed in the sense of a parabolic spring, wherein the slots 9 extend to near the outer edge region and distance to the inner edge region of the spring washer.

Im Beispiel ist lediglich eine Federscheibe 6 vorgesehen. Denkbar ist jedoch, je nach Erfordernis mehrere Federscheiben 6, auch in Paketform, im Gehäuse 2 zu platzieren.In the example is only a spring washer 6 intended. It is conceivable, however, depending on the requirement several spring washers 6 , also in package form, in the housing 2 to place.

Anstelle der angesprochenen Möglichkeit der Befestigung der Federscheibe 6 mit dem Gehäuse 2 bzw. der Nabe 5 durch Verschweißen oder Verschrauben kann auch eine Verbindung durch Verstiften oder Verpressen hergestellt werden. Denkbar ist gleichfalls eine formschlüssige Verbindung, wozu am äußeren und/oder inneren Umfang der Federscheibe 6 geeignete Formschlussmittel angeformt sind, die mit angepassten Formschlusselementen des Schwungringes 3 und/oder der Nabe 5 korrespondieren.Instead of the mentioned possibility of attachment of the spring washer 6 with the housing 2 or the hub 5 by welding or screwing, a connection can be made by pinning or pressing. It is also conceivable a positive connection, including the outer and / or inner circumference of the spring washer 6 suitable positive locking means are formed, which with adapted positive locking elements of the flywheel 3 and / or the hub 5 correspond.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 6609934 [0003]

Claims

Torsional vibration damper or absorber, with a housing ( 2 ) and a therein in a damping oil, preferably silicone oil, mounted flywheel ( 3 ), on which at least one in the direction of rotation by spring bars ( 8th ) spring-loaded flat spring washer ( 6 ), on the other hand with a hub ( 5 ) of the torsional vibration damper or absorber, characterized in that the spirally arranged spring webs ( 8th ) are each designed in the sense of a parabolic spring.

Torsional vibration damper or absorber according to claim 1, characterized in that the spring webs ( 8th ) are arranged uniformly and rectified.

Torsional vibration damper or absorber according to claim 1 or 2, characterized in that the spring webs ( 8th ) are identical in plan.

Torsional vibration damper or absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the spring washer ( 6 ) is formed from spring plate.

Torsional vibration damper or absorber according to one of the preceding claims, characterized in that the spring webs ( 8th ) separating slits ( 9 ) are introduced by laser cutting.