DE102015213653A1

DE102015213653A1 - vibration

Info

Publication number: DE102015213653A1
Application number: DE102015213653.1A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Haas; Martin Vornehm; Pierre-Yves Berthelemy
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2015-07-21
Publication date: 2017-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Vibrationen an Wellen, insbesondere Kurbelwellen, mit einem speichenradförmig ausgestalteten Federelement (12), wobei das Federelement (12) mehrere sich in Radialrichtung des Federelements (12) erstreckende Speichen (14) aufweist, die elastisch ausgebildet sind.The invention relates to a vibration damper for damping vibrations on shafts, in particular crankshafts, with a spoke wheel-shaped spring element (12), wherein the spring element (12) has a plurality of radial direction of the spring element (12) extending spokes (14) which are formed elastically ,

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Vibrationen an Wellen, insbesondere Kurbelwellen, und zur Reduzierung der Wellenbelastung. The invention relates to a vibration damper for damping vibrations on shafts, in particular crankshafts, and for reducing the shaft load.

Kurbelwellendämpfer zum Dämpfen von Kurbelwellenvibrationen sind seit vielen Jahren bekannt. Im Betrieb dreht sich eine Kurbelwelle an einem Verbrennungsmotor in Reaktion auf die periodischen Impulse der Zylinder, während diese abwechselnd arbeiten. Dies erzeugt Vibrationen in der Kurbelwelle, die für eine langfristige Lebensdauer des Motors sowie der damit verbundenen Bauteile nachteilig sind. Bekannte Kurbelwellendämpfer können mit einem zwischen einem Flansch und einer Schwungmasse eingepressten Elastomerring versehen sein. Hierzu gibt es sehr viele Ausführungsformen. Typische Beispiele sind in EP 1 412 656 B1 oder DE 601 19 333 T2 dargestellt. Aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Federeigenschaften des Elastomers werden bei dieser Lösung relativ große Massen verwendet um eine Mindestwirkung auch bei ungünstigen Temperaturverhältnissen sicherzustellen. Eine weitere bekannte Möglichkeit Kurbelwellenschwingungen zu dämpfen, ist der Einsatz von Viskodämpfern. Typische Beispiele sind in EP 197 08082 A1 oder US 8,863,925 B2 dargestellt. Die Viskodämpfer erzielen gegenüber den Kurbelwellendämpfern mit dem Elastomerring eine bessere Dämpfungswirkung. Dem gegenüber steht aber ein deutlich höherer Preis. Weiterhin bekannt sind Kurbelwellendämpfer mit Druckfedern. Beispiele hierfür sind DE 199 49 206 B4 oder DE 196 52 730 B4 .Crankshaft dampers for damping crankshaft vibrations have been known for many years. In operation, a crankshaft rotates on an internal combustion engine in response to the periodic pulses of the cylinders as they operate alternately. This creates vibrations in the crankshaft that are detrimental to long term engine and related components. Known crankshaft dampers may be provided with a pressed between a flange and a flywheel elastomer ring. There are many embodiments for this. Typical examples are in EP 1 412 656 B1 or DE 601 19 333 T2 shown. Due to the temperature dependence of the spring properties of the elastomer relatively large masses are used in this solution to ensure a minimum effect even at unfavorable temperature conditions. Another known way to dampen crankshaft vibrations is the use of viscous dampers. Typical examples are in EP 197 08082 A1 or US 8,863,925 B2 shown. The viscous dampers achieve a better damping effect with respect to the crankshaft dampers with the elastomer ring. On the other hand, there is a much higher price. Also known are crankshaft damper with compression springs. examples for this are DE 199 49 206 B4 or DE 196 52 730 B4 ,

Es besteht ein ständiges Bedürfnis eine neue sowie alternative Lösung für die Dämpfung von Kurbelwellenvibrationen zu suchen.There is a constant need to seek a new and alternative solution for the damping of crankshaft vibrations.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Kurbelwellenvibrationen zu schaffen, wobei der Schwingungsdämpfer mit einer neuen Konstruktion und Funktionsweise versehen ist.An object of the invention is to provide a vibration damper for damping crankshaft vibrations, wherein the vibration damper is provided with a new construction and operation.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Schwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved by a vibration damper having the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are set forth in the subclaims and the following description, which may each individually or in combination constitute an aspect of the invention.

Erfindungsgemäß ist ein Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Vibrationen an Wellen, insbesondere Kurbelwellen, mit einem speichenradförmig ausgestalteten Federelement vorgesehen, wobei das Federelement mehrere sich in Radialrichtung des Federelements erstreckende Speichen aufweist, die elastisch ausgebildet sind.According to the invention, a vibration damper for damping vibrations on shafts, in particular crankshafts, is provided with a spoke wheel-shaped spring element, wherein the spring element has a plurality of spokes extending in the radial direction of the spring element, which are designed to be elastic.

Ein Schwingungsdämpfer mit Federkopplung besteht prinzipiell aus einer Drehmasse mit einem definierten Massenträgheitsmoment, die über Federelemente mit der Kurbelwelle verbunden ist. Aus der Verdrehsteifigkeit der Federelemente und dem Massenträgheitsmoment der Drehmasse ergibt sich die Eigenfrequenz des Schwingungsdämpfers, die auf die Eigenfrequenz der Kurbelwelle abgestimmt sein muss. In der Erfindung wird es vorgeschlagen, das Federelement speichenradförmig auszubilden. Die Federfunktion kann durch die sich in Radialrichtung des Federelements erstreckenden elastischen Speichen erfolgen. Die Speichen können auf einer Ebene angeordnet sein, wodurch der axiale Bauraumbedarf des Schwingungsdämpfers auf ein Minimum reduziert werden kann. A vibration damper with spring coupling consists in principle of a rotating mass with a defined mass moment of inertia, which is connected via spring elements with the crankshaft. From the torsional stiffness of the spring elements and the mass moment of inertia of the rotating mass results in the natural frequency of the vibration damper, which must be matched to the natural frequency of the crankshaft. In the invention, it is proposed to form the spring element spoke wheel. The spring function can be effected by extending in the radial direction of the spring element elastic spokes. The spokes may be arranged on a plane, whereby the axial space requirement of the vibration damper can be reduced to a minimum.

Insbesondere kann das Federelement einen kreisförmigen Außenumfang und einen sich im Mittelbereich des Federelements befindenden Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit der Kurbelwelle aufweisen, wobei die Speichen zwischen dem Außenumfang und dem Verbindungsabschnitt angeordnet sind. Die Schwungmasse des Schwingungsdämpfers kann an dem Außenumfang des Federelements angeordnet sein. Durch die elastischen Speichen kann die Schwungmasse mit der Kurbelwelle verbunden werden. Aus der Verdrehsteifigkeit der Speichen und dem Massenträgheitsmoment der Schwungmasse ergibt sich die Eigenfrequenz des Schwingungsdämpfers.In particular, the spring element may have a circular outer circumference and a connecting section located in the middle region of the spring element for connection to the crankshaft, wherein the spokes are arranged between the outer circumference and the connecting section. The flywheel of the vibration damper may be arranged on the outer circumference of the spring element. Due to the elastic spokes, the flywheel can be connected to the crankshaft. From the torsional stiffness of the spokes and the mass moment of inertia of the flywheel results in the natural frequency of the vibration.

Vorteilhaft können die Speichen identisch zueinander ausgebildet und in Umfangsrichtung des Federelements gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Dadurch kann eine ungleichmäßige Bauteilbelastung vermieden werden, wodurch die Funktionssicherheit des Schwingungsdämpfers erhöht werden kann. Advantageously, the spokes can be formed identical to each other and arranged distributed uniformly in the circumferential direction of the spring element. As a result, an uneven component load can be avoided, whereby the reliability of the vibration damper can be increased.

Vorzugsweise kann ein Schwungring an dem Federelement angeordnet sein. Zum Einbringen einer zusätzlichen Schwungmasse kann ein Schwungring in den Schwingungsdämpfer eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Schwungring an dem Außenumfang des Federelements angeordnet sein. Aus der Verdrehsteifigkeit der Speichen und dem Massenträgheitsmoment des Schwungrings ergibt sich die Eigenfrequenz des Schwingungsdämpfers.Preferably, a flywheel ring can be arranged on the spring element. To introduce an additional flywheel, a flywheel can be used in the vibration damper. For example, the flywheel ring can be arranged on the outer circumference of the spring element. From the torsional stiffness of the spokes and the mass moment of inertia of the flywheel results in the natural frequency of the vibration damper.

Insbesondere kann die Speiche als Torsionsfederstab ausgebildet sein. In dem Schwingungsdämpfer können viele als Torsionsfederstab ausgebildete Speichen eingesetzt werden, die gemeinsam die notwendige Federsteifigkeit des Schwingungsdämpfers bilden. Die Speichen können vorteilhaft im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet sein und vorzugsweise durch Massenfertigung kostengünstig hergestellt werden.In particular, the spoke may be formed as a torsion spring rod. In the vibration damper many formed as a torsion spring rod spokes can be used, which together form the necessary spring stiffness of the vibration damper. The spokes can advantageously be formed substantially identical to one another and preferably produced inexpensively by mass production.

Insbesondere kann das Federelement ein separat zu den Speichen ausgebildetes Tragelement aufweisen, wobei die Speichen auf einer Tragseite des Tragelements befestigt sind. Die Speichen können durch das Tragelement mit der Kurbelwelle oder einer zusätzlichen Schwungmasse verbunden werden. Das Tragelement kann beispielsweise als Flansch ausgebildet werden. Beispielsweise kann das Tragelement selber die benötigte Schwungmasse des Schwingungsdämpfers aufweisen, wodurch eine zusätzliche Schwungmasse eingespart werden kann. Es ist auch möglich, eine zusätzliche Schwungmasse mit einem bestimmten Massenträgheitsmoment in den Schwingungsdämpfer einzusetzen. In particular, the spring element may have a separately formed to the spokes support member, wherein the spokes are mounted on a support side of the support member. The spokes can be connected by the support element with the crankshaft or an additional flywheel. The support member may be formed, for example, as a flange. For example, the support element itself may have the required flywheel mass of the vibration damper, whereby an additional flywheel mass can be saved. It is also possible to use an additional flywheel mass with a certain mass moment of inertia in the vibration damper.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Tragelement einen kreisförmigen Außenumfang und einen sich im Mittelbereich des Tragelements befindenden Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit der Kurbelwelle aufweisen kann, wobei die Speiche mit einem Innenbefestigungsende zur Befestigung der Speiche an dem Verbindungsabschnitt und einem Außenbefestigungsende zur Befestigung der Speiche an dem Außenumfang versehen sein kann. Das Innenbefestigungsende der Speiche kann beispielsweise hackenförmig ausgebildet sein und in einer Aufnahmeöffnung des Verbindungsabschnitts eingesetzt werden. Die Aufnahmeöffnung kann als Aufnahmebohrung ausgebildet in einer Kreisform angeordnet sein. Die Anzahl der Aufnahmebohrungen entspricht der Anzahl der Speiche. Jedes Innenbefestigungsende kann in einer dem zugeordneten Aufnahmebohrung eingesetzt werden. Zum Vermeiden eines Abfallens des Innenbefestigungsendes aus der Aufnahmebohrung kann das Innenbefestigungsende in die Aufnahmebohrung mit Presspassung eingesetzt werden. Eine zusätzliche Fixierungssicherung zum axialen Fixieren des Innenbefestigungsendes in der Aufnahmebohrung ist ebenfalls möglich. Das Außenbefestigungsende kann in Radialrichtung des Tragelements über den Außenumfang des Tragelements heraus ragen und dann in Axialrichtung des Tragelements zum Umschließen des Außenumfangs des Tragelements verbogen werden. In dem Fall, dass ein Schwungring an dem Außenumfang des Tragelements eingesetzt wird, kann der Schwungring mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Aufnahmenuten zur Aufnahme des Außenbefestigungsendes der Speiche aufweisen. Die Anzahl der Aufnahmenuten entspricht der Anzahl der Speichen. Jedes Außenbefestigungsende kann mit einem in Radialrichtung des Tragelements gerichteten Hebel versehen sein. Vorzugesweise kann jeder Hebel in einer dem zugeordneten Aufnahmenut des Schwungrings eingelegt werden. Durch die Vielzahl der Speichen wird dabei der Schwungring zur Mittelachse des Tragelements zentriert, wodurch eine zusätzliche Zentrierung des Schwungrings eingespart werden kann. Insbesondere kann das Tragelement auf der Tragseite mehrere in Axialrichtung abstehende Abstützelemente zur seitlichen Abstützung der Speichen aufweisen, wodurch ein Verbiegen des mittleren Bereichs der Speiche ausgeschlossen werden kann. In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the support element may have a circular outer periphery and located in the central region of the support member connecting portion for connection to the crankshaft, wherein the spoke with an inner mounting end for attaching the spoke to the connecting portion and an outer mounting end for fastening the Spoke may be provided on the outer circumference. The inner mounting end of the spoke may be formed, for example, hackenförmig and used in a receiving opening of the connecting portion. The receiving opening may be formed as a receiving bore formed in a circular shape. The number of mounting holes corresponds to the number of spoke. Each inner mounting end can be used in a the associated receiving bore. To avoid a drop of the inner mounting end from the receiving bore, the inner mounting end can be inserted into the receiving bore with a press fit. An additional fixation assurance for axially fixing the Innenbefestigungsendes in the receiving bore is also possible. The outer-mounting end may protrude beyond the outer periphery of the support member in the radial direction of the support member and then be bent in the axial direction of the support member to enclose the outer periphery of the support member. In the event that a flywheel ring is used on the outer circumference of the support member, the flywheel ring may have a plurality of circumferentially distributed receiving grooves for receiving the Außenbefestigungsendes the spoke. The number of grooves corresponds to the number of spokes. Each outer mounting end may be provided with a lever directed in the radial direction of the support element. Preferably, each lever can be inserted in an associated receiving groove of the flywheel ring. Due to the large number of spokes while the flywheel is centered to the central axis of the support element, whereby an additional centering of the flywheel ring can be saved. In particular, the support element may have on the support side a plurality of axially projecting support elements for lateral support of the spokes, whereby bending of the central region of the spoke can be excluded.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Federelement mit mindestens einer einteilig ausgebildeten scheibenförmigen Speichenfeder versehen sein kann, wobei die Speichenfeder einen kreisförmigen Außenumfang, einen sich im Mittelbereich der Speichenfeder befindenden Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit der Kurbelwelle und mehrere zwischen dem Außenumfang und dem Verbindungsabschnitt angeordnete Speichen aufweisen kann. Die Speichen können in Umfangsrichtung der Speichenfeder gleichmäßig verteilt angeordnet sein und sich in Radialrichtung der Speichenfeder erstrecken. Vorzugsweise können die Speichen nach dem Prinzip eines Biegebalkens mit annähernd gleicher Spannung ausgebildet sein. Der kleinste Querschnitt der Speichen ist in der Mitte, wo die Spannung ein Minimum erreicht. Die Übergänge der Speichen nach Innen und Außen sind auch spannungsoptimiert. Außen können die Speichen mit einem dünnen Außenring verbunden werden. Durch die kleine Ringwandstärke kann dieser Außenring auch nachgiebig sein. Damit können auch im Außenring höhere Druckspannungen erreicht werden, wodurch gleichzeitig die maximalen Spannungen in den Speichen bei gleicher Belastung sinken. Die Speichenfeder kann beispielsweise ausgestanzt werden. Es ist auch möglich, die einteilige Speichenfeder durch andere Verfahren herzustellen. Die Speichenfedern können identisch zueinander ausgebildet sein und vorzugsweise durch Massenfertigung kostengünstig hergestellt werden, wodurch die Herstellungskosten des Schwingungsdämpfers reduziert werden können.In an advantageous embodiment of the invention is further provided that the spring element may be provided with at least one integrally formed disk-shaped spoke spring, wherein the spoke spring has a circular outer periphery, located in the central region of the spoke spring connecting portion for connection to the crankshaft and more between the outer periphery and the Connecting portion arranged spokes may have. The spokes may be distributed uniformly in the circumferential direction of the spoke spring and extend in the radial direction of the spoke spring. Preferably, the spokes may be formed on the principle of a bending beam with approximately the same voltage. The smallest cross section of the spokes is in the middle, where the tension reaches a minimum. The transitions of the spokes to the inside and outside are also voltage-optimized. Externally, the spokes can be connected with a thin outer ring. Due to the small ring wall thickness, this outer ring can also be yielding. This can be achieved in the outer ring higher compressive stresses, which at the same time decrease the maximum stresses in the spokes at the same load. The spoke spring can be punched out, for example. It is also possible to manufacture the one-piece spoke spring by other methods. The spoke springs may be formed identically to each other and preferably manufactured inexpensively by mass production, whereby the manufacturing cost of the vibration damper can be reduced.

Insbesondere kann das Federelement mehrere Speichenfedereinheiten aufweisen, wobei die Speichenfedereinheit mit mehreren aufeinander gestapelten scheibenförmigen Speichenfedern versehen sein kann. Beim Herstellen der Speichen durch Stanzen muss die Dicke der Speichenfeder relativ klein gewählt werden. Eine einzelne Speichenfeder erfüllt daher nicht die notwendigen Anforderungen an die Steifigkeit und das benötigte Massenträgheitsmoment. Deshalb können mehrere der Speichenfedern axial geschichtet werden, bis die notwendige Gesamtsteifigkeit erreicht ist. Mehrere Speichenfedern können zunächst eine Speichenfedereinheit bilden. Das Federelement kann dann aus mehreren Speichenfedereinheiten ausgebildet werden. Das Verbinden der einzelnen Speichenfedern ist durch die Abstandsbolzen vorgesehen. Beispielsweise kann ein Flanschblech zwischen zwei Speichenfedereinheiten angeordnet sein. Die Befestigung der beiden Speichenfedereinheiten zueinander kann beispielsweise durch Abstandsbolzen erfolgen. Für die Abstandsbolzen sind entsprechende Fenster im Flanschblech vorzusehen, wo die Abstandbolzen hindurchragen. Es ist möglich, die Speichenfedereinheiten durch andere Verfahren aneinander zu befestigen, wie z.B. Verschrauben, Vernieten oder Verschweißen. Grundsätzlich ist es auch noch möglich mehr als ein Flanschblech und entsprechend mehrere Speichenfedereinheiten anzuordnen. Das ist eine Möglichkeit mehr Dämpfung in das Gesamtsystem einzubauen.In particular, the spring element can have a plurality of spoke spring units, wherein the spoke spring unit can be provided with a plurality of disk-shaped spoke springs stacked on one another. When making the spokes by punching the thickness of the spoke spring must be chosen relatively small. Therefore, a single spoke spring does not meet the necessary stiffness and moment of inertia requirements. Therefore, several of the spoke springs can be axially layered until the necessary overall stiffness is achieved. Several spoke springs can initially form a spoke spring unit. The spring element can then be formed from a plurality of spoke spring units. The connection of the individual spoke springs is provided by the spacer bolts. For example, a flange plate between two Spoke spring units may be arranged. The attachment of the two spoke spring units to each other can be done for example by spacers. For the standoffs corresponding window in the flange plate are provided where the spacer bolts protrude. It is possible to fasten the spoke spring units together by other methods, such as bolting, riveting or welding. In principle, it is also possible to arrange more than one flange plate and correspondingly several spoke spring units. This is a way to incorporate more damping in the overall system.

Insbesondere kann die scheibenförmige Speichenfeder an ihrem Außenumfang einen Schwungring aufweisen, wobei die Speichenfeder mit dem Schwungring einteilig ausgebildet sein kann. Wie oben erwähnt kann die Speichenfeder einen Außenring zur Verbindung von den Speichen aufweisen. Der Schwungring kann beispielsweise außerhalb des Außenrings angeordnet sein. Um eine gleichmäßige Nachgiebigkeit des dünnen Außenrings zu erhalten, muss der Schwungring in Radialrichtung flexibel, aber in Umfangsrichtung steif angebunden werden. Dies kann durch sich umfänglich erstreckende Verbindungsstege zwischen dem Schwungring und Außenring gelöst werden. Die Speichenfeder ist mit dem Schwungring und den Verbindungsstegen zusammen einteilig ausgebildet. Beispielsweise kann die Speichenfeder mit dem Schwungring und den Verbindungsstegen zusammen einteilig ausgestanzt werden. Es ist hierbei aber nicht auf Stanzenverfahren beschränkt, sondern erstreckt sich auf alle vergleichbaren Herstellungsverfahren.In particular, the disk-shaped spoke spring may have on its outer circumference a flywheel, wherein the spoke spring may be formed integrally with the flywheel. As mentioned above, the spoke spring may have an outer ring for connection to the spokes. The flywheel ring can be arranged outside the outer ring, for example. In order to obtain a uniform compliance of the thin outer ring, the flywheel must be flexible in the radial direction, but stiff in the circumferential direction. This can be achieved by circumferentially extending connecting webs between the flywheel and outer ring. The spoke spring is integrally formed with the flywheel and the connecting webs together. For example, the spoke spring can be punched together with the flywheel and the connecting webs in one piece. However, it is not limited to stamping processes, but extends to all comparable manufacturing processes.

Ferner ist es möglich, ein zusätzliches Elastomerelement in den Schwingungsdämpfer einzusetzen. Um weitere Dämpfung in das Federelement hinzuzufügen kann beispielsweise ein Elastomerring mit Elastomernoppen zwischen den Speichenfedern eingesetzt werden. Die Elastormernoppen können zwischen den Speichen eingedrückt werden. Bei einer Deformation der Speichen werden dabei die Elastomernoppen mit verformt. Durch die Eigenschaften des Elastomers entsteht somit eine zusätzliche Dämpfung. Gleichzeitig wirken die Elastormernoppen wie eine zusätzliche Feder, welche die Torsionssteifigkeit der Speichenfeder noch vergrößert, was gleichzeitig die Energiespeicherkapazität des Federelements des Schwingungsdämpfers erhöhen kann. Furthermore, it is possible to use an additional elastomer element in the vibration damper. To add further damping in the spring element, for example, an elastomeric ring with Elastomernoppen be used between the spoke springs. The elastomere nubs can be pressed in between the spokes. At a deformation of the spokes while Elastomernoppen be deformed. Due to the properties of the elastomer thus creates an additional damping. At the same time the elastomer nubs act as an additional spring, which further increases the torsional stiffness of the spoke spring, which at the same time can increase the energy storage capacity of the spring element of the vibration damper.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments, wherein the features shown below, both individually and in combination may represent an aspect of the invention. Show it:

1: eine perspektivische Darstellung eines Schwingungsdämpfers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, 1 FIG. 2: a perspective view of a vibration damper according to a first embodiment of the invention, FIG.

2: eine Querschnittseitenansicht des Schwingungsdämpfers aus 1, 2 : A cross-sectional side view of the vibration damper 1 .

3: eine perspektivische Darstellung der Speichen des Schwingungsdämpfers aus 1, 3 : A perspective view of the spokes of the vibration damper 1 .

4: eine Querschnittseitenansicht eines Schwingungsdämpfers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, 4 FIG. 4 is a cross-sectional side view of a vibration damper according to a second embodiment of the invention; FIG.

5: eine perspektivische Darstellung eines Federelements des Schwingungsdämpfers aus 4, 5 : A perspective view of a spring element of the vibration damper 4 .

6: eine Draufsicht einer Speichenfeder des Federelements aus 5, 6 : A plan view of a spoke spring of the spring element 5 .

7: eine Draufsicht einer Speichenfeder gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung, 7 FIG. 4 is a plan view of a spoke spring according to an alternative embodiment of the invention. FIG.

8: eine perspektivische Darstellung der Speichenfeder aus 7, 8th : a perspective view of the spoke spring 7 .

9: eine perspektivische Darstellung eines Flanschblechs des Federelements aus 5, 9 : A perspective view of a flange of the spring element 5 .

10: eine perspektivische Darstellung eines Federelements eines Schwingungsdämpfers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung und 10 : A perspective view of a spring element of a vibration damper according to a third embodiment of the invention and

11: eine perspektivische Darstellung eines Elastomerrings des Schwingungsdämpfers aus 10. 11 : A perspective view of an elastomeric ring of the vibration damper 10 ,

In 1 und 2 ist ein Gesamtaufbau eines Schwingungsdämpfers 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Schwingungsdämpfer 10 weist ein Federelement 12 auf. Das Federelement 12 ist mit mehreren elastisch ausgestalteten Speichen 14 und einem Tragelement 16 zum Tragen der Speichen 14 versehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Speiche 14 als Torsionsfederstab 18 ausgebildet und auf einer Tragseite 20 des Tragelements 16 befestigt. Das Tragelement 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Tragflansch 22 ausgebildet und mit einem kreisförmigen Außenumfang 24 und einen sich im Mittelbereich des Tragflanschs 22 befindenden Verbindungsabschnitt 26 zur Verbindung mit einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) auf. Wie in 1 gezeigt ist der Verbindungsabschnitt 26 mit einer Bohrung 28 versehen, in der die Kurbelwelle eingesetzt werden kann. Es ist auch möglich, dass weitere Verbindungs- und Befestigungselemente an dem Verbindungsabschnitt 26 des Tragflanschs 22 eingesetzt sind. Der Torsionsfederstab 18 ist mit einem Innenbefestigungsende 30 zur Befestigung an dem Verbindungsabschnitt 26 und einem Außenbefestigungsende 32 zur Befestigung an dem Außenumfang 24 versehen. Wie man aus der Querschnittseitenansicht der 2 erkennen kann ist das Innenbefestigungsende 30 des Torsionsfederstabs 18 hackenförmig ausgebildet und in einer Aufnahmeöffnung 34 des Verbindungsabschnitts 26 eingesetzt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Aufnahmeöffnung 34 als Aufnahmebohrung 36 ausgebildet. Wie in 1 gezeigt sind die Aufnahmebohrungen 36 in einer Kreisform angeordnet. Die Anzahl der Aufnahmebohrungen 36 entspricht der Anzahl der Torsionsfederstäbe 18. Jedes Innenbefestigungsende 30 wird in einer dem zugeordneten Aufnahmebohrung 36 eingesetzt. Zum Vermeiden eines Abfallens des Innenbefestigungsendes 30 aus der Aufnahmebohrung 36 kann das Innenbefestigungsende 30 in die Aufnahmebohrung 36 mit Presspassung eingesetzt werden. Eine zusätzliche Fixierungssicherung zum axialen Fixieren des Innenbefestigungsendes 30 in der Aufnahmebohrung 36 ist ebenfalls möglich. Wie anhand von 2 zu erkennen ist ragt das Außenbefestigungsende 32 in Radialrichtung des Tragflanschs 22 über den Außenumfang 24 des Tragflanschs 22 heraus. Zum Umschließen des Außenumfangs 24 des Tragflanschs 22 wird das herausragende Außenbefestigungsende 32 in Axialrichtung verbogen. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Schwungring 38 an dem Außenumfang 24 des Tragflanschs 22 eingesetzt. Der Schwungring 38 weist mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Aufnahmenuten 40 zur Aufnahme des Außenbefestigungsendes 32 des Torsionsfederstabs 18 auf. Die Anzahl der Aufnahmenuten 40 entspricht der Anzahl der Torsionsfederstäbe 18. Jedes Außenbefestigungsende 32 ist mit einem in Radialrichtung des Tragflanschs 22 gerichteten Hebel 41 versehen. Jeder Hebel 41 wird in einer dem zugeordneten Aufnahmenut 40 des Schwungrings 38 eingelegt. Durch die Vielzahl der Torsionsfederstäbe 18 wird dabei der Schwungring 38 zur Mittelachse des Tragflanschs 22 zentriert, wodurch eine zusätzliche Zentrierung des Schwungrings 38 eingespart werden kann. Wie in 1 gezeigt weist der Tragflansch 22 auf der Tragseite 20 mehrere in Axialrichtung abstehende Abstützelemente 42 zur seitlichen Abstützung der Torsionsfederstäbe 18 auf. Die Torsionsfederstäbe 18 verlaufen jeweils durch eine Zwischenaussparung 44 zwischen den Abstützelementen 42 des Tragflanschs 22. In 1 and 2 is a total construction of a vibration damper 10 illustrated according to a first embodiment of the invention. The vibration damper 10 has a spring element 12 on. The spring element 12 is with several elastically designed spokes 14 and a support element 16 for carrying the spokes 14 Mistake. In this embodiment, the spoke is 14 as a torsion bar 18 trained and on a support side 20 of the support element 16 attached. The support element 16 is in this embodiment as a support flange 22 formed and with a circular outer circumference 24 and one in the middle region of the flange 22 located connecting section 26 for connection to a crankshaft (not shown). As in 1 the connection section is shown 26 with a hole 28 provided in which the crankshaft can be used. It is also possible that further connecting and fastening elements on the connecting portion 26 of the flange 22 are used. Of the torsion bar 18 is with an interior mounting end 30 for attachment to the connecting portion 26 and an outside attachment end 32 for attachment to the outer periphery 24 Mistake. As can be seen from the cross-sectional side view of 2 can recognize is the Innenbefestigungsende 30 of the torsion bar 18 hackenförmig trained and in a receiving opening 34 of the connection section 26 used. In this embodiment, the receiving opening 34 as a receiving bore 36 educated. As in 1 shown are the mounting holes 36 arranged in a circular shape. The number of mounting holes 36 corresponds to the number of torsion spring bars 18 , Each interior end 30 is in a the associated receiving bore 36 used. To avoid falling of the inner fixing end 30 from the receiving hole 36 can be the inside mounting end 30 into the receiving hole 36 be used with a press fit. An additional Fixierungssicherung for axially fixing the Innenbefestigungsendes 30 in the receiving hole 36 is also possible. As based on 2 to recognize is the outer mounting end 32 in the radial direction of the flange 22 over the outer circumference 24 of the flange 22 out. To enclose the outer circumference 24 of the flange 22 becomes the outstanding exterior mounting end 32 bent in the axial direction. In this embodiment is a flywheel 38 on the outer circumference 24 of the flange 22 used. The swing ring 38 has a plurality of circumferentially distributed grooves arranged 40 for receiving the outer mounting end 32 of the torsion bar 18 on. The number of slots 40 corresponds to the number of torsion spring bars 18 , Each outer mounting end 32 is with a radial direction of the support flange 22 directed lever 41 Mistake. Every lever 41 is in a the assigned receiving groove 40 of the flywheel ring 38 inserted. Due to the large number of torsion spring bars 18 becomes the momentum ring 38 to the central axis of the flange 22 centered, creating an additional centering of the flywheel ring 38 can be saved. As in 1 shown has the flange 22 on the support side 20 a plurality of axially projecting support elements 42 for lateral support of the torsion spring bars 18 on. The torsion spring bars 18 each run through an intermediate recess 44 between the support elements 42 of the flange 22 ,

3 zeigt die Anordnung der Torsionsfederstäbe 18. Wie anhand von 3 zu erkennen ist sind die Torsionsfederstäbe 18 in Umfangsrichtung des Tragflanschs 22 gleichmäßig verteilt angeordnet, wodurch eine ungleichmäßige Bauteilbelastung vermieden werden kann. Bei einer Verdrehung der Kurbelwelle wird der Schwungring 38 mitgedreht. Die Drehung des Schwungrings 38 führt zu einer Bewegung der Außenbefestigungsenden 32 der Torsionsfederstäbe 18 in Umfangsrichtung des Tragflanschs 22. Wie in 3 mit Pfeil L dargestellt ist diese Bewegung für kleine Winkel annähernd linear. Über den kleinen Hebel 41 am Außenbefestigungsende 32 des Torsionsfederstabs 18 wird diese lineare Bewegung eine Torsion im mittleren Bereich des Torsionsfederstabs 18 umgewandelt (siehe Pfeil T in 3). Um ein Verbiegen des mittleren Bereichs auszuschließen ist eine seitliche Abstützung erforderlich. Dies wird durch die Abstützelemente 42 geführt. Aus der Verdrehsteifigkeit der Torsionsfederstäbe 18 und dem Massenträgheitsmoment des Schwungrings 38 ergibt sich die Eigenfrequenz des Schwingungsdämpfers 10. Durch die große Anzahl der Torsionsfederstäbe 18 kann bezogen auf die Schwungmasse des Schwungrings 38 eine hohe Torsionssteifigkeit um die Zentralachse erreicht werden. Damit können Torsionseigenfrequenzen beispielsweise im Bereich von mehreren 100Hz für das Masse-/Federsystem erzielt werden, welche für die Dämpfung von Torsionseigenschwingungen der Kurbelwelle in Kraftfahrzeugmotoren notwendig sind. 3 shows the arrangement of the torsion spring bars 18 , As based on 3 to recognize is the torsion spring bars 18 in the circumferential direction of the flange 22 arranged evenly distributed, whereby a non-uniform component load can be avoided. At a rotation of the crankshaft of the flywheel 38 rotated. The rotation of the flywheel 38 leads to a movement of the outer mounting ends 32 the torsion spring bars 18 in the circumferential direction of the flange 22 , As in 3 represented by arrow L, this movement is approximately linear for small angles. About the little lever 41 at the outer mounting end 32 of the torsion bar 18 This linear movement becomes a torsion in the central area of the torsion bar 18 converted (see arrow T in 3 ). To exclude bending of the central area lateral support is required. This is done by the support elements 42 guided. From the torsional rigidity of the torsion spring bars 18 and the moment of inertia of the flywheel ring 38 results in the natural frequency of the vibration damper 10 , Due to the large number of torsion spring bars 18 Can refer to the flywheel of the flywheel 38 a high torsional rigidity around the central axis can be achieved. Thus, torsion natural frequencies can be achieved, for example, in the range of several 100 Hz for the mass / spring system, which are necessary for the damping of torsional vibrations of the crankshaft in automotive engines.

4 zeigt eine Querschnittseitenansicht eines Schwingungsdämpfers 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist lediglich die obere Hälfte des Schwingungsdämpfers 10 bis zu einer Drehachse 46 dargestellt. Der gezeigte Schwingungsdämpfer 10 weist ein Gehäuse 48 und ein in dem Gehäuse 48 angeordnetes Federelement 12 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Federelement 12 mit zwei Speichenfedereinheiten 50 versehen. Wie in 4 gezeigt weist jede Speichenfedereinheit 50 drei aufeinander gelegte scheibenförmige Speichenfedern 52 auf. Die zwei Speichenfedereinheiten 50 sind miteinander durch Abstandbolzen 56 verbunden. Zwischen den Speichenfedereinheiten 50 ist ein Flanschblech 54 angeordnet. Zwischen dem Flanschblech 54 und jeder Speichenfedereinheit 50 ist eine Abstandsscheibe 58 eingesetzt. Damit kann das gesamte Paket innen mit der Kurbelwelle verschraubt werden. Außen befindet sich axial ein Luftspalt zwischen Flanschblech 54 und den Speichenfedereinheiten 50, so dass diese außen eine Schwingbewegung in Umfangsrichtung gegenüber dem relativ zum Flanschblech 54 ausführen können. Vorzugsweise ist das Gehäuse 48 im radial außen liegenden Bereich 59 mit Fett befüllt. Dies dient zum einen der Verschleißminimierung, zum anderen ergibt sich durch das Fett eine geschwindigkeitsproportionale Dämpfung. Falls eine weitere Erhöhung der Dämpfung notwendig ist besteht auch noch die Möglichkeit zwischen dem Gehäuse 48 und der Speichenfedereinheit 50 axial Tellerfedern anzuordnen, welche dann ein zusätzliches Reibmoment erzeugen. 4 shows a cross-sectional side view of a vibration damper 10 according to a second embodiment of the invention. It is only the upper half of the vibration damper 10 up to a rotation axis 46 shown. The vibration damper shown 10 has a housing 48 and one in the housing 48 arranged spring element 12 on. In this embodiment, the spring element 12 with two spoke feather units 50 Mistake. As in 4 shown has each spoke spring unit 50 three superimposed disc-shaped spoke springs 52 on. The two spoke feather units 50 are connected to each other by spacer bolts 56 connected. Between the spoke spring units 50 is a flange plate 54 arranged. Between the flange plate 54 and every spoke spring unit 50 is a spacer 58 used. Thus, the entire package can be bolted inside with the crankshaft. On the outside there is an axial air gap between the flange plate 54 and the spoke spring units 50 , so that these outside a swinging motion in the circumferential direction relative to the relative to the flange plate 54 can execute. Preferably, the housing 48 in the radially outer region 59 filled with grease. On the one hand, this serves to minimize wear and, on the other hand, the fat provides speed-proportional damping. If a further increase of the damping is necessary there is also the possibility between the housing 48 and the spoke spring unit 50 axially to arrange disc springs, which then generate an additional friction torque.

5 zeigt eine perspektivische Darstellung des Federelements 12 des Schwingungsdämpfers 10 aus 4. Das gesamte Federelement 12 ist aus zwei Speichenfedereinheiten 50 zusammengesetzt, welche über Abstandsbolzen 56 außen miteinander verbunden sind. Zwischen den Speichenfedereinheiten 50 ist ein Flanschblech 54 angeordnet, welches innen zusammen mit den Speichenfedereinheiten 50 an die Kurbelwelle befestigt wird. Da das Flanschblech 54 rotativ steif ist, ergibt sich im äußeren Bereich des Federelements 12 eine Relativbewegung zwischen dem Flanschblech 54 und der Speichenfedereinheit 50. Dadurch kann zwischen dem Flanschblech 54 und der Speichenfedereinheit 50 ein Reibmoment erzeugt werden, welches als Dämpfung wirksam wird. Die dazu benötigte axiale Vorspannkraft kann durch eine Topfung des Flanschbleches 54 oder durch zusätzliche Tellerfedern erzeugt werden. 5 shows a perspective view of the spring element 12 of the vibration damper 10 out 4 , The entire spring element 12 is from two spoke spring units 50 composed of spacers 56 are connected to each other outside. Between the spoke spring units 50 is a flange plate 54 arranged in which together with the spoke feather units 50 is attached to the crankshaft. Because the flange plate 54 is rotationally stiff, results in the outer region of the spring element 12 a relative movement between the flange plate 54 and the spoke spring unit 50 , As a result, between the flange plate 54 and the spoke spring unit 50 a friction torque can be generated, which is effective as damping. The axial preload force required for this purpose can be achieved by potting the flange plate 54 or be generated by additional disc springs.

6 zeigt eine Draufsicht einer Speichenfeder 52 des Federelements 12 aus 5. In diesem Ausführungsbeispiel ist die scheibenförmige Speichenfeder 52 einteilig ausgebildet. Wie in 6 gezeigt ist die Speichenfeder 52 mit einem kreisförmigen Außenumfang 24 und einen sich im Mittelbereich der Speichenfeder 52 befindenden Verbindungsabschnitt 26 zur Verbindung mit einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) auf. Der Verbindungsabschnitt 26 ist mit einer Bohrung 28, in der die Kurbelwelle eingesetzt werden kann, und mehreren um die Bohrung 28 angeordneten Befestigungsbohrungen zum Durchlassen von Befestigungselementen, wie z.B. Schrauben oder Nieten, versehen. Die Momentübertragung zur Kurbelwelle erfolgt über die Befestigungselemente. Alternativ ist auch eine Momentübertragung durch eine Zentralschraube möglich. Zwischen dem Außenumfang 24 und dem Verbindungsabschnitt 26 sind mehrere Speichen 14 angeordnet. Die Speichen 14 sind in Umfangsrichtung der Speichenfeder 52 gleichmäßig verteilt angeordnet und erstrecken sich in Radialrichtung der Speichenfeder 52. Die Speichen 14 sind nach dem Prinzip eines Biegebalkens mit annähernd gleicher Spannung ausgebildet. Der kleinste Querschnitt der Speichen 14 ist in der Mitte, wo die Spannung ein Minimum erreicht. Die Übergänge der Speichen 14 nach Innen und Außen sind auch spannungsoptimiert. Außen sind die Speichen 14 mit einem dünnen Außenring 60 verbunden. Durch die kleine Ringwandstärke ist dieser Außenring 60 auch nachgiebig. Damit können auch im Außenring 60 höhere Druckspannungen erreicht werden, wodurch gleichzeitig die maximalen Spannungen in den Speichen 14 bei gleicher Belastung sinken. Wie in 6 gezeigt weist die Speichenfeder 52 einen breiten Schwungring 38 auf, der die Schwungmasse bildet. Um eine gleichmäßige Nachgiebigkeit des dünnen Außenringes 60 zu erhalten, muss der Schwungring 38 in Radialrichtung flexibel, aber in Umfangsrichtung steif angebunden werden. Dies wird durch sich umfänglich erstreckende Verbindungsstege 62 zwischen dem Schwungring 38 und Außenring 60 gelöst. Die Speichenfeder 52 ist mit dem Schwungring 38 und den Verbindungsstege 62 zusammen einteilig ausgebildet. Beispielsweise kann die einteilige Speichenfeder 52 durch Stanzen herstellen werden. In diesem Fall muss die Dicke der Speichenfeder 52 relativ klein gewählt werden. Eine einzelne Speichenfeder 52 erfüllt daher nicht die notwendigen Anforderungen an die Steifigkeit und das benötigte Massenträgheitsmoment. Deshalb werden mehrere der Speichenfedern 52 axial geschichtet, bis die notwendige Gesamtsteifigkeit erreicht ist. Jede einzelne Speichenfeder 52 hat jedoch schon die benötigte Torsionseigenfrequenz, das bedeutet, das Verhältnis Massenträgheitsmoment zu Torsionsfedersteifigkeit jeder einzelnen Speichenfeder 52 entspricht dem des Gesamtaufbaus. Das Verbinden der einzelnen Speichenfedern 52 ist durch die Abstandsbolzen 56 vorgesehen. 6 shows a plan view of a spoke spring 52 of the spring element 12 out 5 , In this embodiment, the disk-shaped spoke spring 52 formed in one piece. As in 6 shown is the spoke spring 52 with a circular outer circumference 24 and one in the middle area of the spoke spring 52 located connecting section 26 for connection to a crankshaft (not shown). The connecting section 26 is with a hole 28 in which the crankshaft can be used, and several around the bore 28 arranged mounting holes for passing through fasteners, such as screws or rivets, provided. The torque transmission to the crankshaft via the fasteners. Alternatively, a torque transmission through a central screw is possible. Between the outer circumference 24 and the connection section 26 are several spokes 14 arranged. The spokes 14 are in the circumferential direction of the spoke spring 52 arranged distributed uniformly and extend in the radial direction of the spoke spring 52 , The spokes 14 are designed according to the principle of a bending beam with approximately the same voltage. The smallest cross section of the spokes 14 is in the middle, where the tension reaches a minimum. The transitions of the spokes 14 Inside and outside are also voltage-optimized. Outside are the spokes 14 with a thin outer ring 60 connected. Due to the small ring wall thickness is this outer ring 60 also yielding. This can also be done in the outer ring 60 higher compressive stresses are achieved, which at the same time the maximum stresses in the spokes 14 sink at the same load. As in 6 shown points the spoke spring 52 a wide swing ring 38 on, which forms the flywheel. For a uniform compliance of the thin outer ring 60 to get the momentum ring 38 be flexible in the radial direction, but stiff in the circumferential direction. This is achieved by circumferentially extending connecting webs 62 between the flywheel 38 and outer ring 60 solved. The spoke spring 52 is with the swing ring 38 and the connecting webs 62 formed together in one piece. For example, the one-piece spoke spring 52 be produced by punching. In this case, the thickness of the spoke spring 52 be chosen relatively small. A single spoke pen 52 therefore does not meet the necessary stiffness requirements and the required mass moment of inertia. Therefore, several of the spoke springs 52 axially stratified until the necessary total rigidity is achieved. Every single spoke feather 52 However, it already has the required Torsionseigenfrequenz, that is, the ratio of mass moment of inertia to Torsionsfedersteifigkeit each spoke spring 52 corresponds to the overall structure. The connection of the individual spoke springs 52 is through the spacers 56 intended.

7 zeigt eine Draufsicht einer Speichenfeder 52 gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel. Wie in 7 gezeigt ist die Speichenfeder 52 mit einem kreisförmigen Außenumfang 24 und einen sich im Mittelbereich der Speichenfeder 52 befindenden Verbindungsabschnitt 26 zur Verbindung mit einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) auf. Der Verbindungsabschnitt 26 ist mit einer Bohrung 28, in der die Kurbelwelle eingesetzt werden kann, und mehreren um die Bohrung 28 angeordneten Befestigungsbohrungen zum Durchlassen von Befestigungselementen, wie z.B. Schrauben oder Nieten, versehen. Die Momentübertragung zur Kurbelwelle erfolgt über die Befestigungselemente. Alternativ ist auch eine Momentübertragung durch eine Zentralschraube möglich. Zwischen dem Außenumfang 24 und dem Verbindungsabschnitt 26 sind mehrere Speichen 14 angeordnet. Die Speichen 14 sind in Umfangsrichtung der Speichenfeder 52 gleichmäßig verteilt angeordnet und erstrecken sich in Radialrichtung der Speichenfeder 52. Die Speichen 14 sind nach dem Prinzip eines Biegebalkens mit annähernd gleicher Spannung ausgebildet. Der kleinste Querschnitt der Speichen 14 ist in der Mitte, wo die Spannung ein Minimum erreicht. Die Übergänge der Speichen 14 nach Innen und Außen sind auch spannungsoptimiert. Außen sind die Speichen 14 mit einem dünnen Außenring 60 verbunden. Durch die kleine Ringwandstärke ist dieser Außenring 60 auch nachgiebig. Damit können auch im Außenring 60 höhere Druckspannungen erreicht werden, wodurch gleichzeitig die maximalen Spannungen in den Speichen 14 bei gleicher Belastung sinken. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Schwungmasse nicht einteilig mit der Speichenfeder 52 ausgebildet. Zur Verbindung mit einem separaten Schwungring 38 ist die Speichenfeder 52 mit mehreren Außenbefestigungsbohrungen 64 versehen. Die Außenbefestigungsbohrungen 64 sind an dem Außenumfang 24 der Speichenfeder 52 angeordnet. 7 shows a plan view of a spoke spring 52 according to an alternative embodiment. As in 7 shown is the spoke spring 52 with a circular outer circumference 24 and one in the middle area of the spoke spring 52 located connecting section 26 for connection to a crankshaft (not shown). The connecting section 26 is with a hole 28 in which the crankshaft can be used, and several around the bore 28 arranged mounting holes for passing through fasteners, such as screws or rivets, provided. The torque transmission to the crankshaft via the fasteners. Alternatively, a torque transmission through a central screw is possible. Between the outer circumference 24 and the connection section 26 are several spokes 14 arranged. The spokes 14 are in the circumferential direction of the spoke spring 52 arranged distributed uniformly and extend in the radial direction of the spoke spring 52 , The spokes 14 are designed according to the principle of a bending beam with approximately the same voltage. The smallest cross section of the spokes 14 is in the middle, where the tension reaches a minimum. The transitions of the spokes 14 Inside and outside are also voltage-optimized. Outside are the spokes 14 with a thin outer ring 60 connected. Due to the small ring wall thickness is this outer ring 60 also yielding. This can also be done in the outer ring 60 higher compressive stresses are achieved, which at the same time the maximum stresses in the spokes 14 sink at the same load. In this embodiment, the flywheel is not integral with the spoke spring 52 educated. For connection to a separate flywheel ring 38 is the spoke spring 52 with several outer mounting holes 64 Mistake. The outer mounting holes 64 are on the outer circumference 24 the spoke spring 52 arranged.

8 zeigt eine perspektivische Darstellung der Speichenfeder 52 aus 7 mit einem Schwungring 38. Der Schwungring 38 ist separat zu der Speichenfeder 52 ausgebildet. Beispielsweise kann der Schwungring 38 durch Verschrauben oder Vernieten an der Außenbefestigungsbohrungen 64 der Speichenfeder 52 befestigt werden. 8th shows a perspective view of the spoke spring 52 out 7 with a swing ring 38 , The swing ring 38 is separate to the spoke spring 52 educated. For example, the flywheel 38 by screwing or riveting to the outer mounting holes 64 the spoke spring 52 be attached.

9 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Flanschblechs 54 des Federelements 12 aus 5. Das Flanschblech 54 weist im Mittelbereich eine große Durchbohrung 66, in der die Kurbelwelle eingesetzt werden kann, und mehrere um die Durchbohrung 66 angeordnete Befestigungsbohrungen 68 zum Durchlassen von Befestigungselementen wie z.B. Schrauben oder Nieten auf. Im Außenbereich ist das Flanschblech 54 mit mehreren Bolzenfenstern 70 zum Durchlassen von Abstandsbolzen 56 versehen. Es ist möglich, durch spezielle Auslegung der Bolzenfenster 70 im Flanschblech 54 einen Endanschlag 72 zu realisieren, welcher eine Überlastung der Speichenfeder 52 verhindert. Grundsätzlich ist es auch noch möglich mehr als ein Flanschblech 54 und entsprechend mehrere Speichenfedereinheiten 50 anzuordnen. Das ist eine Möglichkeit mehr Dämpfung in das Gesamtsystem einzubauen. 9 shows a perspective view of a flange plate 54 of the spring element 12 out 5 , The flange plate 54 has a large bore in the middle area 66 in which the crankshaft can be used, and several around the bore 66 arranged mounting holes 68 for passing fasteners such as screws or rivets on. Outside is the flange plate 54 with several bolt windows 70 for passing spacers 56 Mistake. It is possible by special design of the bolt window 70 in the flange plate 54 an end stop 72 to realize what an overload of the spoke spring 52 prevented. In principle, it is also possible more than a flange 54 and correspondingly several spoke spring units 50 to arrange. This is a way to incorporate more damping in the overall system.

10 zeigt perspektivische Darstellung eines Federelements 12 eines Schwingungsdämpfers 10 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Das Federelement 12 der 10 entspricht im Wesentlichen dem Federelement 12 der 8, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird. Um weitere Dämpfung in das Federelement 12 hinzuzufügen, ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Elastomerring 74 mit Elastomernoppen 76 zwischen den Speichenfedern 52 eingesetzt. Die Elastormernoppen 76 können zwischen den Speichen 14 eingedrückt werden. Bei einer Deformation der Speichen 14 werden dabei die Elastomernoppen 76 mit verformt. Durch die Eigenschaften des Elastomers entsteht somit eine zusätzliche Dämpfung. Gleichzeitig wirken die Elastormernoppen 76 wie eine zusätzliche Feder, welche die Torsionssteifigkeit der Speichenfeder 52 noch vergrößert, was gleichzeitig die Energiespeicherkapazität des Federelements 12 erhöht. Die Gestaltung des Elastomerrings 74 mit den Elastomernoppen 76 ist in 11 dargestellt. 10 shows a perspective view of a spring element 12 a vibration damper 10 according to a third embodiment of the invention. The spring element 12 of the 10 corresponds essentially to the spring element 12 of the 8th so that only the differences are discussed here. For further damping in the spring element 12 add is in this embodiment, an elastomeric ring 74 with elastomeric nubs 76 between the spoke springs 52 used. The elastor naps 76 can between the spokes 14 be pressed. At a deformation of the spokes 14 while the Elastomernoppen 76 with deformed. Due to the properties of the elastomer thus creates an additional damping. At the same time the Elastormernoppen act 76 like an extra spring, which is the torsional stiffness of the spoke spring 52 even larger, which at the same time the energy storage capacity of the spring element 12 elevated. The design of the elastomer ring 74 with the Elastomernoppen 76 is in 11 shown.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Schwingungsdämpfer vibration
1212: Federelement spring element
1414: Speiche spoke
1616: Tragelement supporting member
1818: Torsionsfederstab torsion bar
2020: Tragseite carrying side
2222: Tragflansch flange
2424: Außenumfang outer periphery
2626: Verbindungsabschnitt connecting portion
2828: Bohrung drilling
3030: Innenbefestigungsende Interior mounting end
3232: Außenbefestigungsende External mounting end
3434: Aufnahmeöffnung receiving opening
3636: Aufnahmebohrungen mounting holes
3838: Schwungring flywheel ring
4040: Aufnahmenut receiving groove
4141: Hebel lever
4242: Abstützelement supporting
4444: Zwischenaussparung between recess
4646: Drehachse axis of rotation
4848: Gehäuse casing
5050: Speichenfedereinheit Spoke spring unit
5252: Speichenfeder spoke spring
5454: Flanschblech flange plate
5656: Abstandsbolzen Standoffs
5858: Abstandsscheibe spacer
59 59: Bereich für FettArea for fat
60 60: Außenringouter ring
6262: Zwischensteg gutter
6464: Außenbefestigungsbohrung External mounting hole
6666: Durchbohrung des Flanschblechs Piercing the flange plate
6868: Befestigungsbohrungen mounting holes
7070: Bolzenfenster bolt window
7272: Endanschlag end stop
7474: Elastomerring elastomer ring
7676: Elastomernoppen elastomeric teats
Pfeil L Arrow L: Bewegung des Außenbefestigungsendes in UmfangsrichtungMovement of the outer mounting end in the circumferential direction
Pfeil TArrow T: Torsionsbewegung des Torsionsfederstabs Torsional movement of the torsion bar

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1412656 B1 [0002]
DE 60119333 T2 [0002]
EP 19708082 A1 [0002]
US 8863925 B2 [0002]
DE 19949206 B4 [0002]
DE 19652730 B4 [0002]

Claims

Vibration damper for damping vibrations on shafts, in particular crankshafts, with a spoke wheel-shaped spring element ( 12 ), wherein the spring element ( 12 ) several in the radial direction of the spring element ( 12 ) extending spokes ( 14 ) which are formed elastically.

Vibration damper according to claim 1, characterized in that the spring element ( 12 ) has a circular outer circumference ( 24 ) and in the middle region of the spring element ( 12 ) ( 26 ) for connection to the crankshaft, the spokes ( 14 ) between the outer circumference ( 24 ) and the connecting section ( 26 ) are arranged.

Vibration damper according to claim 1 or 2, characterized in that the spokes ( 14 ) are formed identical to each other and in the circumferential direction of the spring element ( 12 ) are arranged evenly distributed.

Vibration damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that a flywheel ( 38 ) on the spring element ( 12 ) is arranged.

Vibration damper according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spoke ( 14 ) as a torsion bar ( 18 ) is trained.

Vibration damper according to claim 5, characterized in that the spring element ( 12 ) a separate to the spokes ( 14 ) formed support element ( 16 ), wherein the spokes ( 14 ) on a support side ( 20 ) of the support element ( 16 ) are attached.

Vibration damper according to claim 6, characterized in that the support element ( 16 ) has a circular outer circumference ( 24 ) and in the middle region of the support element ( 16 ) ( 26 ) for connection to the crankshaft, the spoke ( 14 ) with an inner mounting end ( 30 ) for fixing the spoke ( 14 ) at the connecting portion ( 26 ) and a Außenbefestigungsende ( 32 ) for fixing the spoke ( 14 ) on the outer circumference ( 24 ) is provided.

Vibration damper according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spring element ( 12 ) with at least one one-piece disc-shaped spoke spring ( 52 ), wherein the spoke spring ( 52 ) has a circular outer circumference ( 24 ), one in the middle region of the spoke spring ( 52 ) ( 26 ) for connection to the crankshaft and a plurality between the outer circumference ( 24 ) and the connecting section ( 26 ) arranged spokes ( 14 ) having.

Vibration damper according to claim 8, characterized in that the spring element ( 12 ) a plurality of spoke spring units ( 50 ), wherein the spoke spring unit ( 50 ) with a plurality of disc-shaped spoke springs ( 52 ) is provided.

Vibration damper according to claim 8 or 9, characterized in that the disk-shaped spoke spring ( 52 ) on its outer circumference ( 24 ) a momentum ring ( 38 ), wherein the spoke spring ( 52 ) with the flywheel ( 38 ) is formed in one piece.