DE1179048B - Torsionsschwingungsdaempfer - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: F 02 b

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KI.: 46 all-2

Sch 24152Ia/46 all

30. Mai 1958

1. Oktober 1964

Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer, der aus einem mit einem Ende der Kurbelwelle einer Maschine verbindbaren, konzentrisch zur Welle angeordneten Treibglied, einem koaxial zu diesem Treibglied angeordneten Trägheitsglied und einem ringförmigen elastischen Glied besteht, das in einem zwischen dem Treibglied und dem Trägheitsglied vorhandenen, ringförmigen Spalt angeordnet ist, dessen äußere Wandung durch eine vorspringende Fläche und dessen innere Wandung durch eine zurücktretende Fläche gebildet sind.

Es ist ein Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, bei dem die Wandungen des Spaltes zylindrisch ausgebildet sind. Dieser bekannte Dämpfer hat den Nachteil, daß er gegenüber axialen Kräften, wie sie insbesondere bei Kolbenmaschinen erzeugt werden, sehr wenig widerstandsfähig ist.

Um die Widerstandsfähigkeit gegen axiale Kräfte zu vergrößern, ist bei einem anderen bekanntgewordenen Torsionsschwingungsdämpfer der Spalt so ausgebildet, daß seine äußere Wandung durch eine V-förmig vorspringende Fläche und seine innere Wandung durch eine V-föimig zurücktretende Fläche gebildet sind. Dadurch wird zwar die Widerstandsfähigkeit gegenüber axialen Kräften erhöht. Dieser bekannte Torsionsschwingungsdämpfer hat aber den Nachteil, daß die Druckkräfte von der Mitte her zu den Rändern hin über die axiale Breite des elastischen Gliedes gleich groß sind, während die Torsionskräfte wegen des von der Mitte nach außen wachsenden Radius von der Mitte nach außen immer geringer werden. Dadurch entsteht eine ungleichförmige Tor&ionsschwingungsbeanspruchung über die axiale Breite des elastischen Gliedes, was bei den großen Kräften und den großen Massen, mit denen bed Schwingungsdämpfern gerechnet werden muß, eine rasche Abnutzung des elastischen Gliedes zur Folge hat.

Aus diesem Grund kann auch die Widerstandsfähigkeit gegenüber axialen Kräften nur bis zu einem gewissen Grad durch Verkleinern des Winkels zwischen den beiden Schenkeln des V vergrößert werden. Bei einem zu geringen Winkel würde der Nachteil der ungleichmäßigen Belastung zu sehr ins Gewicht fallen,

Um die nach außen wachsenden Torsionskräfte aufnehmen zu können, ist es schon bei einem Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, die Torsionsbelastung gleichförmig über das ganze elastische Glied zu verteilen. Bei diesem bekannten Torsionsschwingungsdämpfer sind jedoch die einander zugekehrten Flächen des Treibgliedes und des Träg- Torsionsschwingungsdämpfer

Anmelder:

Schwitzer Corporation,

Indianapolis, Ind. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Wolff, Patentanwalt,
Stuttgart, Lange Str. 51

Als Erfinder benannt:
William J. Troyer,
Indianapolis, Ind. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 31. Mai 1957 (662 842)

heitegliedes axial hintereinander angeordnet. Das elastische Glied bildet eine sich radial erstreckende, nach außen dicker werdende Ringscheibe, die zwischen den einander zugekehrten, axial hintereinanderliegenden Flächen des Treibgliedes und des Trägheitsgliedes angeordnet ist. Dadurch werden von dem elastischen Glied nur Axialkräfte in der Richtung aufgenommen, in der das elastische Glied zusammengedrückt wird. In der entgegengesetzten Richtung müssen diese Kräfte durch das Bindemittel zwischen dem elastischen Glied und den angrenzenden Flächen des Treibgliedes bzw. des Trägheitsgliedes aufgenommen werden. Dieser bekannte Dämpfer ist daher nur bei Maschinen anwendbar, bei denen keine Axialbewegungen zu erwarten sind.

Der Erfindfung liegt die Au%abe zugrunde, einen Torsionsschwingungsdäjnpfer der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem -das elastische Glied so angeordnet ist, daß es AxiaMeräfe in beiden Richtungen aufnimmt und trotzdem einer gleichmäßigen Torsioosbelastumg ausgesetzt ist.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daiß die beiden Wandungsfiächen stetig gekrümmt sind und daß die Krümmungen der konkaven Fläche und der konvexen Fläche so ausgebildet sind, daß die Dicke des ringförmigen elastischen Gliedes in der Mitte, also an der Stelle des kleinsten Ringdurchfnessers, am kleinsten ist und

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nach den Außenrändern hin, also mit zunehmendem Ringdurchmesser, in einem solchen Verhältnis stärker wird, daß sich die Torsionsbelastungen in bekannter Weise im wesentlichen gleichförmig über das ganze elastische Glied verteilen. Dadurch wird erreicht, daß der Scherwinkel über den ganzen Bereich des elastischen Gliedes im wesentlichen konstant bleibt, so daß man. eine gleichmäßige Torsionsbelastung des elastischen Gliedes erhält. Gleichzeitig

messer des Treibgliedes 10, so daß das Trägheitsglied 16 über das Treibglied 10 geschoben werden kann.

Wegen der zugeordneten Krümmungen der Flächen 5 14 und 17 setzt eine axiale Kraft auf das Treibglied 10 und eine gleiche und entgegengesetzte Kraft auf das Trägheitsglied 16 Teile des elastischen Gliedes 15 unter Druck. Das elastische Material des Gliedes 15 ist sehr widerstandsfähig gegen Druckkräfte, und wird der Vorteil erreicht, daß bei Axialbelastungen io die Kompression dieses Materials sucht die Oberdas elastische Glied mehr zusammengedrückt wird als flächenaffinität zwischen dem elastischen Glied 15 bei der bekannten Ausführungsform, da die gleich- und den Flächen 14 und 17 zu vergrößern. Daher mäßige Torsionsbelastung eine starke Wölbung des findet eine axiale Bewegung zwischen dem Treibelastischen Gliedes zuläßt. Bei den großen Geschwin- glied 10 und dem Trägheitsglied 16 Widerstand, and digkeiten und den erheblichen tragen Massen, mit 15 die Glieder 10, 15 und 16 behalten ihre Stellung zudenen bei diesen Dämpfern gerechnet werden muß, einander bei, so daß kein Oberflächenschlupf zwihat diese gleichförmige Beanspruchung des Materials sehen diesen Gliedern stattfinden kann und ein Vereine sehr wesentlich erhöhte Lebensdauer des sagen infolgedessen ausgeschlossen ist. elastischen Gliedes zur Folge. Das Treibglied der in F i g. 3 dargestellten Aas-

Die Erfindung ist in der Beschreibung an Hand ao führungsform besteht aus zwei Teilen 20 und 21, die von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- mittels mehreren Nieten 22 miteinander verbanden beispielen im einzelnen erläutert. Es zeigt sind. Das elastische Glied 15 und das Trägheitsgfied

Fig. 1 eine Stirnansicht eines Torsionsschwin- 16, die den gleichen in Fig. 1 und 2 dargestellten gungsdämpfers gemäß der Erfindung, Teilen entsprechen, werden durch die zusammen-

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der as gesetzten Glieder 20 und 21 gestützt. Diese Aus-Fig. 1, führungsform der Erfindung ermöglicht die Bffdong

F i g. 3 einen Axialschnitt einer zweiten Ausfüh- gekrümmter Flächen 14 und 17 mit einem kleineren rungsform eines Torsionsschwingungsdämpfers ge- als dem in F i g. 2 dargestellten Krümmungsradius, maß der Erfindung und Mit anderen Worten, der kleinste innere Durch-

F i g. 4 einen Axialschnitt einer dritten Ausfüh- 30 messer des Trägheitsgliedes 16 kann im Verhältnis rungsform eines Torsionsschwingungsdämpfers ge- zu dem größten äußeren Durchmesser der beiden maß der Erfindung. Glieder 20 und 21 kleiner sein. Beim Zusammen-

Der Torsionsschwingungsdämpfer gemäß der Er- bauen der Ausführungsform der F i g. 3 können die findung weist ein Treibglied 10 auf, dessen sich nach Glieder 20 und 21 von entgegengesetzten Seiten in innen erstreckender Flansch 11 in geeigneter Weise 35 das Trägheitsglied 16 eingesetzt werfen, wodurch ein auf einer Nabe oder auf einer zusätzlichen Treib- größerer Krümmungsgrad der Flächen 14 und 17 erriemenscheibe oder auf einer in der üblichen Weise möglicht wird, ohne daß der Zusammenbau der gemit der Welle einer Kolbenmaschine verbundenen samten Vorrichtung unmöglich wird. Steuerung angeordnet werden kann. Der Flansch 11 Der größere Krümmungsgrad der Flächen 14 und

weist öffnungen 12 auf, in die Bolzen zum Befestigen 40 17 und die sich daraus ergebende größere Fläche der des Treibgliedes 10 an der Nabe oder einer anderen, einander zugekehrten Flächen (Fig. 3) gibt die

sichere Gewähr, daß sich das Trägheitsglied 16 bezüglich der Glieder 20 und 21 nicht in axialer Richtung verschiebt, auch wenn das elastische Glied 15 beträchtlich nachgeben sollte.

Die F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der das Treibglied 23 eine Nabe 24 für eine Kurbelwelle und einen in an sich bekannter Weise als Treibriemenscheibe dienenden Teil 25 so-Das elastische Glied 15 kann aus Gummi oder 50 wie einen zylindrischen Teil 26 aufweist, in den ein einer ähnlichen elastischen Verbindung bestehen und elastisches Glied 27 eingreift. Ein Trägheitsglied 28

normalerweise mit einer solchen Welle verbundenen Vorrichtung eingreifen. Das Treibglied 10 kann in der Form eines Zylinders mit konkaver Außenfläche 14 ausgebildet sein.

Ein elastisches Glied 15 umgibt die konkave Fläche 14 und stützt seinerseits ein äußeres getriebenes Trägheitsglied 16 mit einer konvexen, auf dem elatischen Glied 15 ruhenden Innenfläche 17.

in den Zwischenraum zwischen den Flächen 14 und 17 eingespritzt oder auf andere Weise in der gezeigten Stellung angeordnet werfen, und zwar vor oder nach der Bildung des Zwischenraums.

Vorzugsweise befindet sich das elastische Glied 15 im Zustand radialer Kompression zwischen dem Treibglied 10 und dem Trägheitsglied 16. Die konvexe Fläche 17 des Trägheitsgliedes 16 hat vorzugsweise eine solche Krümmung, daß im elastischen Glied 15 torsionale Scherbelastungen im wesentlichen gleichförmig über seine axiale Länge aufrechterhalten werfen. Geeignete Befestigungsmittel können gegebenenfalls je nach der Anwendungsart und den

ist über dem elastischen Glied 27 in der im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 beschriebenen Weise angeordnet und weist in an sich bekannter Weise Treibriemenrillen 29 und 30 auf.

Durch diese Ausführungsform wird eine Verringerung der Gesamtkosten einer kombinierten Dämpfereinrichtung und zusätzlicher Treibriemenscheibe, eine Verringerung des Gesamtgewichtes und eine Verringerung der schädlichen Trägheit an dem dem Schwungrad gegenüberliegenden Ende der Kurbelwelle erzielt. Außerdem wird bei einem gegebenen Gesamtgewicht von Dämpfer, Nabe und zusätzlichem Treibmittel die Eigenfrequenz der Maschine erhöht

praktischen Arbeitsbedingungen an den Flächen 14 65 und die Amplitude der Schwingung verringert. Alle

und 17 vorhanden sein. Der kleinste innere Durch- diese Vorteile werfen ohne nachteilige Wirkung auf

messer der konvexen Fläche 17 des Trägheitsgliedes die anderen Teile der Maschine oder zusätzliche

16 sollte größer sein als der größte äußere Durch- Treibriemen erzielt.

Ein Verbinden des elastischen Elementes mit den metallischen Flächen ist nicht notwendig, außer in einigen besonderen Fällen, z. B. dann, wenn die Einheit in Flüssigkeitsnebel oder in Flüssigkeit arbeiten soll.

Ein weiterer Vorteil der Anordnung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Biegebelastungen der Maschinenkurbelwelle infolge der erhöhten Festigkeit der Dämpferanordnung in axialer Richtung verringert werden, wobei die Kreiselwirkungen des Trägheitsgliedes auf die Biegebelastungen der vorderen Teile der Kurbel verringernd wirken.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Torsionsschwingungsdämpfer, bestehend aus einem mit einem Ende der Kurbelwelle einer Maschine verbindbaren, konzentrisch zur Welle angeordneten Treibglied, einem koaxial zu diesem Treibglied angeordneten Trägheitsglied und einem ringförmigen elastischen Glied, das in ao einem zwischen dem Treibglied und dem Trägheitsglied vorhandenen, ringförmigen Spalt angeordnet ist, dessen äußere Wandung durch eine vorspringende Fläche und dessen innere Wandung durch eine zurücktretende Fläche gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wandungsflächen (14 und 17) stetig gekrümmt sind und daß die Krümmungen der konkaven Fläche (14) und der konvexen Fläche (17) so ausgebildet sind, daß die Dicke des ringförmigen elastischen Gliedes (15) in der Mitte, also an der Stelle des kleinsten Ringdurchmessers, am kleinsten ist und nach den Außenrändern hin, also mit zunehmendem Ringdurchmesser, in einem solchen Verhältnis stärker wird, daß sich die Torsionsbelastungen in bekannter Weise im wesentlichen gleichförmig über das ganze elastische Glied (15) verteilen.

2. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in bekannter Weise das ringförmige elastische Glied (15) im Zustand radialer Kompression befindet.

3. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige elastische Glied (15) frei von radialem Druck zwischen der konvexen Fläche (17) und der konkaven Fläche (14) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 588 245, 964 819;
deutsche Patentanmeldung K 4195 Ia/46 a« (bekanntgemacht am 10. 11. 1952);

französische Patentschrift Nr. 1 046 007.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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