DE1245225B - Mit viskoser Reibung wirkender Drehschwingungsdaempfer - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: F16 f

Deutsche Kl.: 47 a - 20

Nummer: 1 245 225

Aktenzeichen: H 52567 XII/47 a

Anmeldetag: 2. Mai 1964

Auslegetag: 20. Juli 1967

Die Erfindung betrifft Drehschwindungsdämpfer, die mit viskoser Reibung wirken, wie sie zum Dämpfen von Torsionsschwingungen verwendet werden. Derartige Drehschwingungsdämpfer umfassen eine ringförmige, gleitende Schwungmasse, die in einem ein viskoses Dämpfungsmedium enthaltenden Gehäuse angeordnet ist, das mit einer umlaufenden Welle verbunden werden kann.

Bei Drehschwingungsdämpfern dieser Art ist der Zwischenraum zwischen der Schwungmasse und mindestens einer der gegenüberliegenden Oberflächen des Gehäuses so schmal bemessen, daß die relative Umdrehung zwischen den beiden Teilen nur durch Überwindung der viskosen Reibung erfolgen kann, die durch den dünnen zwischen diesen Teilen angeordneten Scherfilm viskoser Flüssigkeit bewirkt wird, so daß der Grad der erreichten Dämpfung eine Funktion des Zwischenraumes ist und beim Verringern des Zwischenraumes ansteigt. In der Praxis hat sich jedoch eine äußerste Grenze ergeben, unterhalb deren dieser Zwischenraum nicht mehr verringert werden kann, ohne daß die Gefahr einer sich durch Metall-Metall-Berührung ergebenden Verbindung der relativ gegeneinander umlaufenden Flächen besteht.

Um eine solche Flächenberührung zu verhindern, wurden die gegeneinander umlaufenden Flächen mit einer nichtmetallischen Auskleidung versehen, die durch Kleben, Einpressen oder in anderer Weise aufgebracht wurde. Bei einer besonderen bekannten Konstruktion ist die verwendete nichtmetallische Auskleidung eine weiche Auskleidung, wie Kork, der auf die Schwungmasse oder in das Gehäuse geklebt ist. In der Praxis hat sich eine derartige Korkauskleidung jedoch nicht bewährt, da der Kork in relativ kurzer Zeit zerkrümelt oder sich auflöst und damit ein Ausfallen des Drehschwingungsdämpfers bewirkt.

Bei einer anderen bekannten Konstruktion eines Drehschwingungsdämpfers sind die relativ gegeneinander umlaufenden Flächen mit relativ harten, nichtmetallischen Auskleidungen versehen, was im Gebrauch viel zufriedenstellender war. Jedoch macht die Notwendigkeit einer wirksamen Befestigung einer solchen harten Auskleidung eine Vorfertigung der Auskleidung in zahlreichen Formen und Größen erforderlich, die den unterschiedlichen Ausbildungen von Drehschwingungsdämpfern entsprechen. Unabhängig von dem eigentlichen Befestigungsvorgang sind zusätzliche Bearbeitungen erforderlich, um der befestigten Auskleidung genaue Arbeitsabmessungen zu geben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschwingungsdämpfer der besagten Art zu schaf-Mit viskoser Reibung wirkender
Drehschwingungsdämpfer

Anmelder:

Hydrokin Limited,

Bolton, Lancashire (Großbritannien)

Vertreter:

Dr. A. Mentzel und Dipl.-Ing. W. Dahlke,

Patentanwälte,

Refrath bei Köln, Frankenforst 137

Als Erfinder benannt:

Maurice Fred Edwards,

Bolton, Lancashire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 4. Mai 1963 (17 728)

fen, der wesentlich bessere Eigenschaften in bezug auf die durch die Dämpfung entstehende Erwärmung hat und darüber hinaus durch weitere Bearbeitungstoleranzen wirtschaftlicher hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird bei einem Drehschwingungsdämpfer der besagten Art dadurch gelöst, daß das aus einem biegsamen und elastischen Werkstoff bestehende Lager frei schwimmend zwischen der Schwungmasse und dem Gehäuse angeordnet ist. Die schwimmende Anordnung von Lagern ist an sich bekannt. Desgleichen sind die durch schwimmende Lager erreichbaren Vorteile bekannt. Die schwimmende Anordnung des aus elastischem Werkstoff bestehenden Lagers in dem viskosen Dämpfungsmedium erbringt jedoch den zusätzlichen Vorteil, daß die gesamte Scherfläche verdoppelt und dabei die Geschwindigkeit der Flächen, die sich gegeneinander bewegen, wesentlich verringert wird. Durch diese Geschwindigkeitsverringerung ist die Wärmeentwicklung viel geringer, so daß die Viskosität des Dämpfungsmediums durch die Wärme praktisch nicht beeinflußt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Lager ein über seinen Umfang unterbrochener Ring sein, dessen Umfangslänge geringer als diejenige der Schwungmasse ist. Als Lagerwerkstoff kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Polyamid, beispielsweise Nylon verwendet werden, das

709 617/268

3 4

gegenüber dem viskosen Dämpfungsmedium ehe- diesem Grunde tritt zwischen der Schwungmasse 10

misch inert ist und das sehr genau in eine ge- und dem Lager 18 und zwischen dem Gehäuse 12 ein

wünschte Gestalt und Abmessung gebracht werden relatives Gleiten auf und dient dazu, das Scherver-

kann und dadurch eine kostspielige Nachbearbeitung hältnis in der Dämpfungsflüssigkeit auf beiden Seiten

überflüssig macht. 5 des Lagers wesentlich herabzusetzen. Infolgedessen

Als Lagerwerkstoff kann jedoch auch ein geform- ist die Wärmeentwicklung viel geringer als bei Konter oder gewebter auf Asbestbasis hergestellter Werk- struktionen, bei den die Dämpfungsflüssigkeit in distoff verwendet werden, wie er ähnlich für Kupp- rekter Abscherung zwischen dem Gehäuse und der lungs- oder Bremsbeläge benutzt wird. Dabei sind Schwungmasse ist, so daß die Viskosität der Dämpdie wesentlichen Erfordernisse des ausgewählten io fungsflüssigkeit nicht erheblich durch die Wärme beWerkstoffes eine glatte Oberfläche, eine gewisse einflußt wird. Dies wiederum wirkt begünstigend auf natürliche Elastizität, Temperaturstabilität, eine an- die Stabilität der Dämpfungswirkung, da die Viskosigemessene Härte und die Fähigkeit, genau, zumin- tat der Dämpfungsflüssigkeit bei jeder individuellen dest in einer genau vorbestimmbaren Dicke, geformt Wirkungsperiode nahezu konstant bleibt, da die gewerden zu können. 15 ringe Wärmeentwicklung in der Dämpfungsflüssigkeit

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kön- deren chemische Degeneration und damit den Ab-

nen zwischen den Stirnflächen der Schwungmasse und bruch der chemischen Bindungen der Flüssigkeits-

den entsprechenden Flächen des Gehäuses axiale molekülen verhindert. Ferner verhindert die geringe

Drucklager vorgesehen sein. Diese können sich, nach im Dämpfer herrschende Arbeitstemperatur ein Ver-

einem weiteren Merkmal der Erfindung über die ge- 20 setzen des Lagerwerkstoffes oder dessen Auflösung

samte Stirnfläche der Schwungmasse erstrecken. in der Dämpfungsflüssigkeit. Die Verschmutzung der

Für die Merkmale, daß bei einem Drehschwin- Dämpfungsflüssigkeit und ein darauffolgendes Aus-

gungsdämpfer der besagten Art das Lager ein über wärtstreiben der Schmutzteilchen durch Zentrifugal-

seinen Umfang unterbrochener Ring ist, dessen Um- kraft an die Außenseite des Dämpfers und die Ge-

fangslänge geringer als diejenige der Schwungmasse 25 fahr des mechanischen Ausfallens des Dämpfers ist

ist, und daß der Lagerwerkstoff ein Polyamid bzw. dadurch erheblich verringert.

ein auf Asbestbasis gefertigter Werkstoff ist, und daß Der Lagerring 18 ist in Streifenform genau vorbe-

zwischen den Stirnflächen der Schwungmasse und den stimmter Stärke gefertigt, der lediglich zum Einführen

entsprechenden Flächen des Gehäuses axiale Druck- zwischen die Schwungmasse 10 und das Gehäuse 12

lager vorgesehen sind, die sich gegebenenfalls über 3° beim Zusammenbau des Dämpfers in geeignete Län-

die gesamte Stirnfläche der Schwungmasse erstrek- gen geschnitten wird. Er bildet Reibflächen, die mit

ken, wird ein selbständiger Schutz nicht begehrt. der Dämpfungsflüssigkeit verträglich sind, und da er

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines sehr genau geformt werden kann und von Natur aus

Drehschwingungsdämpfers, der mit viskoser Reibung glatte Oberflächen hat, ist keine zusätzliche Bearbei-

wirkt, dargestellt. In dieser Zeichnung zeigt 35 tung der Oberflächen der Schwungmasse und des Ge-

F i g. 1 einen axialen Schnitt durch einen mit vis- häuses erforderlich. Auf diese Weise ermöglicht der koser Reibung wirkenden Drehschwingungsdämpfer erfindungsgemäße Lagerring eine wirtschaftliche Hergemäß der Erfindung, stellung des Dämpfers.

F i g. 2 einen Schnitt durch eine nichtmetallische, Aus dem gleichen nicht metallischen Lagerwerkzylindrische Auskleidung in kleinerem Maßstab, und 40 stoff hergestellten Drucklager 20 sind ferner um die

F i g. 3 und 4 Schnitte durch Teile weiterer Aus- Nabe 14 des Dämpfergehäuses zwischen dem Ge-

führungsformen des erfindungsgemäßen Drehschwin- häuse 12 und den gegenüberliegenden Flächen der

gungsdämpfers. Schwungmasse 10 vorgesehen und frei schwimmend,

Wie aus F i g. 1 der Zeichnung zu entnehmen ist, um die Nabe herum angeordnet. Diese Drucklager ist ein Metallring 10, der eine Schwungmasse bildet, 45 umfassen Ringe relativ geringer radialer Ausdehnung, in einem Metallgehäuse 12 angeordnet, dessen innere die in einfachster Weise aus dem Kunststoff genau ringförmige Wand 14 als Nabe wirkt. Zwischen der vorbestimmter Stärke herausgestanzt werden können. Schwungmasse 10 und der Nabe 14 ist ein angemes- In F i g. 1 ist ein Dämpfer dargestellt, bei dem die sener Zwischenraum freigelassen worden. Zwischen Schwungmasse und das ringförmige Gehäuse axial der äußeren Peripherie der Schwungmasse 10 und der 50 von einem Befestigungsflansch 22 abgesetzt ist und die innere Peripherie 16 des Gehäuses bildenden bei dem das offene Ende des ringförmigen Gehäuses Fläche ist ein über seinen Umfang unterbrochener 12 durch eine Platte 24 verschlossen ist, die durch Ring 18 (F i g. 2) angeordnet, der aus Nylon besteht, einen übergreifenden Rand 26 dicht mit dem Gehäuse und der ein nicht metallisches Lager für die Schwung- verbunden ist. F i g. 3 zeigt eine mehr ausgewogene masse darstellt. Die zirkuläre Länge des Lagerringes 55 Ausführung, in der eine mehr zentral angeordnete 18 ist geringer als die Umfangslänge der Schwung- Schwungmasse 30 einstückig mit dem Befestigungsmasse, so daß der Ring 18 dank seiner natürlichen flansch 32 ausgebildet ist und bei der das Gehäuse 34 Elastizität, obwohl er in den Zwischenraum zwischen eine Endverschlußplatte 36 umfaßt, die mit dem übridem Gehäuse 12 und der Schwungmasse 10 frei ange- gen Gehäuse verschraubt ist. Das Schwungrad und ordnet ist, sich erforderlichenfalls leicht auszudehnen 60 der Befestigungsflansch weisen sich axial erstreckende vermag, um sich addierende Fertigungstoleranzen Flansche 38 auf, zwischen denen und dem Gehäuse auszugleichen, die bei der Herstellung der Schwung- Flüssigkeitsdichtungen 40 vorgesehen sind. Ein zylinmasse auftreten können. Das zylindrische Lager drisches, frei schwimmendes Lager 18 und Drucklager nimmt im Betrieb des Dämpfers, d. h. wenn der Zwi- 20 sind auch hier vorgesehen. F i g. 4 zeigt eine Konschenraum zwischen der Schwungmasse 10 und dem 65 struktion, in der das zylindrische Lager zwischen der Gehäuse 12 mit Dämpferflüssigkeit, gewöhnlich SiIi- inneren Mantelfläche der Schwungmasse und der konöl, ausgefüllt ist, eine schwimmende Stellung zwi- Nabe in der Abwandlung der in F i g. 1 dargestellten sehen der Schwungmasse und dem Gehäuse ein. Aus Ausführungsform angeordnet ist. Bei dieser Ausfüh-

rungsform ist die Schwungmasse 10 in einem ringförmigen Gehäuse 42 angeordnet, das einstückig mit einem Befestigungsflansch 44 ausgebildet ist und das durch eine Abschlußplatte 24 verschlossen ist. Die Dämpfernabe 46 ist ausgespart, um eine Ringnut 48 zu bilden, und zwischen die Nabe 46 und die innere Peripherie der Schwungmasse 10 ist ein nicht metallisches Lager 50, ähnlich wie das Lager 18 in F i g. 1, angeordnet. Die zusätzlich eingefügten Drucklager 52 erstrecken sich bei diesem Ausführungsbeispiel über die gesamten Stirnflächen der Schwungmasse 10, um während der Arbeit des Dämpfers auftretende Druckbelastungen aufnehmen zu können.

Die bevorzugten Lagerwerkstoffe sind synthetische lineare Superpolyamide, deren Oberflächen eine feste Schmiermittelwirkung haben und die so gemischt werden können, daß sie die erforderliche natürliche Elastizität aufweisen. Ein Beispiel solchen Werkstoffes ist Nylon, das von der I. C. I. Limited unter dem Handelsnamen Nylon 66 vertrieben wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Mit viskoser Reibung wirkender Drehschwingungsdämpfer mit einer ringförmigen, gleitenden Schwungmasse, die in einem ein viskoses Dämpfungsmedium enthaltenden Gehäuse angeordnet ist, wobei zwischen dem Gehäuse und der Schwungmasse ein nichtmetallisches Lager vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das aus einem biegsamen und elastischen Werkstoff bestehende Lager (18 bzw. 50) frei schwimmend zwischen der Schwungmasse (10) und dem Gehäuse (12) angeordnet ist.

2 Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager ein über seinen Umfang unterbrochener Ring (18 bzw. 50) ist, dessen Umfangslänge geringer als diejenige der Schwungmasse (10) ist.

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerwerkstoff ein Polyamid, z. B. Nylon ist.

4. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerwerkstoff ein auf Asbestbasis gefertigter Werkstoff ist.

5. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stirnflächen der Schwungmasse (10) und den entsprechenden Flächen des Gehäuses (12, 24) axiale Drucklager (20, 52) vorgesehen sind.

6. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drucklager (52) über die gesamte Stirnfläche der Schwungmasse (10) erstrecken.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 039 319,
870;

britische Patentschrift Nr. 585 864;
französische Patentschrift Nr. 830 306.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 617/258 7.67 © Bundesdruckerei Berlin