DE1775432C3 - Drehschwingungsdampfer - Google Patents

Description

radial nach außen stehenden Flansch des treibenden Elements durchgehende Hohlräume angebracht, in denen sich im zusammengebauten Zustand des Drehschwingungsdämpfers eine zähe Flüssigkeit befindet. Die Schwingungsdämpfung wird durch einen Flüssigkeitsfüm bewirkt, der im Zwischenraum zwischen dem Flansch des treibenden Elements und dem Trägheitselement vorhanden ist und mit den öffnungen in Verbindung steht. Der Zwischenraum ist dabei an seiner achsnahen Enden von elastischen ^lementen abgedichtet, deren Funktion es neben der Dichtwirkung auch ist, das treibende Element bezüglich des Trägheitselements zentriert zu hn'.tcn. Auch bei diesem bekannten Drehschwingungsdämpfer sind enge Fertigungstoleranzen zur Erzielung einer guten Dampfungswirkung notwendig, da diese ausschließlich von der Dicke des Flüssigkeitsfilms abhängt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschwingungsdämpfer der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der äußerst wirksam ist, eine lange Lebensdauer aufweist und ohne Einhaltung enger Toleranzen hergestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das elastische Element Hohlräume aufweist, die mit einer zähen Flüssigkeit gefüllt sind, die in dem Dämpfer nach dem Festklemmen des Trägheitselements am treibenden Element eingeschlossen ist, wobei das elastische Element dazwischen zusammengepreßt ist.

Bei dem nach der Erfindung ausgebildeten Drehschwingungsdämpfer besteht eine sehr starke Wechselwirkung zwischen der Dämpfungswirkung der Flüssigkeit und dem elastischen Element. Beim Auftreten von Drehschwingungen wird das elastische Element auf Scherspannungen und die zähe Flüssigkeil zusätzlich noch auf Druckspannungen beansprucht, d'.c infolge der Verformung der Hohlräume vom elastischen Element auf die Flüssigkeit ausgeübt werden. Durch genaue Wahl des Volumens der Hohlräume oder der Viskosität der verwendeten Flüssigkeit kann eine beliebige gewünschte Verteilung der von der Flüssigkeit und vom elastischen Element aufgenommenen Energieanteile erreicht werden. Damit ergibt sich die Möglichkeit, für das elastische Element ein Material zu verwenden, das eine geringe Hystere?eeigenschaft und eine geringere Änderung der Steifigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur aufweist. Fin weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers besteht darin, daß die in den Hohlräumen eingeschlossene Flüssigkeit beim Auftreten von Spitzenbelastungen zwischen die aneinander anliegenden Flächen des treibenden Elements, des elastischen Elements und des Trägheitselements gepreßt wird und so bis zu einem gewissen Grad als Schmiermittel wirkt, das die Übertragung von übergroßen Scherkräften auf das elastische Element verhindert. Dadurch wird die Lebensdauer des elastischen Elements wesentlich verlängert.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der radial nach außen gerichtete Flansch des treibenden Elements einen Abschnitt hat, der in bezug auf die Drehachse des treibenden Elements geneigt ist, und daß das elastische Element Abschnitte hat, die an den geneigten Abschnitten des Flansches anliegen.

Bei einem derartig weitcrgebildeten erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer werden das elastische Element und das Trägheitselement nicht nur in axialer Richtung, sondern auch in radialer Richtung abgestützt und gehalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht eines Drehschwingungsdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Teil weggebrochen dargestellt ist, um die innere Anordnung zu zeigen.

ίο F i g. 2 einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.

F i g. 3 einen TeilschniU, ähnlich der F i g. 2, durch eine andere Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 4 einen Teilschnitt, ähnlich der F i g. 3, durch

eine weitere Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 5 einen Teilschnitt, ähnlich der F i g. 4, durch eine weitete Ausführungsform der Erfindung.

Wie aus der Zeichnung zu ernennen isi, enthält der Drehschwingungsdämpfer ein i-n wesentlichen ring-

ao förmiges treibendes Element 10. Das treibende Element 10 hat einen radial nach innen gerichteten Abschnitt 11, der auf einer Nabe, einer Zubehörantriehsscheibe oder einer ähnlichen Anordnung befestigt sein kann, die in herkömmlicher Weise mit der Kurbelwelle eines Motors verbunden ist. Der nach innen gerichtete Abschnitt 11 kann mit einer Vielzahl von Bohrungen 12 versehen sein, um Schrauben zur Befestigung des treibenden Elements 10 an der Kurbelwelle (nicht gezeigt) aufzunehmen. Das treibende Element 10 ist außerdem mit einem radial nach außen gerichteten Flansch 13 versehen.

Das getriebene Trägheitselement 14 umgibt den mittleren Abschnitt des treibenden Elements 10, das auf einem hülsenförmigen Antifriktionslager 15 getragen und mit einem ausgeschnittenen Abschnitt 16 (Fig.2) versehen ist, in den sich der Flansch 13 erstreckt. Die Außenfläche des Trägheitselements 14 ist so ausgeformt, daß sie Rippen oder Flügel 19 bildet, die die Ableitung der Wärme von der Anordnung unterstützen.

Zwischen das Trägheitselement 14 und das treibende Element 10 ist ein elastisches Element 24 eingesetzt. Das elastische Element kann in einem Stück ausgebildet sein, ist jedoch in der dargestellten Ausführung von zwei Elementen 24 α und 24 b gebildet, die in zusammengesetztem Zustand das elastische Element mit im wesentlichen U-förniiger Gestalt bilden. Eine Klemmvorrichtung 26 in Form eines ringförmigen Bechers klemmt das Trägheitselement 14

5.· au den Flansch 13, wobei das dazwischen eingefügte elastische Element 24 durch diese Klemmwirkung zusammengepießt wird. Das das ela-tische Element 24 bildende Material ist so ausgewählt, daß es physikalische Eigenschaften hat, die die gewünschte natürliehe Frequep". für den Dämpfer schaffen.

Um den Umfang des elastischen Elements 24 verteilt sind im Abstand voneinander eine Reihe von relativ kleinen, als öffnungen ausgebi'dcienHohlräumen 27 vorgesehen, die sich durch beide Seiten des EIcments 24 erstrecken. Vor dem Zusammenbau des Dämpfers werden diese öffnungen mit einem zähflüssigen Material, vorzugsweise einer SilikonlHissigkeit, gefüllt. Nach dem Zusammenbau des Dämpfers sind diese Flüssigkeitshohlräumc dauerhaft eingeschlossen, wobei die benachbarten Flächen des Trägheitselements 14 des Flansches 13 und der Klemmvorrichtung 26 die Flüssigkeit einschließen, wie es aus F i g. 2 ersichtlich ist.

5 6

Im Betrieb erzeugen auf den Dämpfer einwirkende bezug auf den Umfangsrand des Flansches 33 des Schwingungskräfte Scherspannungen in dem elasti- treibenden Elements frei drehbar gehalten. Das Laschen Element 24; ein Teil der gesamten Schwin- ger isl im Querschnitt im wesentlichen rechteckig gungsenergic wird dadurch infolge der inneren Rei- ausgebildet.

bung des elastischen Elements 24 in Wärmeenergie 5 Die Teile 37 und 38 des elastischen Elements sind umgewandelt. Die Schwingungskräftc wirken außer- mil Hohlräumen 42 versehen, die um die Teile dem auf die zähe Flüssigkeit in den öffnungen ein, herum im Abstand voneinander angeordnet und mit weil diese dabei verdreht werden. Diese Einwirkung den Hohlräumen 27 in Fig. 1 und2 vergleichbar auf die Flüssigkeit führt zur Umwandlung eines wei- sind. Diese Hohlräume enthalten ein zähflüssiges teren Teils der gesamten Schwingungsenergie in io Material, z.B. eine zähe Silikonflüssigkeit, und sie Wärme. Ein weiterer Teil der gesamten Schwin- bewirken in dieser Dämpferausführung dieselben gungsenergie wird infolge der Scherwirkunp auf den Vorteile, wie sie oben in bezug auf die Dämpferkon-Flüssigkeitsfilm der zwischen den Oberflächen des struktion in Fig. 1 und 2 beschrieben wurden,
elastischen Elements, des benachbarten Trägheitselc- F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des ments und des treibenden Elements besteht, in »s Drehschwingungsdämpfers, bei dem das elastische Wärme umgewandelt. Die Flüssigkeit wirkt auch bis Element 53 in seiner Gestalt so abgewandelt worden zu einem gewissen Ausmaß als Schmiermittel. Bei ist, daß es sowohl eine axiale als auch eine radiale hohen Drehamplituden ermöglicht die Schmierwir- Abstützung für das getriebene Trägheitselement 56 kung der Flüssigkeit einen Schlupf des Trägheitsele- bewirkt. In Fig.4 besitzt das treibende Element 51 mcnls 14 und der Klemmvorrichtung 26 in bezug auf ao einen versetzten, radial gerichteten Flansch 52, der den Flansch 13 des getriebenen Elements. Diese von dem elastischen Element 53 umgeben ist, das im durch Schmiermittel unterstützte Gleitwirkung bei Querschnitt im wesentlichen U-förmig ist und Sehenhohen Drehkräften dient dazu, das elastische EIe- kel 53 und 54 aufweist, die sich entlang der Seitenmcnt 24 von den Spitzenbelaslungen zu entlasten, die flächen des Flansches 52 erstrecken. Die Schenkel 53 sonst auf dieses Element ausgeübt würden; dadurch as und 54 sind mit Hohlräumen 58 versehen, die mit wird die wirksame Lebensdauer des elastischen EIe- den Hohlräumen 27 gemäß Fig. 1 und2 vergleichnients verlängert. Da die Flüssigkeit in den Hohlräu- bar sind. Sie sind ebenfalls mit einer zähen Flüssigmen 27 einen Teil der Schwingungsenergie absor- keit gefüllt. Die Verlängerung der Schenkel 53 und biert, braucht das elastische Element 24 nichi die ge- 54 des elastischer·. Elements 53 über den schrägen samte Schwingungsenergie zu absorbieren, und auf 30 Abschnitt des Flansches 52 hinaus bildet eine radiale diese Weise können verschiedene Arten von ela- Abstützung für das Trägheilselement 56. Die stomerischen Materialien als elastische Elemente ver- Klemmvorrichtung 57 ist in ähnlicher Weise ausgesendet werden, die eine niedrige Hysteresis, aber bildet wie die in Fig.2 gezeigte Klemmvorrichtung eine geringere Veränderung ihrer Steifigkeit in Ab- 26. Die mit Flüssigkeit gefüllten Hohlräume 58 in hängigkeit von der Temperatur aufweisen. Eine Ab- 35 dem elastischen Element 53 bieten die in Verbindung Stimmung des Dämpfers auf optimale Leistung kann mit Fig. 1 und2erwähnten Vorteile,
durch Verändern des Elastizitätsmoduls des elasti- Fig.5 zeigt eine weitere Ausführung des Drehschen Elements und auch durch Verändern des Vo- Schwingungsdämpfers, bei dem das elastische EIelumens und der Viskosität der zähflüssigen Flüssig- ment 67 im Querschnitt eine flügelartige Gestalt hat. keit in den Hohlräumen 27 erzielt werden. Die 40 Das Trägheitselemcnt ist aus zwei einander ergän-Dämpferkonstruktion kombiniert die Vorteile der zenden Teilen 61 und 62 hergestellt, die durch Dämpfer mit zähen Flüssigkeiten und der abge- Schrauben 63 zusammengehalten werden. Das treistimmten Dämpfer in einer relativ einfachen Kon- bende Element 64 ist so geformt, daß es einen seitstruktion mit geringen Kosten. Hch gerichteten Flansch 66 bildet, dessen Umfangs-

In F i g. 3 ist eine abgewandelte Form eines Dämp- 45 fläche eine der Gestalt der angrenzenden Flächen dei

fers mit einem Lagerträger für das Trägheitselement Trägheitselementteile 61 und 62 entsprechende, von

am Umfang des Flunsches des getriebenen Elements zwei sich schneidenden Flächen gebildete Form auf-

dargestellt. Das getriebene Element 31 hat Befesti- weist. Wie in Fig.5 zu erkennen ist, sind die sich

gungsöffnungen 32, und der radial gerichtete Flansch schneidenden Flächen bogenförmig gekrümmt, sie

33 ist das Gegenstück zum Flansch 13 in F i g. 2. 50 könnten aber auch eben sein, oder eine könnte eber Das Trägheitselement besteht aus zwei einander und eine gewölbt sein. Die Form könnte auch vor

ergänzenden Abschnitten 34 a und 346, die durch mehr als zwei sich schneidenden Flächen gebilde

Schrauben 36 zusammengehalten sind und den werden. Zwischen den Flansch und das Trägheitsele

Flansch 33 umgeben. Die ergänzenden Abschnitte ment aus den Teilen 61 und 62 ist ein elastische!

34 a. 34 6 des Trägheitselements sind derart hinter- 55 Element 67 eingefügt, das eine Reihe von im Ab schnitten, daß ein Raum entsteht, der das aus den stand voneinander angeordneten Hohlräumen 61 Teilen 37 und 38 gebildete elastische Element auf- aufweist, die mit einer zähen Flüssigkeit gefüllt sind nimmt. Die elastischen Teile ragen geringfügig in Die Hohlräume 68 sind mit den Hohlräumen 27 ii Nuten 39 in dem Trägheitselement hinein, damit die F i g. 1 und 2 vergleichbar, und sie bieten dieselbe! Teile 37 und 38 im zusammengebauten Zustand in 60 Vorteile, wie sie anfänglich mit Bezug auf die ii ihrer Lage gehalten werden. Das Trägheitselement F i g. 1 und 2 beschriebene Ausführung erläutert wur wird durch ein ringförmiges Antifriktionslager 41 in den.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

außen gerichtete Flansch (52) des treibenden EIe- Patentansprüche: ments (51) einen Abschnitt hat, der in bezug auf die Drehachse des treibenden Elements (51) ge-

1. Drehschwingungsdämpfer zur Befestigung neigt ist, und daß das elastische Element (53) an einer Drehschwingungen unterworfenen 5 Abschnitte hat, die an den geneigten Abschnitten Welle mit einem ringförmigen treibenden EIe- des Flansches (52) anliegen,
ment, das zur konzentrischen Befestigung an der 8. Dämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Welle geeignet ist und eine radial nach außen ge- gekennzeichnet, daß der radial nach außen gerichtete Fläche aufweist, einem ringförmigen ela- richtete Flansch des treibenden Elements (64) stischen Element und einem getriebenen Trag- io mit einem Abschnitt (66) versehen ist, der sich heitselement, die beide in der Nähe der nach seitlich im wesentli-.-hen parallel zur Drehachse außen gerichteten Fläche des treibenden Eic- des treibenden Elements (64) erstreckt, daß der ments angeordnet sind, und einer Vorrichtung seitlich gerichtete Abschnitt (66) von dem Trägzum Festklemmen des Trägheitselements am trei- heitselement (61, 62) umschlossen ist, wobei das benden Element, dadurch gekennzeich- 15 elastische Element (67) dazwischen eingesetzt ist, net, daß das elastische Element (24; 37, 38; 53, und daß die benachbarten Flächen des Flansch-54; 67) Hohlräume (27; 42; 58; 68) aufweist, die abschnitt und des Trägheitselements (61, 62) mit einer zäli^n Flüssigkeit gefüllt sind, die in einander ergänzende Formen haben, die durch dem Dämpfer nach dem Festklemmen des Trag- zwei sich schneidende Flächen gebildet sind,
heitselements (14; 34 a, 34 b; 56; 61, 62) am trei- 20 9. Dämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennbenden Element (10; 31; 51; 64) eingeschlossen zeichnet, daß die sich schneidenden Flächen zwei ist, wobei das elastische Element dazwischen zu- bogenförmig gekrümmte Flächen sind,
sammengepreßt ist.

2. Dämpfer nach Anspruch i, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Hohlräume (27, 42, 58, 68) in 25

dem elastischen Element (24, 37, 38, 53, 54, 67)

als eine Reihe von öffnungen durch das elasti- Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehschwin-

sche Element r.'isgebildet sind und daß die öff- gungsdämpfer zur Befestigung an einer Drehschwinnungen auf einer Seite durch das Trägheitsele- gungen unterworfenen Welle mit einem ringförmigen ment (14; 34 a, 34 6; 56; 61, 61) und auf der an- 30 treibenden Element, das zur konzentrischen Befestideren Seite durch das treibende Element abge- gung an der Welle geeignet ist und eine radial nach schlossen sind. außen gerichtete Fläche aufweist, einem ringförmi-

3. Dämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gen elastischen Element und einem getriebenen Träggekennzeichnet, daß das elastische Element (24) heitselement, die beide in der Nähe der nach außen im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ist, daß 35 gerichteten Fläche des treibenden Elementes andas treibende Element (10, 51) einen radial nach geordnet sind, und einer Voirichtun^ zum Festklemaußen gerichteten Flansch (13. 52) aufweist, der men des Trägheitselements am treibenden Element,
von dem elastischen Element (24) eingeschlossen Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer ist bereits ist, und daß eine becherförmige, einen Teil des aus der deutschen Patentschrift 1 074 333 bekannt. Trägheitselements (14) bildende Klemmvorrich- 40 Bei diesem bekannten Drehschwingungsdämpfer ist tung (26) vorgesehen ist, die an einer Seite des am Umfang des treibenden Elements ein radial nach elastischen Elements (24) anliegt und das Trag- außen gerichteter Flansch angebracht, zu dessen beiheitselement (14) in Anlage an der anderen Seite den Seiten zwei ringförmige Schwungmassen verlaudes elastischen Elements (24) hält. fen, die am Umfangsrand des Flansches miteinander

4. Dämpfer nach einem der vorhergehenden 45 verbunden sind. In dem Zwischenraum zwischen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Seitenflächen des Flansches und den Schwungmassen ringförmiges Antifriktionslager (15, 41) zwischen ist eine zähe Flüssigkeit eingefüllt, die die Aufgabe das treibende Element (10, 31) und das Trag- hat infolge ihrer Viskosität Relativbewegungen zu 1-heitselement (14; 34 a, 34 b) eingefügt ist. sehen dem Flansch und den Schwungmassen zu

5. Dämpfer nach einem der vorhergehenden 50 dämpfen. An den inneren Enden der Zwischenräume Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zwischen dem Flansch und den Schwungmassen sind treibenden Element (31) eine hinterschnittene elastische ringförmige Kupplungselemente ange-Ausnehmung angebracht ist, in die ein Teil des bracht, die an dem Flansch anliegen und mit den elastischen Elements (37, 38) nach seiner Korn- Schwungmassen fest verbunden sind. Auch diese elapression ragt und das elastische Element (37, 38) 55 stischen Kupplungselemente tragen zur Drehschwingegen radiale Bewegung festhält, gungsdämpfung bei. Bei der Herstellung dieses Dreh-

6. Dämpfer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch Schwingungsdämpfers müssen zur Erzielung der die gekennzeichnet, daß das elastische Element (37, Dämpfungsflüssigkeit aufnehmenden Zwischenräume 38) aus zwei Teilen gebildet ist, die sich längs der enge Herstcllungstoleranzen eingehalten werden. Seitenflächen des radial nach außen gerichteten 60 Außerdem ist es kaum möglich, die Anteile der von Flansches (33) des treibenden Elements (31) er- der Flüssigkeil und von den Kupplungselementen strecken und daß das ringförmige Antifriktions- aufgenommenen Energie durch konstruktive Maßlagcr (41) zwischen die beiden Teile des elasti- nahmen zu beeinflussen. Ferner müssen die elastischen Elements (37, 38) eingesetzt ist und den sehen Kupplungselemente auch Spitzenbelastungen Umfangsrand des radial nach außen gerichteten 65 in voller Höhe aufnehmen, was leicht zu ihrer ZerFlansches (33) umgibt. störung führen kann.

7. Dämpfer nach einem der Ansprüche! bis3, Bei einem aus der USA.-Patcntschrift 3 303 719 dadurch gekennzeichnet, daß der radial nach bekannten Drehschwingungsdämpfer sind in einem