DE19527614A1 - Dynamischer Dämpfer vom Doppelmassen-Typ, der zwei miteinander verbundene Dämpfersysteme hat, und mit dem dynamischen Dämpfer ausgerüstete Antriebswelle - Google Patents
Dynamischer Dämpfer vom Doppelmassen-Typ, der zwei miteinander verbundene Dämpfersysteme hat, und mit dem dynamischen Dämpfer ausgerüstete AntriebswelleInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen dynamischen Dämpfer
vom Doppelmassen-Typ, der zwei sekundäre Vibrationssysteme
hat, die auf unterschiedliche Frequenzbereiche abgestimmt
sind, sowie eine mit einem solchen dynamischen Dämpfer vom
Doppelmassen-Typ ausgerüstete Antriebswelle.
Als eine Art einer Vibrationsdämpfungseinrichtung zum Reduzie
ren von Vibrationen eines stab- oder schaftförmigen schwingen
den Teils, wie eines Schafts, eines Arms oder einer Leitung
zur Ausbildung eines Fluidkanals, die in verschiedenen mecha
nischen Einrichtungen verwendet wird, ist ein dynamischer
Dämpfer bekannt, wie er in JP-A-2-62442 oder JP-A-2-190641 of
fenbart ist, welcher dynamische Dämpfer ein zylindrisches Mas
senteil hat, das radial auswärts von dem schwingenden Teil an
geordnet ist, und ein elastisches Halteteil zum elastischen
Halten des Massenteils zur Verbindung desselben mit dem
schwingenden Teil.
Der dynamische Dämpfer dieser Art weist eine ausgezeichnete
Dämpfungswirkung bezüglich Vibrationen in einem Frequenzbe
reich auf, der der Eigenvibrationsfrequenz des Dämpfers ent
spricht. Um eine gewünschte Vibrationsdämpfungswirkung zu er
reichen, werden daher die Masse des Massenteils und die Feder
konstante des elastischen Halteteils so reguliert, daß die
Eigenvibrationsfrequenz des dynamischen Dämpfers mit hoher Ge
nauigkeit in Abhängigkeit von dem bzw. auf den Frequenzbereich
der Vibrationen des schwingenden Teils, welche mittels dieses
Dämpfers gedämpft werden sollen, abgestimmt ist.
Jedoch ist die Eigenvibrationsfrequenz nur auf einen einzigen
Frequenzbereich abgestimmt, und der dynamische Dämpfer ist nur
fähig, Vibrationen in einem schmalen oder beschränkten Fre
quenzbereich, welcher der Eigenvibrationsfrequenz entspricht,
wirksam zu dämpfen. Es ist demgemäß schwierig, für den bekann
ten dynamischen Dämpfer, hohe Dämpfungswirkungen mit Bezug auf
eine Mehrzahl von Vibrationsarten, die auf den dynamischen
Dämpfer angewandt werden, zu erbringen.
Wenn sich die Vibrationsbeschleunigung des schwingenden Teils
ändert, wie z. B. in einem solchen Fall, in welchem das schwin
gende Teil in der Form einer Antriebswelle eines Kraftfahr
zeugs sehr variierende Schwingungskräfte in Abhängigkeit von
dem Fahrzustand des Kraftfahrzeugs erzeugt, ändert sich die
Amplitude des schwingenden Massenteils des dynamischen Dämp
fers, und die Federkonstante des elastischen Halteteils ändert
sich entsprechend. Infolgedessen wird die Eigenvibrationsfre
quenz des dynamischen Dämpfers verschoben oder verändert, was
verminderte Dämpfungswirkungen mit Bezug auf die mittels des
Dämpfers zu dämpfenden Vibrationen zur Folge hat.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher insbesondere,
einen dynamischen Dämpfer zur Verfügung zu stellen, welcher
ausgezeichnete Dämpfungswirkungen mit Bezug auf Eingangsvibra
tionen bzw. darauf angewandte Vibrationen in einer Mehrzahl
von Frequenzbereichen oder über einen weiten Frequenzbereich
aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung mit einem dynamischen Dämpfer vom Doppelmassen-Typ,
der auf einem stab-, schaft- oder rohrförmigen schwingenden
Teil angebracht oder anbringbar ist, gelöst, welcher folgendes
umfaßt: ein erstes Dämpfersystem, das ein, vorzugsweise ring
förmiges und/oder hülsenförmiges und/oder zylindrisches, er
stes Massenteil aufweist, welches radial auswärts von dem
schwingenden Teil angeordnet ist, sowie ein erstes elastisches
Halteteil zum elastischen Halten des ersten Massenteils zur
Verbindung desselben mit dem schwingenden Teil; ein zweites
Dämpfersystem, das ein, vorzugsweise ringförmiges und/oder
hülsenförmiges und/oder zylindrisches, zweites Massenteil auf
weist, welches radial auswärts von dem stab-, schaft- oder
rohrförmigen schwingenden Teil angeordnet ist, und ein zweites
elastisches Halteteil zum elastischen Halten des zweiten Mas
senteils zur Verbindung desselben mit dem schwingenden Teil;
wobei das erste und zweite Dämpfersystem auf zwei unterschied
liche Frequenzbereiche abgestimmt sind bzw. das erste Dämpfer
system auf einen gegenüber dem zweiten Dämpfersystem unter
schiedlichen Frequenzbereich abgestimmt ist, und wobei das
erste und zweite elastische Halteteil in einer oder der Axial
richtung des dynamischen Dämpfers in Reihe angeordnet und in
tegral miteinander verbunden sind; und einen elastischen Ver
binder, der durch einander benachbarte Teile oder Bereiche des
ersten und zweiten elastischen Halteteils gebildet ist, zum
elastischen Verbinden von axial gegenüberliegenden Seiten des
ersten und zweiten Massenteils, wobei das erste und zweite
elastische Halteteil jeweils eine Federkonstante, gemessen in
den Radialrichtungen senkrecht zur Axialrichtung, haben, wel
che Federkonstanten beide größer als eine Scherfederkonstante
des elastischen Verbinders sind, der bei einer Relativverla
gerung des ersten und zweiten Massenteils in den Radialrich
tungen Scherkräften ausgesetzt ist.
In dem dynamischen Dämpfer vom Doppelmassen-Typ, der in der
vorstehenden Art und Weise ausgebildet ist, sind das erste und
zweite Dämpfersystem auf zwei unterschiedliche Frequenzberei
che abgestimmt, so daß jeweilige Vibrationsdämpfungswirkungen
erbracht werden. Demgemäß ist der dynamische Dämpfer nach der
vorliegenden Erfindung, verglichen mit einem konventionellen
dynamischen Dämpfer, welcher nur ein Dämpfersystem hat, fähig,
Vibrationen in einem relativ weiten Frequenzbereich wirksam zu
dämpfen.
Weiter ist es in dem vorstehend beschriebenen dynamischen
Dämpfer vom Doppelmassen-Typ so, daß die Schwingung des ersten
Massenteils des ersten Dämpfersystems mit jener des zweiten
Massenteils des zweiten Dämpfersystems z. B. durch den elasti
schen Verbinder interferiert. Daher sind die Federkonstanten
der Federkomponente des ersten und zweiten Dämpfersystems we
niger abhängig von der oder weniger beeinflußbar durch die
Schwingungskraft, die von dem schwingenden Teil her empfangen
wird, oder von der bzw. durch die Vibrationsbeschleunigung des
schwingenden Teils. Infolgedessen ist es weniger wahrschein
lich, daß sich die Eigenvibrationsfrequenz von jedem der Dämp
fersysteme mit Änderungen der Vibrationsbeschleunigung des
schwingenden Teils ändert, so daß der dynamische Dämpfer fähig
ist, die gewünschten Dämpfungswirkungen mit hoher Stabilität
zu erbringen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des ersten Aspekts der
Erfindung weist jedes elastische Halteteil, nämlich das erste
und das zweite elastische Halteteil, wenigstens einen Teil
oder Bereich auf, der zwischen radial gegenüberliegende Ober
flächen eines entsprechenden einen aus dem ersten und zweiten
Massenteil und des schwingenden Teils zwischengefügt ist. Der
vorstehend angegebene wenigstens eine Teil ist dazu geeignet,
aufgrund von darauf angewandten Kompressions- und Zugkräften
elastisch deformiert zu werden. In dieser Anordnung hat das
erste und zweite elastische Halteteil jeweils eine relativ
große Federkonstante, und die Eigenvibrationsfrequenzen des
ersten und zweiten Dämpfersystems können leicht auf einen je
weils gewünschten hochfrequenten Bereich abgestimmt werden.
Der dynamische Dämpfer gemäß der Erfindung, insbesondere gemäß
der obigen oder vorstehenden Ausführungsform der Erfindung,
kann vorteilhafterweise auf einer Antriebswelle eines Kraft
fahrzeugs, welche die kürzere von einem Paar von Antriebswel
len zum Übertragen von Antriebskraft auf ein rechtes und/oder
linkes Antriebsrad des Kraftfahrzeugs ist, angebracht sein. In
diesem Falle ist der dynamische Dämpfer fähig, hochfrequente
Vibrationen, die an der kürzeren Antriebswelle auftreten,
wirksam zu dämpfen.
In der Erfindung, insbesondere in ihrer obigen oder vorstehen
den Ausführungsform, kann der elastische Verbinder eine Ver
tiefung oder Nut haben, die an oder in der inneren und/oder
äußeren Umfangsoberfläche desselben bzw. an oder in wenigstens
einer aus einer oder der inneren Umfangsoberfläche und einer
oder der äußeren Umfangsoberfläche desselben ausgebildet ist,
wobei sich die Vertiefung oder Nut in einer oder der Umfangs
richtung des dynamischen Dämpfers zwischen den benachbarten
Teilen des ersten und zweiten elastischen Halteteils er
streckt. In diesem Falle kann die Scherfederkonstante des ela
stischen Verbinders leicht auf einen geeignet kleinen Wert
eingestellt werden oder sein.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des ersten As
pekts der Erfindung ist ein ringförmiger Leerraum in einer
oder der Umfangsrichtung des dynamischen Dämpfers zwischen ra
dial gegenüberliegenden Oberflächen von jedem aus dem ersten
und zweiten Massenteil einerseits und dem schwingenden Teil
andererseits ausgebildet. Der ringförmige Leerraum hat eine
axiale Länge, die nicht kleiner als eine oder die gesamte
axiale Länge eines entsprechenden einen aus dem ersten und
zweiten Massenteil ist, wodurch verhindert wird, daß das erste
und zweite elastische Halteteil allein durch Kompression des
selben deformiert wird. In diesem Falle hat der elastische
Verbinder eine Vertiefung oder Nut, die in wenigstens einer
aus einer oder der inneren Umfangsoberfläche und einer oder
der äußeren Umfangsoberfläche desselben ausgebildet ist, wobei
sich die Vertiefung oder Nut in der Umfangsrichtung zwischen
den benachbarten Teilen des ersten und zweiten elastischen
Halteteils erstreckt. In dieser Anordnung kann die Federkon
stante des elastischen Verbinders aufgrund der Vertiefung oder
Nut, die zwischen den benachbarten Teilen des ersten und zwei
ten elastischen Halteteils ausgebildet ist, vermindert sein.
Wenn das erste und zweite elastische Halteteil jeweils eine
kleine Federkonstante haben, kann daher die Scherfederkon
stante des elastischen Verbinders leicht so eingestellt wer
den, daß sie sogar kleiner als die Federkonstanten dieser ela
stischen Halteteile ist.
Der dynamische Dämpfer gemäß der obigen oder vorstehenden Aus
führungsform der Erfindung kann vorteilhafterweise auf einer
Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs angebracht sein, welche die
längere von einem Paar von Antriebswellen zum Übertragen von
Antriebskraft auf ein rechtes und/oder linkes Antriebsrad des
Kraftfahrzeugs ist. In diesem Falle ist der dynamische Dämpfer
fähig, niedrigfrequente Vibrationen, die an der längeren An
triebswelle auftreten, wirksam zu dämpfen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des ersten As
pekts der Erfindung ist ein oder das Verhältnis der Scherfe
derkonstante des elastischen Verbinders zu jeder der Federkon
stanten des ersten und zweiten elastischen Halteteils, gemes
sen in den Radialrichtungen, nicht kleiner als 1/8. In diesem
Fall interferiert die Schwingung des ersten Massenteils des
ersten Dämpfersystems wirksam mit jener des zweiten Massen
teils des zweiten Dämpfersystems, wodurch die Eigenvibrations
frequenzen des ersten und zweiten Dämpfersystems weiter stabi
lisiert werden.
Die oben angegebene Aufgabe wird auch mit einem dynamischen
Dämpfer vom Doppelmassen-Typ gemäß einem zweiten Aspekt der
Erfindung, der auf einem stab-, schaft- oder rohrförmigen
schwingenden Teil anbringbar oder angebracht ist, gelöst, wel
cher folgendes umfaßt: eine elastische Hülse, die radial aus
wärts von dem schwingenden Teil angeordnet ist und ein erstes
elastisches Halteteil aufweist, das eine erste Federkonstante
hat, sowie ein zweites elastisches Halteteil, das eine zweite
Federkonstante hat, die kleiner als die erste Federkonstante
ist, wobei das erste und zweite elastische Halteteil in einer
oder der Axialrichtung des dynamischen Dämpfers integral, vor
zugsweise einstückig, miteinander ausgebildet sind; ein erstes
Massenteil, das an einem oder dem äußeren Umfang des ersten
elastischen Halteteils befestigt und so abgestimmt ist, daß es
hochfrequente Vibrationen dämpft; und ein zweites Massenteil,
das an einem oder dem äußeren Umfang des zweiten elastischen
Halteteils befestigt und so abgestimmt ist, daß es niedrigfre
quente Vibrationen dämpft, wobei das zweite Massenteil eine
Masse hat, die kleiner als jene des ersten Massenteils ist.
In dem dynamischen Dämpfer vom Doppelmassen-Typ, der in der
vorstehend beschriebenen Art und Weise ausgebildet ist, haben
das erste und zweite elastische Halteteil unterschiedliche Fe
derkonstanten, das erste und zweite Massenteil haben unter
schiedliche Massen, so daß sie zwei unterschiedliche Frequenz
bereiche von Eingangsvibrationen selbst dann wirksam dämpfen,
wenn eine oder die Differenz zwischen den Resonanzfrequenzen
der beiden Massenteile relativ klein ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des zweiten Aspekts der
vorliegenden Erfindung hat das erste elastische Halteteil
einen Hauptteil oder -bereich, welcher Kompressionskraft aus
gesetzt wird, während das zweite elastische Halteteil einen
Hauptteil oder -bereich hat, welcher Scherkraft ausgesetzt
wird, und zwar jeweils dann, wenn der dynamische Dämpfer mit
dem schwingenden Teil schwingt. Demgemäß können die Federkon
stanten des ersten und zweiten elastischen Halteteils leicht
festgelegt oder, wenn das notwendig ist, geändert werden, und
zwar so, daß gewünschte Resonanzfrequenzen des ersten und
zweiten Massenteils des dynamischen Dämpfers erzielt werden.
Die vorstehenden und weitere sowie wahlfreien Ziele, Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand einer
detaillierten Beschreibung und Erläuterung von gegenwärtig
besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung beschrieben und er
läutert; und zwar zeigen:
Fig. 1 eine Axialquerschnittsansicht einer ersten Aus
führungsform eines dynamischen Dämpfers der vorliegenden Er
findung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung, die ein dynami
sches Modell des dynamischen Dämpfers der Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine Kurvendarstellung, welche die Abhängigkeit
der Eigenvibrationsfrequenz eines ersten Dämpfersystems des
dynamischen Dämpfers der Fig. 1 von der Schwingungskraft an
gibt, die von einem schwingenden Teil her aufgenommen wird;
Fig. 4 eine Kurvendarstellung, welche die Abhängigkeit
der Eigenvibrationsfrequenz eines zweiten Dämpfersystems des
dynamischen Dämpfers der Fig. 1 von der Schwingungskraft an
gibt;
Fig. 5 eine Kurvendarstellung, welche die Abhängigkeit
der Eigenvibrationsfrequenz eines separaten ersten Dämpfer
systems eines Vergleichsbeispiels eines dynamischen Dämpfers
von der Schwingungskraft angibt, die von einem schwingenden
Teil aufgenommen wird;
Fig. 6 eine Kurvendarstellung, welche die Abhängigkeit
der Eigenvibrationsfrequenz eines separaten zweiten Dämpfer
systems des Vergleichsbeispiels von der Schwingungskraft an
gibt;
Fig. 7 eine Kurvendarstellung, welche die Beziehung der
Phase und der Resonanzamplitude des dynamischen Dämpfers der
Fig. 1 bei darauf angewandter Schwingungskraft angibt;
Fig. 8 eine Kurvendarstellung, welche die Phasendiffe
renz zwischen dem ersten und zweiten Massenteil des dynami
schen Dämpfers der Fig. 1 in Relation zu der Schwingungskraft
angibt, wenn das erste Dämpfersystem in Resonanz ist;
Fig. 9 eine Axialquerschnittsansicht, die eine zweite
Ausführungsform eines dynamischen Dämpfers gemäß der vorlie
genden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 10 eine Teilansicht im Axialquerschnitt, die einen
Hauptteil einer anderen Ausführungsform des dynamischen Dämp
fers gemäß dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Er
findung zeigt;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht einer dritten Ausfüh
rungsform des dynamischen Dämpfers gemäß der vorliegenden Er
findung;
Fig. 12 eine Querschnittsansicht eines dynamischen Dämp
fers, der ein erstes Vergleichsbeispiel ist;
Fig. 13 eine Querschnittsansicht eines dynamischen Dämp
fers, der ein zweites Vergleichsbeispiel ist;
Fig. 14(a) eine Kurvendarstellung, welche die Resonanz
charakteristik eines zweiten Massenteils des dynamischen Dämp
fers der Fig. 11 mit einer kleinen Masse zeigt;
Fig. 14(b) eine Kurvendarstellung, welche die Resonanz
charakteristik eines ersten Massenteils des dynamischen Dämp
fers der Fig. 11 mit einer großen Masse zeigt;
Fig. 15(a) eine Kurvendarstellung, welche die Resonanz
charakteristik eines zweiten Massenteils des dynamischen Dämp
fers der Fig. 12 mit einer kleinen Masse zeigt;
Fig. 15(b) eine Kurvendarstellung, welche die Resonanz
charakteristik eines ersten Massenteils des dynamischen Dämp
fers der Fig. 12 mit einer großen Masse zeigt;
Fig. 16(a) eine Kurvendarstellung, welche die Resonanz
charakteristik eines zweiten Massenteils des dynamischen Dämp
fers der Fig. 13 mit einer kleinen Masse zeigt;
Fig. 16(b) eine Kurvendarstellung, welche die Resonanz
charakteristik eines ersten Massenteils des dynamischen Dämp
fers der Fig. 13 mit einer großen Masse zeigt;
Fig. 17 eine Querschnittsansicht einer vierten Ausfüh
rungsform des dynamischen Dämpfers gemäß der vorliegenden Er
findung;
Fig. 18 eine Querschnittsansicht einer fünften Ausfüh
rungsform des dynamischen Dämpfers gemäß der vorliegenden Er
findung; und
Fig. 19 eine Querschnittsansicht einer sechsten Ausfüh
rungsform des dynamischen Dämpfers gemäß der vorliegenden Er
findung.
In der nun folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzug
ten Ausführungsformen der Erfindung sei zunächst auf Fig. 1
Bezug genommen, worin eine erste bevorzugte Ausführungsform
eines dynamischen Dämpfers 10 vom Doppelmassen-Typ (Dualtyp)
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist. Der dynamische
Dämpfer 10 hat eine allgemein zylindrische Form und ist auf
einem stab-, rohr- oder schaftartigen schwingenden Teil 12 an
gebracht, wie einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs, wie
sie durch eine Zweipunkt-Strich-Linie in Fig. 1 angedeutet
ist. Es sei hier darauf hingewiesen, daß im Rahmen der vorlie
genden Beschreibung und der Patentansprüche einer der Begriffe
"stab-, rohr- oder schaftartig" insbesondere die Begriffe
"stangen-, gestänge-, stab-, bügel-, querhaupt-, streben-,
rohr- und/oder schaftartig" umfassen soll. Die dynamische
Dämpfungsfunktion dieses dynamischen Dämpfers 10 wird zum
Reduzieren von Vibrationen des schwingenden Teils 12 ausge
nutzt.
Spezieller umfaßt der dynamische Dämpfer 10 ein erstes Dämp
fersystem 18, das aus einem ersten Massenteil 14 und einem als
ein erstes elastisches Halteteil 16 dienenden ersten Gummi-
oder Kautschukteil besteht, und ein zweites Dämpfersystem 24,
das aus einem zweiten Massenteil 20 und einem als ein zweites
elastisches Halteteil 22 dienenden zweiten Gummi- oder Kau
tschukteil besteht. Die beiden Dämpfersysteme, nämlich das er
ste und zweite Dämpfersystem 18, 24, sind in der Axialrichtung
des dynamischen Dämpfers 10 integral miteinander verbunden,
und zwar vorzugsweise durch einstückige Ausführung ihrer an
einandergrenzenden Teile.
Das erste Massenteil 14 und das zweite Massenteil 20 sind
beide aus einem Material ausgebildet, das eine relativ große
Masse, vorzugsweise ein relativ großes spezifisches Gewicht,
hat, insbesondere aus Metall. Jedes der Massenteile 14, 20 hat
eine zylindrische Form von einer relativ großen Dicke, und hat
einen Innendurchmesser, der größer als der Außendurchmesser
des schwingenden Teils 12 ist.
Das erste und zweite elastische Halteteil 16, 22 sind bevor
zugt beide aus einem geeigneten Gummi- oder Kautschukmaterial
oder einem anderen vulkanisierbaren elastischen Material aus
gebildet und durch Vulkanisieren an dem ersten bzw. zweiten
Massenteil 14 bzw. 20 befestigt. Jedes der elastischen Halte
teile 16, 22 weist einen axial mittleren, dünnwandigen Teil
oder Bereich auf, welcher eine elastische Schicht 26, wie eine
Gummi- oder Kautschukschicht, zum Bedecken der inneren Um
fangsoberfläche des entsprechenden Massenteils 14, 20 bildet.
Jedes Gummi- oder Kautschukteil 16, 22 weist weiter axial ent
gegengesetzte abgeschrägte Teile oder Bereiche 28, 28 auf, die
sich von den axialen End- bzw. Stirnflächen der entsprechenden
Massenteile 14, 22 axial nach auswärts und radial nach ein
wärts erstrecken. Die abgeschrägten Teile 28, 28 der elasti
schen Teile 16, 22 haben jeweilige innere umfängliche Kontakt
oberflächen 30, 30 an ihren Enden, die entfernt von den Mas
senteilen 18, 24 sind, welche Kontaktoberflächen in Druckkon
takt mit und befestigt an der äußeren Umfangsoberfläche des
schwingenden Teils 12 sind. Mit den Gummi- oder Kautschuk
schichten 26, die einen Innendurchmesser haben, der größer als
der Außendurchmesser des schwingenden Teils 12 ist, ist ein
ringförmiger Leerraum 32 ausgebildet, der sich in der Umfangs
richtung zwischen radial gegenüberliegenden Flächen des
schwingenden Teils 12 einerseits und jedem der Massenteile,
nämlich dem ersten und zweiten Massenteil 14, 20, andererseits
erstreckt. Die ringförmigen Leerräume 32, 32 fluchten radial
mit den axial mittleren Teilen oder Bereichen des ersten bzw.
zweiten Massenteils 14 bzw. 20.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die axiale Länge des
ringförmigen Leerraums 32 kleiner als die axiale Länge des
entsprechenden Massenteils 14, 20. Daher sind axial entgegen
gesetzte Teile oder Bereiche 34, 34 des ersten und zweiten
Gummi- oder Kautschukteils 16, 22 zwischen radial entgegenge
setzte Oberflächen des entsprechenden Massenteils 14, 20 und
des schwingenden Teils 12 zwischengefügt. Im Betrieb werden
diese Teile 34, 34 aufgrund von darauf angewandten Kompressi
ons- und Zugkräften deformiert. Spezieller erfahren, wenn das
erste und zweite Massenteil 14, 20 bei Anwendung einer Vibra
tionsbelastung auf dieselben in der Radialrichtung relativ zu
dem schwingenden Teil 12 verlagert werden, diese Teile 34, 34
Deformationen nur aufgrund der Kompressions- und Zugkräfte,
während die anderen Teile oder Bereiche der Gummi- oder Kau
tschukteile 16, 22, die sich axial auswärts von dem ersten und
zweiten Massenteil 14, 20 befinden, hauptsächlich Scherdefor
mationen erfahren. In dieser Anordnung bzw. Ausbildung weist
der dynamische Dämpfer 10 als Ganzes eine relativ große Feder
konstante auf.
Das erste und zweite Gummi- oder Kautschukteil 16, 22 sind an
den aneinander zugewandten axialen Enden der benachbarten ab
geschrägten Teile 28 integral, vorzugsweise durch einstückige
Ausbildung, miteinander verbunden, und sie sind demgemäß als
ein integraler elastischer Körper, besonders bevorzugt als ein
einstückiger elastischer Körper, ausgebildet. Das heißt, das
erste und zweite Gummi- oder Kautschukteil 16, 22 wirken mit
dem ersten und zweiten Massenteil 14, 20 so zusammen bzw. sind
mit dem ersten und zweiten Massenteil 14, 20 so zusammenge
fügt, daß sie eine einzige, integrale vulkanisierte Anordnung,
insbesondere Einheit, bilden. Diese Gummi- oder Kautschukteile
16, 20 weisen außerdem jeweilige zylindrische Verlängerungen
36 auf, die sich axial auswärts von den axialen Enden derjeni
gen abgeschrägten Teile 28 erstrecken, welche sich mit Bezug
auf die Massenteile 14, 20 entgegengesetzt zu den oben angege
benen benachbarten abgeschrägten Teilen 28 befinden. In der
äußeren Umfangsoberfläche von jeder der zylindrischen Verlän
gerungen 36 ist eine Umfangsnut 38 zum Aufnehmen eines Riemens
(nicht gezeigt) oder sonstigen Halteteils für das feste und
straffe Halten des dynamischen Dämpfers 10 an dem Schwingungs
teil 12 so, daß der Dämpfer 10 fest in seiner Position mit Be
zug auf das schwingende Teil 12 befestigt ist, ausgebildet.
Eine Umfangsnut 42, die einen allgemein keilförmigen oder
halbzylindrischen Querschnitt hat, ist in einer oder der inne
ren Umfangsoberfläche eines Gummi- oder Kautschukverbinders 44
(der weiter unten beschrieben ist) zum Verbinden des ersten
und zweiten Gummi- oder Kautschukteils 16, 22 derart ausgebil
det, daß sich die Nut 42 in der Umfangsrichtung zwischen den
benachbarten Kontaktoberflächen 30, 30 des ersten und zweiten
Gummiteils 16, 22 erstreckt.
Der auf diese Weise aufgebaute dynamische Dämpfer 10 wird da
durch auf dem schwingenden Teil 12 installiert, daß das Teil
12 in den Dämpfer 10 eingefügt oder hineingesteckt wird. In
diesem Zustand sind das erste und zweite Massenteil 14, 20
durch das erste bzw. zweite Gummiteil 16 bzw. 22 derart ela
stisch gehaltert, daß die Massenteile 14, 20 mit Bezug auf das
schwingende Teil 12 radial verlagerbar sind. Demgemäß dient
das schwingende Teil 12 als ein primäres Vibrationssystem,
während das erste und zweite Dämpfersystem 18, 24 als ein se
kundäres Vibrationssystem dienen. Das erste und zweite Dämp
fersystem 18, 24 haben unterschiedliche Vibrationseigenfre
quenzen, welche in Abhängigkeit von der Masse von jeder Mas
senkomponente (14, 20) und/oder der Federkonstante von jeder
Federkomponente (16, 22) bestimmt sind bzw. die von der Masse
von jeder Massenkomponente (14, 20) und/oder der Federkon
stante von jeder Federkomponente (16, 22) abhängen. Demgemäß
werden das erste und zweite Dämpfersystem 18, 24 so abge
stimmt, daß sie jeweilige Dämpfungswirkungen bezüglich unter
schiedlicher Frequenzbereiche der unerwünschten Vibrationen
liefern, die von dem schwingenden Teil 12 her übertragen wer
den. In dieser besonderen Ausführungsform weist sowohl das er
ste als auch das zweite Gummi- oder Kautschukteil 16, 22 die
Teile oder Bereiche 34 auf, welche aufgrund von darauf ange
wandten Kompressions- und Zugkräften deformierbar sind. Demge
mäß weist der dynamische Dämpfer 10 eine relativ große Feder
konstante in den Radialrichtungen senkrecht zu der Axialrich
tung desselben auf. Zum Beispiel können die Eigenvibrations
frequenzen des ersten und zweiten Dämpfersystems 18, 24 leicht
auf einen relativ hohen Frequenzbereich von 200 Hz oder höher
abgestimmt werden, so daß sie unerwünschte Vibrationen dämp
fen, welche die Tendenz haben, an der kürzeren von zwei paral
lelen Antriebswellen, die unterschiedliche axiale Längen ha
ben, aufzutreten.
Das erste und zweite Massenteil 14, 20 bilden jeweilige Mas
senkomponenten des ersten und zweiten Dämpfersystems 18, 24,
und das erste und zweite Gummi- oder Kautschukteil 16, 22 bil
den jeweilige Federkomponenten dieser Dämpfersysteme 18, 24.
Wenn das erste und zweite Gummi- oder Kautschukteil 16, 22 in
tegral miteinander verbunden sind, wie oben beschrieben, dann
bilden die benachbarten Teile oder Bereiche dieser Gummi- oder
Kautschukteile 16, 22 einen elastischen Verbinder in der Form
des elastischen Verbinders 44, vorzugsweise eines Gummiverbin
ders, zum elastischen axialen Verbinden von gegenüberliegenden
Seiten des ersten und zweiten Massenteils 14, 22 miteinander.
Dieser Gummi- oder Kautschukverbinder 44 hat einen Einfluß auf
die Federkomponenten des ersten und zweiten Dämpfersystems 18,
24, wie weiter unten in näheren Einzelheiten beschrieben ist.
Ein dynamisches Modell des dynamischen Dämpfers 10 der vorlie
genden Erfindung ist in Fig. 2 veranschaulicht, worin "k₁",
"k₂" jeweilige Federkonstanten des ersten und zweiten Gummi-
oder Kautschukteils 16, 22 in den Radialrichtungen repräsen
tieren, während "k₃" eine Scherfederkonstante des Gummi- oder
Kautschukverbinders 44 repräsentiert, welche eine bei Scher
deformation des Gummi- oder Kautschukverbinders 44 aufgrund
einer Relativverlagerung des ersten und zweiten Massenteils
14, 20 in den Radialrichtungen gemessene Federkonstante ist.
Wenn die Scherfederkonstante "k₃" des Gummi- oder Kautschuk
verbinders 44 zu groß ist, interferieren die Schwingungsphasen
des ersten und zweiten Massenteils 14, 20 oder die Verlagerun
gen derselben relativ zu dem schwingenden Teil 12 sehr mitein
ander, wodurch die Resonanz des einen der beiden Dämpfersyste
me, nämlich des ersten oder zweiten Dämpfersystems 18, 24, mit
jener des anderen Dämpfersystems kombiniert wird, was zu ver
minderten Dämpfungswirkungen des jeweiligen Dämpfersystems
bzw. der jeweiligen Dämpfersysteme 18, 24 führt. Demgemäß ist
es notwendig, daß die Scherfederkonstante "k₃" des Gummi- oder
Kautschukverbinders 44 kleiner als die Federkonstanten "k₁"
und "k₂" des ersten und zweiten Gummi- oder Kautschukteils 16,
22 in den Radialrichtungen ist. In der vorliegenden Ausfüh
rungsform, in welcher sowohl das erste als auch das zweite
Gummi- oder Kautschukteil 16, 22 der vorliegenden Ausführungs
form die Teile oder Bereiche 34 aufweisen, die Kompressions-
und Zugkräften ausgesetzt sind, können die Federkonstanten
"k₁" und "k₂" dieser Gummi- oder Kautschukteile 16, 22 in den
Radialrichtungen leicht so eingestellt werden, daß sie genü
gend groß sind. Weiter kann die Scherfederkonstante "k₃" des
Gummi- oder Kautschukverbinders 44 so eingestellt werden, daß
sie genügend klein ist, da die Nut 42 in der inneren Umfangs
oberfläche des axial mittleren Teils oder Bereichs des Gummi-
oder Kautschukverbinders 44 ausgebildet ist. Demgemäß läßt
sich die Scherfederkonstante "k₃" des Gummi- oder Kautschuk
verbinders 44 leicht so einstellen, daß sie kleiner als die
Radialfederkonstanten "k₁" und "k₂" des ersten und zweiten
Gummi- oder Kautschukteils 16, 22 ist.
In dem dynamischen Dämpfer 10, der in der oben beschriebenen
Art und Weise ausgebildet ist, werden die Federkonstanten der
Federkomponenten von sowohl dem ersten als auch dem zweiten
Dämpfersystem 18, 24 durch den Gummi- oder Kautschukverbinder
44 wie auch das erste und zweite Gummi- oder Kautschukteil 16,
22 beeinflußt. Daher ist es weniger wahrscheinlich, daß sich
die Federkonstante des dynamischen Dämpfers 10 bei einer Ände
rung des Zustands der Schwingung (Vibrationsbeschleunigung)
des schwingenden Teils 12 ändert. Demgemäß kann der dynamische
Dämpfer 10 Vibrationen in den Frequenzbereichen, auf die das
erste und zweite Dämpfersystem 18, 24 abgestimmt sind, unab
hängig von dem Zustand der Schwingung des schwingenden Teils
12 effektiv bzw. sehr wirksam und stabil dämpfen.
Ein Beispiel des dynamischen Dämpfers 10 der vorliegenden Aus
führungsform wurde auf einem schwingenden Teil 12 installiert,
wobei Sensoren, insbesondere je ein Sensor, jeweils an dem er
sten und zweiten Massenteil 14, 20 angebracht waren. Dann wur
den die Eigenvibrationsfrequenzen des ersten und zweiten Dämp
fersystems 18, 24 gemessen, während das schwingende Teil 12 in
den Radialrichtungen mit einer konstanten Beschleunigung von
1G (G = Erdbeschleunigung) oszilliert wurde, und während es
mit einer konstanten Beschleunigung von 10G oszilliert wurde,
um so eine Änderung der Eigenvibrationsfrequenzen dieser Dämp
fersysteme 18, 24 bei einer Änderung der Vibrationsbeschleuni
gung des schwingenden Teils 12 bzw. in Abhängigkeit von einer
Änderung der Vibrationsbeschleunigung des schwingenden Teils
12 zu detektieren. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in den
Kurvendarstellungen der Fig. 3 und 4 und in der Tabelle 1
unten angegeben. Außerdem wurde ein Vergleichsbeispiel ausge
bildet und durchgeführt, in dem das erste und zweite Gummi-
oder Kautschukteil 16, 22 des dynamischen Dämpfers 10 längs
der Nut 42 voneinander getrennt wurden, um auf diese Weise den
Gummi- oder Kautschukverbinder 44 im wesentlichen zu eliminie
ren. Das heißt, das Vergleichsbeispiel hat ein separates er
stes und zweites Dämpfersystem bzw. ein voneinander unabhän
giges erstes und zweites Dämpfersystem. Die Eigenvibrations
frequenzen dieses ersten und zweiten Dämpfersystems des Ver
gleichsbeispiels wurden auch gemessen, während das schwingende
Teil 12 mit 1G in den Radialrichtungen oszilliert wurde, und
während es mit 10G oszilliert wurde. Die Ergebnisse der Mes
sungen sind in den Kurvendarstellungen der Fig. 5 und 6 und
in der Tabelle 1 unten angegeben.
Aus den oben angegebenen Meßergebnissen ist ersichtlich, daß
sich die Eigenvibrationsfrequenzen des ersten und zweiten
Dämpfersystems 18, 24 der vorliegenden Ausführungsform mit ei
ner Änderung der Vibrationsbeschleunigung um einen kleineren
Betrag ändern, als jene des ersten und zweiten Dämpfersystems
des Vergleichsbeispiels. Das bedeutet, daß der dynamische
Dämpfer 10 der vorliegenden Ausführungsform ausgezeichnete Vi
brationsdämpfungswirkungen bei signifikant verbesserter Stabi
lität aufweist.
In der Doppelmassen-Struktur der vorliegenden Ausführungsform
der Erfindung, in welcher das erste und zweite Dämpfersystem
18, 24 miteinander verbunden sind, wobei der Gummi- oder Kau
tschukverbinder 44 die Massenteile 14, 20 elastisch verbindet,
ist es weniger wahrscheinlich, daß sich die Eigenvibrations
frequenzen der Dämpfersysteme 18, 24 bei einer Änderung der
Vibrationsbeschleunigung ändern, so daß sehr stabile Dämp
fungsfunktionen des jeweiligen Dämpfersystems 18, 24 sicherge
stellt werden.
Spezieller ist es, wie unter Bezugnahme auf das in Fig. 2 ge
zeigte Modell erläutert sei, so, daß die Federkomponenten des
ersten und zweiten Dämpfersystems 18, 24 den Gummi- oder Kau
tschukverbinder 44 wie auch die Gummi- oder Kautschukteile 16,
22 umfassen, und die Federkonstante der Federkomponente von
jedem der Dämpfersysteme 18, 24 wird durch eine oder die Kom
bination des entsprechenden Gummi- oder Kautschukteils 16, 22
und des Gummi- oder Kautschukverbinders 44 bestimmt. Das erste
und zweite Gummi- oder Kautschukteils 16, 22 werden durch das
entsprechende Massenteil 14, 20, welches aufgrund der von dem
schwingenden Teil 12 her übertragenen Schwingungskraft
schwingt, direkt deformiert, während der Gummi- oder Kau
tschukverbinder 44 durch die schwingenden Massenteile 14, 20
nicht direkt deformiert wird, sondern vielmehr durch die rela
tive Verlagerung der beiden Massenteile 14, 20 deformiert
wird. Demgemäß ist es, verglichen mit den Gummi- oder Kau
tschukteilen 14, 22, hinsichtlich des Gummi- oder Kautschuk
verbinders 44 weniger wahrscheinlich, daß dieser durch die
Schwingungskraft von dem schwingenden Teil 12 her beeinflußt
wird. Das heißt, die Federkonstante des Gummi- oder Kautschuk
verbinders 44 hängt weniger von der Schwingungskraft des
schwingenden Teils 12 ab. Aufgrund des Vorhandenseins des Gum
mi- oder Kautschukverbinders 44 ist daher die Abhängigkeit der
Federkonstanten des ersten und zweiten Gummi- oder Kautschuk
teils 16, 22 von der Schwingungskraft vermindert, und die Fe
derkonstanten der Federkomponenten des ersten und zweiten
Dämpfersystems 18 variieren nur um verminderte Beträge bei
einer Änderung der Vibrationsbeschleunigung.
Die Phasendifferenz und die Resonanzamplituden des ersten und
zweiten Dämpfersystems 18, 24 sind in Fig. 7 in Relation zu
der von dem schwingenden Teil 12 her angewandten Schwingungs
kraft angegeben. Im besonderen ist die Beziehung zwischen der
Schwingungsphase und -amplitude der Dämpfersysteme 18, 24 bei
Resonanz des ersten Dämpfersystems 18 allgemein in Fig. 8 ge
zeigt, welche schraffierte Bereiche aufweist, in denen das er
ste Massenteil 14 mit umgekehrter Phase bezüglich des zweiten
Massenteils 20 verlagert wird. In diesen schraffierten Berei
chen erhält das erste Massenteil 14, welches in dem Resonanz
zustand ist, eine gegenüber dem zweiten Massenteil 20 umge
kehrte Kraft durch den Gummi- oder Kautschukverbinder 44.
Infolgedessen wird die Federkonstante der Federkomponente des
ersten Dämpfersystems 18 erhöht. Insbesondere wird der Betrag
der relativen Verlagerung zwischen dem ersten und zweiten
Massenteil 14, 20 bei einer Erhöhung der Vibrationsbeschleuni
gung erhöht, was zu einer Erhöhung in der durch den Gummi-
oder Kautschukverbinder 44 auf das erste Massenteil 14 wir
kenden umgekehrten Kraft führt. Dadurch wird eine unerwünschte
Verminderung der Federkonstante aufgrund der erhöhten Vibra
tionsbeschleunigung und eine resultierende Verminderung der
Eigenvibrationsfrequenz des ersten Dämpfersystems 18 vermie
den. Demgemäß weist der dynamische Dämpfer 10 sehr stabile
Dämpfungscharakteristika bzw. -eigenschaften auf. Das gleiche
Prinzip läßt sich auf den Fall anwenden, in dem das zweite
Dämpfersystem 24 in Resonanz ist. In diesem Falle erhält das
zweite Massenteil 20 durch den Gummi- oder Kautschukverbinder
44 die oder eine umgekehrte Kraft, welche Kraft zur Folge hat,
daß eine Verminderung der Eigenvibrationsfrequenz des zweiten
Dämpfersystems 24 aufgrund der erhöhten Vibrationsbeschleuni
gung vermieden wird.
Sofern die Scherfederkonstante "k₃" des Gummi- oder Kautschuk
verbinders 44 zu klein ist, wenn das erste und zweite Massen
teil 14, 20 relativ zueinander in den Radialrichtungen verla
gert werden, mag die Interferenz zwischen dem ersten und zwei
ten Massenteil 14, 20, wie oben beschrieben, nicht zu einer
genügend hohen Stabilität der Eigenvibrationsfrequenzen des
ersten und zweiten Dämpfersystems 18, 24 führen. Demgemäß wird
die Scherfederkonstante "k₃" des Gummi- oder Kautschukverbin
ders 44 wünschenswerterweise in Relation zu den Federkonstan
ten "k₁", "k₂" des ersten und zweiten Gummi- oder Kautschuk
teils 16, 22 in den Radialrichtungen so festgelegt, daß die
Verhältnisse k₃/k₁ und k₃/k₂ nicht kleiner 1/8 sind.
Es sei als nächstes auf Fig. 9 Bezug genommen, worin ein dy
namischer Dämpfer 50 gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist. In der folgenden
Beschreibung dieser Ausführungsform werden zur Identifizierung
von strukturell/funktionell entsprechenden Elementen die glei
chen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform benutzt,
und diese strukturell/funktionell entsprechenden Elemente wer
den im Detail nachstehend nicht erläutert, vielmehr wird dies
bezüglich auf die Erläuterungen zu der ersten Ausführungsform
verwiesen.
In dem dynamischen Dämpfer 50 gemäß dieser Ausführungsform der
Erfindung sind die ringförmigen Leerräume 32, 32 des ersten
und zweiten Dämpfersystems 18, 24 jeweils über die gesamte
axiale Länge des ersten bzw. zweiten Massenteils 14, 20 ausge
bildet. Daher ist das erste Kautschuk- oder Gummiteil 16 zwi
schen den radial gegenüberliegenden Oberflächen des ersten
Massenteils 14 und des schwingenden Teils 12 nicht vorhanden,
und das zweite Gummi- oder Kautschukteil 22 ist zwischen dem
radial gegenüberliegenden Oberflächen des zweiten Massenteils
20 und des schwingenden Teils 12 ebenfalls nicht vorhanden.
Das heißt, kein Teil oder Bereich der Gummi- oder Kautschuk
teile 16, 22 wird Kompressions-/Zugkräften ausgesetzt, die
zwischen den Massenteilen 14, 20 und dem schwingenden Teil 12
angewandt werden.
In der obigen Anordnung werden das erste und zweite Gummi-
oder Kautschukteil 16, 22, die zum elastischen Verbinden des
ersten und zweiten Massenteils 14, 20 mit dem schwingenden
Teil 12 vorgesehen sind, nicht aufgrund von reiner Kompression
derselben deformiert, aber sie können aufgrund von Scherbela
stungen und kompressiven Belastungen deformiert werden, wenn
das erste und zweite Massenteil 14, 20 aufgrund einer Schwin
gung des schwingenden Teils 12 in Radialrichtungen verlagert
werden.
In dem auf diese Weise aufgebauten dynamischen Dämpfer 50 ist
der Gummi- oder Kautschukverbinder 44 zum Verbinden der axial
gegenüberliegenden Seiten des ersten und zweiten Massenteils
14, 20, wie in der ersten Ausführungsform, vorgesehen, wodurch
die Eigenvibrationsfrequenzen des ersten und zweiten Dämpfer
systems 18, 24 in sehr zufriedenstellender Weise stabilisiert
werden. Außerdem wird verhindert, daß das erste und zweite
Gummi- oder Kautschukteil 16, 22 des dynamischen Dämpfers 50
aufgrund von reiner Kompression derselben deformiert werden,
so daß es demgemäß leicht gemacht wird, relativ kleine Feder
konstanten "k₁", "k₂" dieser Gummi- oder Kautschukteile 16, 22
in den Radialrichtungen herzustellen bzw. einzustellen. Zum
Beispiel können die Eigenvibrationsfrequenzen des ersten und
zweiten Dämpfersystems 18, 24 leicht auf einen relativ niedri
gen Frequenzbereich von 200 Hz oder niedriger abgestimmt wer
den, um so unerwünschte Vibrationen zu dämpfen, die an der
längeren von zwei parallelen Antriebswellen, z. B. eines Mo
tors, welche unterschiedliche axiale Längen haben, auftreten
können.
In dem dynamischen Dämpfer 50 der vorliegenden Ausführungsform
ist die Umfangsnut 42 in dem axial mittleren Bereich der inne
ren Umfangsoberfläche des Gummi- oder Kautschukverbinders 44
ausgebildet, wie das in der ersten Ausführungsform der Fall
ist. Diese Nut 42 macht es leicht, die Scherfederkonstante
"k₃" des Gummi- oder Kautschukverbinders 44 so einzustellen,
daß sie weiter kleiner als die radialen Federkonstanten "k₁"
und "k₂" des ersten und zweiten Gummi- oder Kautschukteils 16,
22 sind, selbst wenn die Federkonstanten "k₁" und "k₂" relativ
klein sind. Außerdem kann, wie in Fig. 10 gezeigt ist, statt
dessen oder zusätzlich eine Umfangsnut 46 in der äußeren Um
fangsoberfläche des Gummi- oder Kautschukverbinders 44, und
zwar bevorzugt im axial mittleren Bereich desselben, ausgebil
det sein. Das gilt auch für die erste Ausführungsform der
Erfindung gemäß Fig. 1.
Es sei als nächstes auf Fig. 11 Bezug genommen, in der ein
dynamischer Dämpfer 60 gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung im Querschnitt gezeigt ist. Der dynami
sche Dämpfer 60 umfaßt eine aus einem geeigneten Gummi- oder
Kautschukmaterial ausgebildete elastische Hülse 61, die ein
erstes elastisches Halteteil hat, das ein Paar von ersten ela
stischen Teilen oder Bereichen 61c aufweist, die eine relativ
große Federkonstante oder hohe Steifigkeit haben, und ein
zweites elastisches Halteteil, das ein Paar von zweiten ela
stischen Teilen oder Bereichen 61d aufweist, die eine relativ
kleine Federkonstante oder niedrige Steifigkeit haben. Das er
ste und zweite elastische Halteteil sind integral, vorzugswei
se einstückig, miteinander in der Axialrichtung ausgebildet.
Der dynamische Dämpfer 60 weist weiter ein erstes Massenteil
62 und ein zweites Massenteil 63 auf, von denen das eine an
dem äußeren Umfang der ersten elastischen Teile oder Bereiche
61c und das andere an dem äußeren Umfang der zweiten elasti
schen Teile oder Bereiche 61d befestigt ist. Das erste Mas
senteil 62 hat eine relativ große Masse und ist dazu geeignet,
hochfrequente Vibrationen zu dämpfen, während das zweite Mas
senteil 63 eine relativ kleine Masse hat und dazu geeignet
ist, niedrigfrequente Vibrationen zu dämpfen. In dieser Aus
führungsformen bilden das erste elastische Halteteil, das die
ersten elastischen Teile oder Bereiche 61c aufweist, und das
erste Massenteil 62 ein erstes dynamisches System, während das
zweite elastische Halteteil, das die zweiten elastischen Teile
oder Bereiche 61b aufweist, und das zweite Massenteil 63 ein
zweites dynamisches System bilden.
Die elastische Hülse 61, die eine allgemein zylindrische Form
hat, ist durch Vulkanisieren des geeigneten Gummi- oder Kau
tschukmaterials ausgebildet. Eine erste Umfangsnut 61a ist in
der inneren Umfangsoberfläche des ersten elastischen Halte
teils derart ausgebildet, daß die Nut 61a radial mit dem er
sten Massenteil 62 fluchtet. Die erste Nut 61a hat eine ein
wenig kleinere axiale Länge als das erste Massenteil 62. Die
ersten elastischen Teile 61c, 61c als Teil der elastischen
Hülse 61 sind auf den axial entgegengesetzten Seiten der er
sten Nut 61a ausgebildet. Eine zweite Umfangsnut 61b ist in
der inneren Umfangsoberfläche des zweiten elastischen Halte
teils derart ausgebildet, daß die Nut 61b radial mit dem zwei
ten Massenteil 63 fluchtet. Die zweite Nut 61b hat eine ein
wenig größere axiale Länge als das zweite Massenteil 63. Die
zweiten elastischen Teile oder Bereiche 61d, 61d sind auf den
axial entgegengesetzten Seiten der zweiten Nut 61d ausgebil
det. Der erste elastische Teil oder Bereich 61c und der zweite
elastische Teil oder Bereich 61d, die in dem axial mittleren
Bereich der elastischen Hülse 61 einander benachbart sind,
sind integral, vorzugsweise einstückig, miteinander ausgebil
det. Demgemäß sind das erste und zweite elastische Halteteil
zu der integralen, vorzugsweise einstückigen, elastischen
Hülse 61 ausgebildet.
Das erste Massenteil 62 mit einer relativ großen Masse ist ein
aus Metall, beispielsweise Eisen, hergestelltes ringförmiges
Teil und dazu geeignet, hochfrequente Vibrationen zu dämpfen.
Dieses erste Massenteil 62 ist an den äußeren Umfängen der er
sten elastischen Teile oder Bereiche 61c befestigt, und fluch
tet radial mit der ersten Nut 61a. Demgemäß ist das erste Mas
senteil 62 mittels der ersten elastischen Teile oder Bereiche
61c elastisch gehaltert, welche ersten elastischen Teile oder
Bereiche 61c hauptsächlich aufgrund einer Kompression dersel
ben während des Betriebs elastisch deformiert werden.
Das zweite Massenteil 63 mit einer relativ kleinen Masse ist
ein ringförmiges Teil, das aus einem relativ leichten Material
hergestellt und dazu geeignet ist, niedrigfrequente Vibratio
nen zu dämpfen. Der Innendurchmesser des zweiten Massenteils
63 ist größer als jener des ersten Massenteils 62, während die
äußeren Dimensionen des zweiten Massenteils 63 im wesentlichen
gleich jenen des ersten Massenteils 62 sind. Dieses zweite
Massenteil 63 ist an den äußeren Umfängen der zweiten elasti
schen Teile oder Bereiche 61d befestigt und fluchtet radial
mit der zweiten Umfangsnut 61b. Demgemäß ist das zweite Mas
senteil 63 mittels der zweiten elastischen Teile oder Bereiche
61d elastisch gehaltert. Im Betrieb werden die zweiten elasti
schen Teile oder Bereiche 61d aufgrund von Scherbeanspruchun
gen elastisch deformiert, die in den Radialrichtungen darauf
angewandt werden, da die axiale Länge der Nut 61b größer als
jene des zweiten Massenteils 63 ist.
Das erste und zweite Massenteil 62, 63 werden an dem ersten
bzw. zweiten elastischen Teil 61c, 61d befestigt, wenn die
elastische Hülse 61 mittels Vulkanisieren ausgebildet wird.
In dem dynamischen Dämpfer 60 gemäß der vorliegenden Ausfüh
rungsform wird die gewünschte Resonanzfrequenz des ersten Mas
senteils 62 dadurch her- bzw. eingestellt, daß die Federkon
stante der ersten elastischen Teile oder Bereiche 61c im Hin
blick auf das Gewicht des Massenteils 62, die axiale Länge der
ersten Nut 61a, die Härte des Gummi- oder Kautschukmaterials
für die elastischen Teile oder Bereiche 61c und anderes ge
eignet bestimmt bzw. festgelegt werden. Andererseits wird die
gewünschte Resonanzfrequenz des zweiten Massenteils 63 dadurch
her- bzw. eingestellt, daß die Federkonstante der zweiten ela
stischen Teile oder Bereiche 61d im Hinblick auf das Gewicht
des Massenteils 63, die axiale Länge der zweiten Nut 61b, die
Härte des Gummi- oder Kautschukmaterials für die elastischen
Teile oder Bereiche 61d und anderes geeignet bestimmt bzw.
festgelegt werden. In dem vorliegenden dynamischem Dämpfer 60
ist der gewünschte Resonanzfrequenzbereich des ersten Massen
teils 62 bevorzugt etwa 540 Hz oder um 540 Hz, und der ge
wünschte Resonanzfrequenzbereich des zweiten Massenteils 63
ist bevorzugt etwa 390 Hz oder um 390 Hz.
Der dynamische Dämpfer 60 der vorliegenden Ausführungsform
wird auf einem stab- oder schaftförmigen schwingenden Teil,
wie einer Antriebswelle, welche wahrscheinlich relativ große
Vibrationen verursacht oder erfährt, angebracht. Wenn das
schwingende Teil in den zu der Axialrichtung desselben senk
rechten Richtungen schwingt, kommt das erste Massenteil 62
durch die elastische Deformation der ersten elastischen Teile
oder Bereiche 61c in Resonanz, und das zweite Massenteil 63
kommt durch die elastische Deformation der zweiten elastischen
Teile oder Bereiche 61d in Resonanz. Die Resonanz des ersten
Massenteils 62 wird in dem höheren Frequenzbereich, d. h. vor
zugsweise bei etwa 540 Hz oder um 540 Hz, groß, während die
Resonanz des zweiten Massenteils 63 in dem niedrigeren Fre
quenzbereich groß wird, d. h. um 390 Hz oder bei etwa 390 Hz.
Demgemäß ist der dynamische Dämpfer 60 fähig, Vibrationen so
wohl in dem höheren als auch in dem niedrigeren Frequenzbe
reich, wie oben angegeben, wirksam und sehr vorteilhaft zu
dämpfen.
Demgemäß weist der dynamische Dämpfer 60 der vorliegenden Aus
führungsform ausgezeichnete Dämpfungswirkungen mit Bezug auf
Vibrationen in den beiden unterschiedlichen Frequenzbereichen
auf, auf welche die beiden dynamischen Systeme, die das erste
und zweite Massenteil 62, 63 aufweisen, jeweils abgestimmt
sind, und zwar selbst dann, wenn nur eine kleine Differenz
zwischen den Resonanzfrequenzbereichen dieser Massenteile 62,
63 vorhanden ist. Das heißt, das erste und zweite Massenteil
62, 63 schwingen wirksam Resonant in den jeweiligen Resonanz
frequenzbereichen ohne den Nachteil von Änderungen der Eigen
vibrationsfrequenzen der dynamischen Systeme und ohne Vermin
derung der Resonanzamplituden und der Dämpfungswirkungen.
Weiter kann der dynamische Dämpfer 60 der vorliegenden Ausfüh
rungsform kompakt oder in kleinen Abmessungen hergestellt wer
den, da die benachbarten ersten und zweiten elastischen Teile
oder Bereiche 61c, 61d der elastischen Hülse 61 integral, vor
zugsweise einstückig, miteinander ausgebildet sind. Der auf
diese Weise aufgebaute dynamische Dämpfer 60 kann exakt auf
einem beschränkten Bereich des schwingenden Teils installiert
werden, welcher relativ große Vibrationen bewirkt oder er
fährt, so daß dieser dynamische Dämpfer 60 die Vibrationen mit
hoher Wirksamkeit dämpft.
In dem oben beschriebenen dynamischen Dämpfer 60 werden die
axialen Längen der ersten und zweiten Nut 61a, 61b so bestimmt
bzw. festgelegt, daß die ersten elastischen Teile oder Berei
che 61c der elastischen Hülse 61 hauptsächlich kompressiven
Kräften ausgesetzt werden, und daß die zweiten elastischen
Teile oder Bereiche 61d hauptsächlich Scherkräften ausgesetzt
werden, wenn der dynamische Dämpfer 60 von dem schwingenden
Teil Vibrationen aufnimmt. Demgemäß können die Federkonstanten
der ersten und zweiten elastischen Teile oder Bereiche 61c,
61d durch Ändern der axialen Längen der Nuten 61a, 61b leicht
verändert werden. Dieses ermöglicht es, die Resonanzfrequenz
bereiche der beiden dynamischen Systeme (welche das erste und
zweite Massenteil 62, 63 aufweisen) des dynamischen Dämpfers
60 frei zu wählen, wobei hierfür nur eine einfache Dämpfungs
struktur erforderlich ist.
Es wurde ein Test ausgeführt, um die Resonanzcharakteristika
bzw. -eigenschaften des ersten und zweiten Massenteils 62, 63
des dynamischen Dämpfers 60 der vorliegenden Ausführungsform
zu bestimmen. In dem Test wurde der dynamische Dämpfer 60 mit
einer gegebenen Vibrationsbeschleunigung oszilliert, und die
Größen der Schwingung des ersten und zweiten Massenteils 62,
63 wurden jeweils bei jeder Frequenz der Vibrationen, die auf
den Dämpfer 60 angewandt wurden, gemessen. Die Ergebnisse der
Messung mit Bezug auf das zweite Massenteil 63 sind in der
Kurvendarstellung der Fig. 14(a) angegeben, und das Meßergeb
nis mit Bezug auf das erste Massenteil 62 ist in der Kurven
darstellung der Fig. 14(b) wiedergegeben.
Als ein erstes Vergleichsbeispiel wurde ein dynamischer Dämp
fer 70 hergestellt, der zwei Massenteile 72, 73 mit der glei
chen Masse hat, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Die Resonanzcha
rakteristika bzw. -eigenschaften des jeweiligen Massenteils
72, 73 wurden in der gleichen Art und Weise, wie oben be
schrieben, gemessen. Der dynamische Dämpfer 70 dieses Ver
gleichsbeispiels unterscheidet sich von dem in Fig. 11 ge
zeigten dynamischen Dämpfer 60 nur darin, daß die Formen der
ersten und zweiten elastischen Teile oder Bereiche 71c, 71d
der elastischen Hülse 71 gemäß den obigen Änderungen der Grö
ßen des ersten und zweiten Massenteils 72, 73 geändert sind.
Das Ergebnis der Messung mit Bezug auf das an den zweiten ela
stischen Teilen oder Bereichen 71d befestigte zweite Massen
teil 73 ist in der Kurvendarstellung der Fig. 15(a) angege
ben, und das Ergebnis der Messung mit Bezug auf das an den er
sten elastischen Teilen oder Bereichen 71c befestigte erste
Massenteil 72 ist in der Kurvendarstellung der Fig. 15(b)
wiedergegeben.
Als ein zweites Vergleichsbeispiel wurde ein dynamischer Dämp
fer 80 hergestellt, der ein erstes Massenteil 82 mit einer re
lativ großen Masse und ein zweites Massenteil 83 mit einer re
lativ kleinen Masse hat, welche an den ersten bzw. zweiten
elastischen Teilen oder Bereichen 61c, 61d derart befestigt
sind, daß der Innendurchmesser des ersten Massenteils 82 grö
ßer als jener des zweiten Massenteils 83 ist, wie in Fig. 13
gezeigt ist. Die Resonanzcharakteristika bzw. -eigenschaften
des jeweiligen Massenteils 82, 83 wurden in der gleichen Art
und Weise, wie oben beschrieben, gemessen. Der dynamische
Dämpfer 80 dieses Vergleichsbeispiels unterscheidet sich von
dem dynamischen Dämpfer 60, wie er in Fig. 11 gezeigt ist,
nur darin, daß die Formen der ersten und zweiten elastischen
Teile oder Bereiche 81c, 81d der elastischen Hülse 81 entspre
chend den Änderungen in den Größen des ersten und zweiten Mas
senteils 82, 83 geändert sind. Das Ergebnis der Messung mit
Bezug auf das zweite Massenteil 83 ist in der Kurvendarstel
lung der Fig. 16(a) angegeben, und das Ergebnis der Messung
mit Bezug auf das erste Massenteil 82 ist in der Kurvendar
stellung der Fig. 16(b) wiedergegeben.
Aus den Kurvendarstellungen der Fig. 15(a), 15(b), 16(a)
und 16(b) ist ersichtlich, daß die dynamischen Dämpfer 70, 80
der Vergleichsbeispiele an Änderungen der Eigenvibrationsfre
quenzen der beiden Dämpfersysteme und der Verminderung der Re
sonanzamplitude sowie der Verminderung der Dämpfungswirkung
leiden, wodurch die Resonanz des ersten Massenteils 72, 82 in
dem höheren Resonanzfrequenzbereich nicht genügend groß ist.
Andererseits weist der dynamische Dämpfer 60 der vorliegenden
Ausführungsform ausgezeichnete Dämpfungswirkungen aufgrund der
Resonanzen der beiden Massenteile in dem niedrigeren und dem
höheren Resonanzfrequenzbereich auf, wie aus den Kurvendar
stellungen der Fig. 14(a) und 14(b) ersichtlich ist.
Als nächstes sei auf Fig. 17 Bezug genommen, worin ein dyna
mischer Dämpfer 90 gemäß einer vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung im Querschnitt gezeigt ist, wobei die
ser dynamische Dämpfer 90 im wesentlichen die gleiche Grund
struktur wie der in Fig. 11 gezeigte dynamische Dämpfer 60
hat, jedoch mit der Ausnahme, daß die Federkonstante bzw.
-konstanten der ersten elastischen Teile oder Bereiche 91c und
der zweiten elastischen Teile oder Bereiche 91d der elasti
schen Hülse 91 größer als jene der elastischen Hülse 61 der
dritten Ausführungsform ist bzw. sind. Wie in der vorherigen
Ausführungsform ist die Federkonstante der ersten elastischen
Teile oder Bereiche 91c größer als jene der zweiten elasti
schen Teile oder Bereiche 91d. Spezieller ist es so, daß die
elastische Hülse 91 in ihrem inneren Umfang mit einer ersten
und zweiten Umfangsnut 91a, 91b ausgebildet ist, welche je
weils eine kleinere axiale Länge haben, als die erste und
zweite Nut 61a, 61b der dritten Ausführungsform. In diesem
Falle befinden sich erhöhte und/oder vergrößerte Teile oder
Bereiche der ersten elastischen Teile oder Bereiche 91c zwi
schen dem ersten Massenteil 92 und dem schwingenden Teil, so
daß eine erhöhte Federkomponente vorgesehen ist, welche auf
grund der Kompression derselben elastisch deformiert wird. Die
zweiten elastischen Teile oder Bereiche 91d umfassen auch Tei
le oder Bereiche, welche zwischen das zweite Massenteil 93 und
das schwingende Teil zwischengefügt sind, und welche aufgrund
der Kompression derselben während des Betriebs elastisch de
formiert werden.
Der oben beschriebene dynamische Dämpfer 90 liefert ähnliche
bzw. gleichartige Wirkungen, wie sie hinsichtlich des dynami
schen Dämpfers 60 der dritten Ausführungsform erhalten werden.
Die Fig. 18 zeigt im Querschnitt einen dynamischen Dämpfer
100 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Er
findung. Der dynamische Dämpfer 100 unterscheidet sich von dem
dynamischen Dämpfer 90 gemäß der vierten Ausführungsform in
den Formen der ersten elastischen Teile oder Bereiche 101c und
der zweiten elastischen Teile oder Bereiche 101d der elasti
schen Hülse 101. Das heißt, die Formen der ersten und zweiten
elastischen Teile oder Bereiche 101c, 101d sind derart verän
dert, daß die Federkonstanten dieser elastischen Teile oder
Bereiche 101c, 101d noch größer als jene der elastischen Hülse
91 gemäß der vierten Ausführungsform sind. In dieser Ausfüh
rungsform ist auch die Federkonstante des ersten elastischen
Teils oder Bereichs 101c größer als jene der zweiten elasti
schen Teile oder Bereiche 101d. Spezieller ist es so, daß die
elastische Hülse 101 keine erste Nut hat, die den ersten Nuten
61a, 91a äquivalent ist, welche in den inneren Umfangsoberflä
chen der elastischen Hülsen 61, 91 der vorherigen Ausführungs
formen ausgebildet sind, sondern sie hat nur eine zweite Nut
101b, die einem zweiten Massenteil 103 entspricht, welche Nut
101b eine kleinere axiale Länge hat, als es jene der zweiten
Nut 91b der vierten Ausführungsform ist. In dieser Anordnung
ist der erste elastische Teil oder Bereich 101c zwischen das
erste Massenteil 102 und das schwingende Teil zwischengefügt,
und zwar über die gesamte axiale Länge des Massenteils 102, so
daß eine erhöhte bzw. vergrößerte Federkomponente vorgesehen
ist, welche aufgrund der Kompression derselben elastisch de
formiert wird. Weiter sind erhöhte bzw. vergrößerte Teile oder
Bereiche der zweiten elastischen Teile oder Bereiche 101d zwi
schen das zweite Massenteil 103 und das schwingende Teil zwi
schengefügt, so daß eine erhöhte bzw. vergrößerte Federkompo
nente vorgesehen ist, welche aufgrund der Kompression dersel
ben elastisch deformiert wird.
Der vorstehend beschriebene dynamische Dämpfer 100 liefert
gleichartige bzw. ähnliche Wirkungen, wie sie bezüglichen des
dynamischen Dämpfers 60 der dritten Ausführungsform erhalten
werden.
Die Fig. 19 zeigt im Querschnitt einen dynamischen Dämpfer
110 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung. Der dynamische Dämpfer 110 hat im wesentlichen die
gleiche Grundstruktur wie der dynamische Dämpfer 60 gemäß der
dritten Ausführungsform, jedoch mit der Ausnahme, daß die ela
stische Hülse 111 demgegenüber unterschiedlich so geformt ist,
daß die Federkonstante(n) ihrer ersten elastischen Teile oder
Bereiche 111c und ihrer zweiten elastischen Teile oder Berei
che 111d kleiner als jene der dritten Ausführungsform sind.
Spezieller ist es so, daß die elastische Hülse 111 an ihrem
inneren Umfang mit einer ersten und zweiten Umfangsnut 111a,
111b ausgebildet ist, welche Umfangsnuten jeweils eine größere
axiale Länge als die erste und zweite Nut 61a, 61b der dritten
Ausführungsform haben. In dieser Anordnung ist kein Teil oder
Bereich der ersten und zweiten elastischen Teile oder Bereiche
111c, 111d zwischen dem ersten und zweiten Massenteil 112, 113
und dem schwingenden Teil vorhanden. Im Betrieb werden diese
elastischen Teile oder Bereiche 111c, 111d aufgrund von Scher
beanspruchungen, die darauf angewandt werden, wenn die Massen
teile 112, 113 schwingen, elastisch deformiert. Da die axiale
Länge der zweiten Nut 111b größer als jene der ersten Nut 111a
ist, ist die Federkonstante der zweiten elastischen Teile oder
Bereiche 111d kleiner als jene der ersten elastischen Teile
oder Bereiche 111c.
Obwohl die vorliegende Erfindung in näheren Einzelheiten von
gegenwärtig besonders bevorzugten Ausführungsformen derselben
beschrieben worden ist, insbesondere, um besonders vorteil
hafte Beispiele anzugeben, versteht es sich, daß die Erfindung
in keiner Weise auf diese Ausführungsformen und/oder Details
von dargestellten oder beschriebenen Ausführungsformen be
schränkt ist, sondern vielmehr auch in anderer Weise vorteil
haft ausgeführt werden kann.
So können z. B. in dem dynamischen Dämpfer 10 gemäß der ersten
Ausführungsform die Federkonstanten des ersten und zweiten
Gummi- oder Kautschukteils 16, 22 in den Radialrichtungen
leicht dadurch erhöht werden, daß die elastisch zu deformie
renden Teile oder Bereiche 34 entsprechend den darauf ange
wandten Kompressions-/Zugkräften ausgebildet werden. Demgemäß
kann die Scherfederkonstante des Gummi- oder Kautschukverbin
ders 44 leicht so eingestellt werden, daß sie kleiner als die
Federkonstanten der Gummi- oder Kautschukteile 16, 22 ist.
Daher braucht die Umfangsnut 42 nicht notwendigerweise in der
inneren Umfangsoberfläche des Gummi- oder Kautschukverbinders
44 ausgebildet zu werden.
Das erste und zweite Gummi- oder Kautschukteil 16, 22 des dy
namischen Dämpfers 10 kann derart abgewandelt sein, daß die
innere(n) Umfangsoberfläche(n) von einer oder beiden Gummi-
oder Kautschukschichten 26 in engem Kontakt mit der äußeren
Umfangsoberfläche des schwingenden Teils 12 gehalten wird/wer
den. Demgemäß wird/werden der ringförmige Leerraum oder die
ringförmigen Leerräume 32 eliminiert, und der Teil oder Be
reich 34, welche Kompressions-/Zugkräften ausgesetzt werden
soll, wird über die gesamte axiale Länge des entsprechenden
Massenteils ausgebildet. Alternativ mag nur ein Teil oder Be
reich der Kautschuk- oder Gummischicht 26, welcher dem axial
mittleren Teil oder Bereich des ringförmigen Leerraums 32
entspricht, in Kontakt mit der äußeren Umfangsoberfläche des
schwingenden Teils 12 gehalten werden, so daß separat ein
Gummi- oder Kautschukteil oder -bereich ausgebildet wird, wel
cher aufgrund der Kompressions-/Zugkräfte deformiert werden
soll.
Obwohl die Umfangsnut 42 in der inneren Umfangsoberfläche des
Gummi- oder Kautschukverbinders 44 gemäß der ersten und zwei
ten Ausführungsform ausgebildet ist, kann eine andere Umfangs
nut 46 in der äußeren Umfangsoberfläche des Gummi- oder Kau
tschukverbinders anstelle der Nut 42 oder zusätzlich zu der
Nut 42 ausgebildet sein, wie in Fig. 10 gezeigt ist.
Weiter brauchen die axial gegenüberliegenden Seiten des ersten
und zweiten Massenteils 14, 20 nicht notwendigerweise in der
Axialrichtung miteinander zu fluchten. Zum Beispiel kann der
innere Durchmesser des zweiten Massenteils 20 so festgesetzt
sein, daß er größer als der Außendurchmesser des ersten
Massenteils 14 ist.
In der ersten und zweiten Ausführungsform hat die äußere Um
fangsoberfläche des Gummi- oder Kautschukverbinders 44 einen
allgemein V-förmigen Querschnitt, wobei sich die benachbarten
abgeschrägten Teile 28, 28 des ersten und zweiten Gummi- oder
Kautschukteils 16, 22 von den axial gegenüberliegenden Seiten
des ersten und zweiten Massenteils 14, 20 aus erstrecken. Je
doch ist die Form des Gummi- oder Kautschukverbinders 44 nicht
auf jene der dargestellten Ausführungsformen beschränkt, son
dern sie kann geeignet so geändert werden, daß der dynamische
Dämpfer bestimmte gewünschte Vibrationsdämpfungscharakteristi
ka oder -eigenschaften aufweist. Zum Beispiel kann der Gummi-
oder Kautschukverbinder 44 eine zylindrische äußere Umfangs
oberfläche mit einem konstanten Außendurchmesser besitzen.
Obwohl die aufgrund von Kompressions-/Zugkräften elastisch zu
deformierenden Teile oder Bereiche 34 zwischen sowohl dem er
sten als auch dem zweiten Massenteil 14, 20 und dem schwingen
den Teil 12 gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet sind,
können derartige Teile oder Bereiche 34 auch nur zwischen ei
nem der Massenteile 14, 20 und dem schwingenden Teil 12 ausge
bildet sein. In entsprechender Weise kann in der zweiten Aus
führungsform nur einer der ringförmigen Leerräume 32, der zwi
schen dem jeweiligen Massenteil 14, 20 und dem schwingenden
Teil 12 ausgebildet ist, eine axiale Länge haben, die gleich
der axialen Länge des entsprechenden Massenteils 14, 20 oder
größer als diese axiale Länge ist.
Obwohl die dynamischen Dämpfer der dargestellten und beschrie
benen Ausführungsformen vorteilhafterweise auf Antriebswellen
von Kraftfahrzeugen angebracht werden, kann der dynamische
Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung auch auf verschie
denen Arten von stab-, rohr- oder schaftartigen Strukturen in
stalliert werden, wie verschiedenen Schaften, Armen und/oder
Leitungen zur Ausbildung von Fluidkanälen, so daß er Vibratio
nen aufgrund der Resonanz der Strukturen oder Vibrationen, die
durch die Strukturen übertragen werden, dynamisch absorbiert
oder dämpft.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die
dargestellten und/oder beschriebenen Ausführungsformen be
schränkt, sondern sie kann im Rahmen des Gegenstandes der Er
findung, wie er in den Patentansprüchen angegeben ist, sowie
im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den ge
samten Unterlagen zu entnehmen ist, auf verschiedenste Art und
Weise mit Erfolg ausgeführt werden, insbesondere unter Vor
nahme verschiedenster Änderungen, Modifikationen und Verbesse
rungen, wie sie dem Fachmann erkennbar sind, ohne daß dadurch
der Gegenstand der Erfindung oder der allgemeine Erfindungsge
danken der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Mit der Erfindung wird insbesondere ein dynamischer Dämpfer
vom Doppelmassen-Typ zur Verfügung gestellt, der auf einem
stab-, schaft- und/oder rohrförmigen schwingenden Teil an
bringbar ist sowie ein erstes Dämpfersystem und ein zweites
Dämpfersystem aufweist, die auf zwei unterschiedliche Fre
quenzbereiche abgestimmt sind. Jedes der Dämpfersystem umfaßt
ein, vorzugsweise ringförmiges bzw. hülsenförmiges und/oder
zylindrisches, Massenteil, das radial auswärts von dem schwin
genden Teil angeordnet ist, und ein elastisches Halteteil zum
elastischen Halten des Massenteils mit Bezug auf das schwin
gende Teil. Die elastischen Halteteile der beiden Dämpfer
systeme sind in der Axialrichtung in Reihe angeordnet und in
der Axialrichtung miteinander verbunden. Der dynamische Dämp
fer weist weiter einen elastischen Verbinder, insbesondere ei
nen Gummi- oder Kautschukverbinder, auf, welcher von benach
barten Teilen der elastischen Halteteile zur elastischen Ver
bindung von axial gegenüberliegenden Seiten der beiden Massen
teile ausgebildet ist. Die beiden elastischen Halteteile haben
jeweils eine Federkonstante bzw. Federkonstanten, gemessen in
der Radialrichtung bzw. den Radialrichtungen, welche Federkon
stanten beide größer als eine Scherfederkonstante des elasti
schen Verbinders, insbesondere des Gummi- oder Kautschukver
binders, sind, der bei relativer Verlagerung der Massenteile
in den Radialrichtungen Scherbeanspruchungen ausgesetzt ist.
Es sei darauf hingewiesen, daß dort, wo Teile oder Bereiche
als aus Gummi oder Kautschuk bestehend oder hergestellt be
schrieben sind, dieses Material zwar besonders bevorzugt wird,
aber allgemein ein geeignetes elastisches Material, vorzugs
weise ein gummielastisches Material, sein kann, das bevorzugt
vulkanisierbar ist und/oder das vorzugsweise ein Kunststoff
material ist.
Claims (11)
1. Dynamischer Dämpfer vom Doppelmassen-Typ, der auf
einem stab-, schaft- und/oder rohrförmigen schwingenden Teil
(12) anbringbar oder angebracht ist, umfassend:
ein erstes Dämpfersystem (18), umfassend ein, vorzugswei se ringförmiges, hülsenförmiges und/oder zylindrisches, erstes Massenteil (14; 62; 92; 102; 112), das radial auswärts an dem schwingenden Teil (12) angeordnet ist, und ein erstes elasti sches Halteteil (16; 61c; 91c; 101c; 111c) zum elastischen Halten des ersten Massenteils (14; 62; 92; 102; 112) zur Ver bindung desselben mit dem schwingenden Teil (12);
ein zweites Dämpfersystem (24), umfassend ein, vorzugs weise ringförmiges, hülsenförmiges und/oder zylindrisches, zweites Massenteil (20; 63; 93; 103; 113), das radial auswärts von dem stab-, schaft- oder rohrförmigen schwingenden Teil (12) angeordnet ist, und ein zweites elastisches Halteteil (22; 61d; 91d; 101d; 111d) zum elastischen Halten des zweiten Massenteils (20; 63; 93; 103; 113) zur Verbindung desselben mit dem schwingenden Teil (12);
wobei das erste und zweite Dämpfersystem (18, 24) auf zwei unterschiedliche Frequenzbereiche abgestimmt sind, wobei das erste und zweite elastische Halteteil (16, 22; 61c, 61d; 91c, 91d; 101c, 101d; 111c, 111d) in einer oder der Axialrich tung des dynamischen Dämpfers (10; 50; 60; 90; 100; 110) in Reihe angeordnet und integral miteinander verbunden sind; und
einen elastischen Verbinder (44), der durch benachbarte Teilen (28) des ersten und zweiten elastischen Halteteils (16, 22; 61c, 61d; 91c, 91d; 101c, 101d; 111c, 111d) zur elasti schen Verbindung von axial gegenüberliegenden Seiten des er sten und zweiten Massenteils (14, 20; 62, 62; 92, 93; 102, 103; 112, 113) miteinander gebildet ist, wobei das erste und
zweite elastische Halteteil (16, 22; 61c, 61d; 91c, 91d; 101c, 101d; 111c, 111d) jeweilige Federkonstanten, gemessen in den Radialrichtungen senkrecht zur Axialrichtung, haben, welche Federkonstanten beide größer sind als eine Scherfederkonstante des elastischen Verbinders (44), der bei einer relativer Ver lagerung des ersten und zweiten Massenteils (14, 20; 62, 62; 92, 93; 102, 103; 112, 113) in den Radialrichtungen Scherkräf ten ausgesetzt ist.
ein erstes Dämpfersystem (18), umfassend ein, vorzugswei se ringförmiges, hülsenförmiges und/oder zylindrisches, erstes Massenteil (14; 62; 92; 102; 112), das radial auswärts an dem schwingenden Teil (12) angeordnet ist, und ein erstes elasti sches Halteteil (16; 61c; 91c; 101c; 111c) zum elastischen Halten des ersten Massenteils (14; 62; 92; 102; 112) zur Ver bindung desselben mit dem schwingenden Teil (12);
ein zweites Dämpfersystem (24), umfassend ein, vorzugs weise ringförmiges, hülsenförmiges und/oder zylindrisches, zweites Massenteil (20; 63; 93; 103; 113), das radial auswärts von dem stab-, schaft- oder rohrförmigen schwingenden Teil (12) angeordnet ist, und ein zweites elastisches Halteteil (22; 61d; 91d; 101d; 111d) zum elastischen Halten des zweiten Massenteils (20; 63; 93; 103; 113) zur Verbindung desselben mit dem schwingenden Teil (12);
wobei das erste und zweite Dämpfersystem (18, 24) auf zwei unterschiedliche Frequenzbereiche abgestimmt sind, wobei das erste und zweite elastische Halteteil (16, 22; 61c, 61d; 91c, 91d; 101c, 101d; 111c, 111d) in einer oder der Axialrich tung des dynamischen Dämpfers (10; 50; 60; 90; 100; 110) in Reihe angeordnet und integral miteinander verbunden sind; und
einen elastischen Verbinder (44), der durch benachbarte Teilen (28) des ersten und zweiten elastischen Halteteils (16, 22; 61c, 61d; 91c, 91d; 101c, 101d; 111c, 111d) zur elasti schen Verbindung von axial gegenüberliegenden Seiten des er sten und zweiten Massenteils (14, 20; 62, 62; 92, 93; 102, 103; 112, 113) miteinander gebildet ist, wobei das erste und
zweite elastische Halteteil (16, 22; 61c, 61d; 91c, 91d; 101c, 101d; 111c, 111d) jeweilige Federkonstanten, gemessen in den Radialrichtungen senkrecht zur Axialrichtung, haben, welche Federkonstanten beide größer sind als eine Scherfederkonstante des elastischen Verbinders (44), der bei einer relativer Ver lagerung des ersten und zweiten Massenteils (14, 20; 62, 62; 92, 93; 102, 103; 112, 113) in den Radialrichtungen Scherkräf ten ausgesetzt ist.
2. Dynamischer Dämpfer vom Doppelmassen-Typ gemäß An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl
das erste als auch das zweite elastische Halteteil (16, 22)
wenigstens einen Teil oder Bereich (26) aufweist, welcher zwi
schen radial gegenüberliegende Oberflächen wenigstens eines
oder des entsprechenden einen aus dem ersten und zweiten Mas
senteil (14, 20) und des schwingenden Teils (12) zwischenge
fügt ist, wobei der wenigstens eine Teil oder Bereich (26) da
zu geeignet ist, aufgrund von darauf angewandten Kompressions-
und Zugkräften elastisch deformiert zu werden.
3. Dynamischer Dämpfer vom Doppelmassen-Typ gemäß An
spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der elastische Verbinder (44) eine Nut oder Vertiefung (42,
46) hat, die in der inneren Umfangsoberfläche und/oder in der
äußeren Umfangsoberfläche desselben ausgebildet ist, wobei
sich die Nut oder Vertiefung (42, 46) in einer oder der Um
fangsrichtung des dynamischen Dämpfers zwischen den benachbar
ten Teilen (28) des ersten und zweiten elastischen Halteteils
(16, 22) erstreckt.
4. Dynamischer Dämpfer vom Doppelmassen-Typ gemäß An
spruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein ringförmiger Leerraum (32) in einer oder der Umfangs
richtung des dynamischen Dämpfers zwischen radial gegenüber
liegenden Oberflächen von wenigstens einem oder jedem aus dem
ersten und zweiten Massenteil (14, 20) und dem schwingenden
Teil (12) ausgebildet ist, wobei der ringförmige Leerraum (32)
eine axiale Länge hat, die nicht kleiner als eine oder die
gesamte axiale Länge eines oder des entsprechenden einen aus
dem ersten und zweiten Massenteil (14, 20) ist, wodurch das
erste und zweite elastische Halteteil (16, 22) daran gehindert
werden, allein durch Kompression derselben deformiert zu wer
den, wobei der elastische Verbinder (44) eine Nut oder Vertie
fung (42, 46) hat, die in einer oder der inneren Umfangsober
fläche und/oder einer oder der äußeren Umfangsoberfläche des
selben ausgebildet ist, wobei sich die Nut oder Vertiefung
(42, 46) in der Umfangsrichtung zwischen den benachbarten Tei
len (28) des ersten und zweiten elastischen Halteteils (16,
22) erstreckt.
5. Dynamischer Dämpfer vom Doppelmassen-Typ gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein oder das Verhältnis der Scherfederkonstante des ela
stischen Verbinders (44) zu jeder der Federkonstanten des er
sten und zweiten elastischen Halteteils (16, 22), gemessen in
den Radialrichtungen, nicht kleiner als 1/8 ist.
6. Dynamischer Dämpfer vom Doppelmassen-Typ, der auf
einem stab-, schaft- oder rohrförmigen schwingenden Teil (12)
anbringbar oder angebracht ist, umfassend:
eine, bevorzugt ringförmige, hülsenförmige und/oder zy lindrische, elastische Struktur, die radial auswärts von dem schwingenden Teil (12) angeordnet ist und ein erstes elasti sches Halteteil (16; 61c; 91c; 101c; 111c) aufweist, das eine erste Federkonstante hat, sowie ein zweites elastisches Hal teteil (22; 61d; 91d; 101d; 111d), das eine zweite Federkon stante hat, die kleiner als die erste Federkonstante ist, wo bei das erste und zweite elastische Halteteil (16, 22; 61c, 61d; 91c, 91d; 101c, 101d; 111c, 111d) in der Axialrichtung des dynamischen Dämpfers (10; 50; 60; 90; 100; 110) integral miteinander ausgebildet sind;
ein erstes Massenteil (14; 62; 92; 102; 112), das an ei nem oder dem äußeren Umfang des ersten elastischen Halteteils (16; 61c; 91c; 101c; 111c) befestigt und so abgestimmt ist, daß es hochfrequente Vibrationen dämpft; und
ein zweites Massenteil (20; 63; 93; 103; 113), das an ei nem oder dem äußeren Umfang des zweiten elastischen Halteteils (22; 61d; 91d; 101d; 111d) befestigt und so abgestimmt ist, daß es niedrigfrequente Vibrationen dämpft, wobei das zweite Massenteil (20; 63; 93; 103; 113) eine Masse hat, die kleiner als jene des ersten Massenteils (14; 62; 92; 102; 112) ist.
eine, bevorzugt ringförmige, hülsenförmige und/oder zy lindrische, elastische Struktur, die radial auswärts von dem schwingenden Teil (12) angeordnet ist und ein erstes elasti sches Halteteil (16; 61c; 91c; 101c; 111c) aufweist, das eine erste Federkonstante hat, sowie ein zweites elastisches Hal teteil (22; 61d; 91d; 101d; 111d), das eine zweite Federkon stante hat, die kleiner als die erste Federkonstante ist, wo bei das erste und zweite elastische Halteteil (16, 22; 61c, 61d; 91c, 91d; 101c, 101d; 111c, 111d) in der Axialrichtung des dynamischen Dämpfers (10; 50; 60; 90; 100; 110) integral miteinander ausgebildet sind;
ein erstes Massenteil (14; 62; 92; 102; 112), das an ei nem oder dem äußeren Umfang des ersten elastischen Halteteils (16; 61c; 91c; 101c; 111c) befestigt und so abgestimmt ist, daß es hochfrequente Vibrationen dämpft; und
ein zweites Massenteil (20; 63; 93; 103; 113), das an ei nem oder dem äußeren Umfang des zweiten elastischen Halteteils (22; 61d; 91d; 101d; 111d) befestigt und so abgestimmt ist, daß es niedrigfrequente Vibrationen dämpft, wobei das zweite Massenteil (20; 63; 93; 103; 113) eine Masse hat, die kleiner als jene des ersten Massenteils (14; 62; 92; 102; 112) ist.
7. Dynamischer Dämpfer vom Doppelmassen-Typ gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste elastische Halteteil (16; 61c; 91c; 101c; 111c)
einen Hauptteil oder -bereich hat, welche Kompressionskräften
ausgesetzt ist, wenn der dynamische Dämpfer (10; 50; 60; 90;
100; 110) mit dem schwingenden Teil (12) schwingt, während das
zweite elastische Halteteil (22; 61d; 91d; 101d; 111d) einen
Hauptteil oder -bereich hat, welcher Scherkräften ausgesetzt
ist, wenn der dynamische Dämpfer (10; 50; 60; 90; 100; 110)
mit dem schwingenden Teil (12) schwingt.
8. Dynamischer Dämpfer vom Doppelmassen-Typ nach einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der dynamische Dämpfer (10; 50; 60; 90; 100; 110) mit der
Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs versehen ist, welche eine
solche aus einem Paar von Antriebswellen zur Übertragung von
Antriebskraft auf das rechte und/oder linke Antriebsrad oder
die rechten und/oder linken Antriebsräder des Kraftfahrzeugs
ist, die eine kleinere axiale Länge als die andere Antriebs
welle des Paars von Antriebswellen hat.
9. Dynamischer Dämpfer vom Doppelmassen-Typ nach einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der dynamische Dämpfer (10; 50; 60; 90; 100; 110) mit der
Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs versehen ist, welche eine
solche aus einem Paar von Antriebswellen zum Übertragen einer
Antriebskraft auf das rechte und/oder linke Antriebsrad oder
die rechten und/oder linken Antriebsräder des Kraftfahrzeugs
ist, die eine größere axiale Länge als die andere Antriebswel
le des Paars von Antriebswellen hat.
10. Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs, die mit einem
dynamischen Dämpfer vom Doppelmassen-Typ nach einem der An
sprüche 1 bis 7 ausgerüstet ist, welche eine Antriebswelle aus
einem Paar von Antriebswellen zum Übertragen von Antriebskraft
auf ein rechtes und/oder linkes Antriebsrad oder die rechten
und/oder linken Antriebsräder des Kraftfahrzeugs ist, wobei
diese Antriebswelle eine kleinere axiale Länge als die andere
Antriebswelle aus dem Paar von Antriebswellen hat.
11. Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs, die mit einem
dynamischen Dämpfer vom Doppelmassen-Typ nach einem der An
sprüche 1 bis 7 ausgerüstet ist, welche eine Antriebswelle aus
einem Paar von Antriebswellen zum Übertragen einer Antriebs
kraft auf ein rechtes und/oder linkes Antriebsrad oder die
rechten und/oder linken Antriebsräder des Kraftfahrzeugs ist,
wobei diese Antriebswelle eine größere axiale Länge als die
andere Antriebswelle aus dem Paar von Antriebswellen hat.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15949895A JP3538479B2 (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | ダブルマス式ダイナミックダンパおよびダイナミックダンパ付駆動車軸 |
JP7-159498 | 1995-06-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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