DE19531639A1 - Drehschwingungsdämpfer - Google Patents
DrehschwingungsdämpferInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer,
insbesondere zur Schwingungsdämpfung an Kurbelwellen von
Verbrennungsmotoren, gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Ein solcher Drehschwingungsdämpfer ist bekannt. Er
besteht im wesentlichen aus einem mit der zu dämpfenden
Welle fest verbundenen Innenteil und einem auf dem
Innenteil begrenzt drehbeweglich gelagerten Außenteil,
der mit dem Innenteil über in Kammern einliegende
Hülsenfederpakete derart gekuppelt ist, daß zwischen
Innen- und Außenteil Relativbewegungen auftreten können.
Die Hülsenfedern bestehen aus mehreren ineinander
geschobenen, ringförmig gebogenen Stahlbändern. Dabei
nimmt die Federblattdicke radial von außen nach innen
kontinuierlich ab, um die Biegespannungen in den
einzelnen Blättern bei einer bestimmten Auslenkung etwa
gleich groß halten zu können.
Weiter sind die Freiräume der Aufnahmekammern für die
Federpakete mit Drucköl gefüllt, welches durch eine
Bohrung laufend zugeführt wird und nur entgegengesetzt
zur Fliehkraftrichtung verdrängt werden kann. Die
Dämpfungswirkung beim Auftreten von Relativbewegungen
beruht hauptsächlich auf Ölverdrängung, und zusätzlich
wird eine Dämpfung durch mechanische Reibung
hervorgerufen.
Die Größe eines Schwingungsdämpfers und seine
Drehsteifigkeit zwischen Innen- und Außenteil hängt von
den drehschwingungstechnischen Verhältnissen des
jeweiligen Antriebes ab. Je weicher eine Hülsenfeder sein
muß, je dünner werden die einzelnen Blätter der
Hülsenfeder und je größer wird ihre Anzahl pro Paket. Im
umgekehrten Fall nimmt die Stärke der Blätter zu und ihre
Anzahl verringert sich.
Die Verwendung solcher Federpakete zur Erzielung hoher
Drehsteifigkeiten ist aus verschiedenen Gründen
nachteilig. Zunächst ist es erforderlich, Rohmaterial
entsprechend der Anzahl der Einzelfedern eines
Federpaketes in unterschiedlichen Stärken bereitzuhalten.
Außerdem ist die Fertigung solcher Federpakete
zeitaufwendig und kostenintensiv.
Während der Belastung der Federn eines Federpaketes
aufgrund der Relativbewegungen zwischen Außen- und
Innenteil treten Flächenreibungen auf, die zu
Reibkorrosion führen und damit die Betriebszeit eines
Dämpfers erheblich verringern können.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Sie verfolgt
das Ziel, für einen Drehschwingungsdämpfer Hülsenfedern
bereitzustellen, die eine hohe Verschleißfestigkeit haben
und wirtschaftlicher als bisher herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird bei einem Drehschwingungsdämpfer der
eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die jeder Kammer zugeordnete Ringfeder als einteilige
Ringfeder ausgebildet ist und einen Schlitz aufweist,
durch den sich der Hubbegrenzungsbolzen mit Spiel in das
Innere der Ringfeder erstreckt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die einteilige
Ringfeder im Ruhezustand so ausgebildet, daß sie an der
kreisrunden Wandung der Kammer mit radialer Vorspannung
anliegt.
Hinsichtlich ihrer axialen Länge sind die Ringfedern so
bemessen, daß jede Ringfeder an ihren axialen Enden mit
den Seitenscheiben in Gleitberührung steht.
Bislang war man der Ansicht, daß die erforderliche
Drehsteifigkeit für Drehschwingungsdämpfer nur durch den
Einsatz von Hülsenfederpaketen erzielbar ist. Entgegen
dieser in Fachkreisen herrschenden Meinung wurde nun
überraschenderweise gefunden, daß für Einsatzfälle, bei
denen eine höhere Drehsteifigkeit gefordert ist, solche
Drehsteifigkeiten auch mit einer einteiligen Hülsenfeder
erreicht werden können.
Damit wird die Herstellung im Vergleich zu einer als
Federpaket aufgebauten Hülsenfeder erheblich vereinfacht.
Rohmaterial braucht nur noch in einer einzigen Stärke zur
Verfügung stehen, d. h. es ist nur ein einziger
Warmwalzvorgang erforderlich. Die nachfolgende
maschinelle Fertigung wird dabei in bekannter Weise so
angelegt, daß die einteiligen Hülsenfedern im
Einbauzustand eine gewünschte Vorspannung haben. Außerdem
sind Maßnahmen zur Erhöhung der Dauerfestigkeit
anwendbar, wie z. B. das Kugelstrahlen. Wegen der
größeren Dicke des Federstahlbandes sind hierbei keine
Deformationen zu befürchten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend
näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Stirnansicht eines Drehschwingungsdämpfers
gemäß der Erfindung bei abgenommener
Seitenscheibe und
Fig. 2 eine Seitenansicht des Drehschwingungsdämpfers
in einem Schnitt in den Ebenen der Linien I-I
der Fig. 1.
Der abgebildete Drehschwingungsdämpfer enthält einen
Ringkörper als Innenteil 1, der mit der zu dämpfenden
Welle, z. B. eine Kurbelwelle, drehfest verbunden wird.
Auf der Mantelfläche 2 des Innenteils 1 ist ein zweiter
Ringkörper als Außenteil 3 mit seiner Innenmantelfläche 4
in Drehrichtung gleitbeweglich gelagert.
In den miteinander in Berührung stehenden
Mantelflächen 2, 4 der Innen- und Außenteile 1, 3 sind
einander gegenüberliegende halbkreisförmige Ausnehmungen
eingelassen, die sich zu achsparallelen, kreisrunden
Kammern 5 ergänzen, wobei die Mittelpunkte der Kammern
mit der Kreislinie der Mantelflächen zusammenfallen. Die
Kammern sind symmetrisch über den gesamten Umfang
verteilt. Anzahl und Größe der Kammern hängt von den
Erfordernissen der jeweiligen Anlage ab.
In jeder Kammer 5 ist eine einteilige geschlitzte
Ringfeder 6 unter radialer Vorspannung angeordnet. Die
Schlitze 7 der Ringfedern 6 sind radial zur Mitte des
Drehschwingungsdämpfers gerichtet. In den
halbkreisförmigen Ausnehmungen des Innenteils 1 ist je
eine achsparallele Nut 8 eingearbeitet, die sich radial
in das Innenteil 1 ersteckt. In jeder Nut 8 ist ein
Laschenartiger Fußteil 9 eines Hubbegrenzungsbolzens 10
gelagert. Der Fußteil 9 trägt an seinem anderen Ende eine
stangenartige Verdickung 11 mit kreisrundem Querschnitt.
Der Außendurchmesser der Verdickung 11 ist kleiner als
der Innendurchmesser der Ringfeder 6.
Die Hubbegrenzungsbolzen 10 haben die Aufgabe, die
Relativbewegungen zwischen Außen- und Innenteil 3, 1 so
zu begrenzen, daß während des Betriebes die
Biegebeanspruchungen in den Ringfedern 6 in zulässigen
Grenzen bleiben. Außerdem wird durch den Fußteil 9 ein
unkontrolliertes Verdrehen der Ringfeder 6 verhindert.
Wie die Zeichnungen zeigen, ist die Bohrung des
Innenteils 1 als Stufenbohrung mit einem ersten
Abschnitt 12 zur Lagerung auf der Welle und einem zweiten
Abschnitt 13 mit größerem Durchmesser und geringerer
axialer Tiefe ausgebildet. Vom zweiten Abschnitt 13 gehen
radiale Bohrungen 14 aus, die in je eine Kammer 5 münden.
Über diese Bohrungen werden die Kammern 5 mit Drucköl
versorgt. Am Außenteil 3 sind am äußeren Umfang an beiden
Seiten in axialer Richtung sich erstreckende
Ringflansche 15, 16 angeformt.
Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, hat der scheibenartige
Innenteil 1 außerhalb der inneren Nabe eine geringere
axiale Dicke als der Außenteil 3. Den Abschluß der
Kammern an ihren axialen Enden bilden ringförmige
Seitenscheiben 17, 18. Dabei ist jede
Seitenscheibe 17, 18 von dem jeweiligen
Flanschring 15, 16 umschlossen und durch diesen
zentriert. Durch die Seitenscheiben 17, 18 ist der
Bereich der Kammern 5 im Außenteil 3 seitlich öldicht
abgeschlossen. Das zugeführte Drucköl kann also aus den
Kammern 5 in Fliehkraftrichtung nicht entweichen.
Dagegen ist der Innenteil 1 zwischen den
Seitenscheiben 17, 18 mit Spiel 19 geführte um einen
Ölaustausch zu ermöglichen. Wenn der
Drehschwingungsdämpfer am freien Ende einer Kurbelwelle
angeordnet ist, gelangt das abfließende Öl in den
Kurbelwellenraum.
Die Seitenteile 17, 18 können durch Schrauben mit dem
Außenteil 3 fest verbunden werden. Dies ist in der
Zeichnung aus Gründen der Vereinfachung nicht
dargestellt.
Während des Betriebes des Drehschwingungsdämpfers führt
der Außenteil 3 aufgrund der Schwingungen der zu
dämpfenden Welle hin- und hergehende Relativbewegungen
gegenüber dem Innenteil 1 aus. Als Folge hiervon werden
die Ringfedern 6 im Sinne einer radialen Zusammenpressung
belastet und dabei auf Biegung beansprucht. Die damit
verbundene Veränderung der Kammervolumen erzeugt durch
Ölverdrängung die gewünschte Dämpfungswirkung.
Claims (3)
1. Drehschwingungsdämpfer, insbesondere zur
Schwingungsdämpfung an Kurbelwellen von
Verbrennungsmotoren, mit einem drehfest mit der
Kurbelwelle verbindbaren ringförmigen Innenteil sowie
einem auf dem Innenteil begrenzt drehbeweglich gelagerten
Außenteil, mit über den Umfang verteilten,
achsparallelen, kreisrunden Kammern, die durch
Ausnehmungen in den aneinanderliegenden Mantelflächen von
Innen- und Außenteil gebildet sind, wobei in den Kammern
geschlitzte ringförmige Hülsen aus Federstahl einliegen
und die Freiräume in den Kammern mit Öl gefüllt sind, mit
am Außenteil an beiden Endseiten befestigten
Seitenscheiben, die die Kammern im Bereich des Außenteils
seitlich öldicht abschließen, und mit
Hubbegrenzungsbolzen, die sich in jeder Kammer vom
Innenteil in das Innere einer Hülsenfeder erstrecken,
dadurch gekennzeichnet, daß die jeder Kammer (5)
zugeordnete Ringfeder (6) als einteilige Ringfeder (6)
ausgebildet ist und einen Schlitz (7) aufweist, durch den
sich der Hubbegrenzungsbolzen (10) mit Spiel in das
Innere der Ringfeder (6) erstreckt.
2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Ringfeder (6) an der kreisrunden
Wandung der Kammer (5) mit radialer Vorspannung anliegt.
3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Ringfeder (6) an ihren axialen
Enden mit den Seitenscheiben (17, 18) in Gleitberührung
steht.
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