DE2005080A1

DE2005080A1 - Drehschwingungsdämpfer und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2005080A1
Application number: DE19702005080
Authority: DE
Inventors: Charles F.; Gilbert John E.; Williamsville N.Y. Desmond (V.St.A.). M Pl6f 15-32
Original assignee: Holset Engineering Company Ltd., Turnbridge, Huddersfield, Yorkshire (Großbritannien)
Priority date: 1969-02-04
Filing date: 1970-02-04
Publication date: 1970-08-27
Also published as: FR2033942A5; GB1305398A

Description

H.SCHROEltR. K. LEHMANN

PATENTANWÄLTE -, · _n λ c Γ» Q- Π

8Mün*en25 ■ Lipowskystr. 10 20 U O UO U

Tel, 778956

Holset Engineering Company Limited tho-ho-15

.■-■-■ 4. 2. 1970

Drehschwingungsdämpfer und Verfahren zu seiner Herstellung |

Die Erfindung bezieht sich .auf Drehschwingungsdämpfer - auch "viscous dampers" oder liüssigkeitsdämpfer genannt und Verfahren zu ihrer'Herstellung, und sie sieht insbesondere derartige Schwingungsdämpfer vor, die mit einem Gehäuse aus Blech versehen sind. .

Zwar ist es allgemein anerkannt, daß es wünschenswert sein würde, Schwingungsdämpfer mit Gehäusen, aus Blech zu schaffen, doch wurde bis jetzt kein Verfahren vorgeschlagen, das es ermöglicht, die mit durch Scherkräfte beanspruchten Filmen zusammenarbeitenden Flächen der Gehäuse mit der erforderlichen Genauigkeit herzustellen, so daß solche Schwingungsdämpfer in der Praxis verwendbar sind. Bei Schwingungsdämpfern ist es wichtig, dafür zu sorgen, daß die einander zugewandten Flächen des Gehäuses und des Trägheitskörpers möglichst genau parallel zueinander verlaufen und keine Abwei chungen von den parallelen Ebenen aufweisen, damit das zähflüssige Dämpfungsmaterial Schwingungen dadurch auf geeignete Weise dämpft, daß es durch Scherkräfte beansprucht wird. Damit solche Schwingungsdämpfer betriebefähig bleiben, müssen außerdem die freiliegenden äußeren Bänder den Gehäuses genügend widerstandsfähig sein, damit keine Eindrückungen ent-

stehen, wenn das Gehäuse bei der Handhabung des Dämpfers oder während des Gebrauchs durch irgendwelche Gegenstände Stoßkräften ausgesetzt wird.

Bei den bisherigen Versuchen, Gehäuse für Schwingungsdämpfer im Wege des Stanzens oder Drückens herzustellen, führten unerwünschte Verformungen, Eigenspannungen, die örtliche Erhöhungen erzeugen, die Verringerung der Wandstärke des Werkstoffs an den Ecken oder Bändern, die eine Schwächung verursachen, sowie die leichte Verformbarkeit des Werkstoffs zu Schwierigkeiten, die die Verwendung von Blech als unzweckmä-

A Big erscheinen ließen. Das Verziehen des Werkstoffs und die Entstehung örtlicher Erhöhungen führen dazu, daß sich die Bauteile verklemmen oder festfressen, und infolge der leichten Verformbarkeit der Bänder entstehen nach innen vorspringende Eindrückungen, die in Reibungsberührung mit dem Trägheitskörper treten. Wegen dieser zahlreichen Nachteile werden Schwingungsdämpfer bis jetzt gewöhnlich mit Gehäusen versehen, die aus Guß- oder Schmiedestücken hergestellt und maschinell bearbeitet werden, um die erforderliche Genauigkeit zu gewährleisten. Bei diesen Guß- oder Schmiedestücken zeigt es sich Jedoch häufig nach dem Abschluß der maschinellen Bearbeitung, daß sie porös sind, so daß kostspielige Abdichtungsverfahren angewendet werden müssen, um solche porösen

" Bauteile noch verwendbar zu machen.

Eine weitere Schwierigkeit, die bis jetzt sowohl bei Behausen aus Blech als auch bei maschinell bearbeiteten Gehäusen aus einem gegossenen oder geschmiedeten Werkstoff auftritt, ergibt sich bezüglich der Abdichtung der Gehäuseteile gegen das Entweichen des zähen Däpfungsmittels. Ferner verziehen sich die Gehäuseteile bei der Anwendung bekannter ßchweißverfahren. Bei der Anwendung anderer Verbindungsverfahren, z.B. beim Einrollen der Ränder oder dergleichen, muß man Dichtungsmittel verwenden, die dann, wenn sie sich als schadhaft erweisen, die Anwendung kostspieliger Verfahren erforderlich machen, mittels deren die Genaue verwendbar gemacht werden können.

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Die Erfindung sieht nunmehr einen Drehschwingungsdämpfer mit- einem Gehäuse von geringem Gewicht vor, "bei dem das Gehäuse zwei sich ergänzende, zwische sich eine ringförmige Arbeitskammer abgrenzende Gehäuseteile aus einem porenfreien Blech von großer Wandstärke umfaßt; ferner umfaßt ein erfindungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer einen in der Arbeitskammer des Gehäuses angeordneten ringförmigen Trägheitskörper mit Flächen, die von ihnen zugewandten Flächen des Gehäuses durch einen Abstand getrennt sind, der unter Berücksichtigung der Viskosität des Dämpfungsmittels in der Ksinmer so gewählt ist, daß er von einem auf Abscherung beanspruchten Film ausgefüllt werden kann; hierbei werden die beiden sich ergän- *| zenden Gehäuseteile mit Hilfe des Elektronenstrahlschweißverfahrens mit abdichtender Wirkung aneinander befestigt.

Ferner sieht die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Drehschwingmngsdämpfern der genannten Art vor, bei dem .zwei sich ergänzende Bauteilen aus porenfreiem Blech von großer Wandstärke so miteinander verbunden werden, daß sie ein Gehäuse von geringem Gewicht bilden, dessen Wände eine ringförmige Arbeitskammer umschließen, in der ein ringförmiger Trägheitskörper relativ frei drehbar gelagert ist, wobei die , einander zugewandten Arbeitsflächen des Gehäuses und des Trägheitskörpers parallel zueinander so angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein Spalt vorhanden ist, dessen Breite unter (j Berücksichtigung der Viskosität eines in der Kammer Vorhändenen Dämpfungsmittels so gewählt ist, daß er von einem durch Scherkräfte zu beanspruchenden Film ausgefüllt werden kann; das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt Maßnahmen, um den sich ergänzenden Gehäuseteilen die gewünschte Form zu geben und . sie mit Hilfe des Elektronenstrahlschweißverfahrens mit abdichtender Wirkung aneinander zu befestigen»

Wenn das Elektronenstrahlschweißverfahren angewendet wird, um die Gehäuseteile miteinander zu verbinden, führt die während des ßchweißvorgangs entstehende Wärme zu einem geringeren Verzug dee Werkstoffs, und man kann die Gehäuseteile

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aus einem dünneren Blech, herstellen.

Vorzugsweise wird ein Gehäuseteil oder werden beide Gehäuseteile auf hydraulischem Wege in die gewünschte Form gebracht. Auch hierdurch wird der Verzug bzw. die unerwünschte Verformung während der Herstellung verringert, so daß man die Gehäuseteile auch aus diesem Grund aus einem dünneren Blech herstellen kann«

Die hydraulische Formgebung ermöglicht es ferner, die Gehäuseteile so zu formen, daß alle äußeren Ränder der aus Blech gefertigten Gehäuse einer schädlichen Verformung einen Widerstand entgegensetzen.

Zu den weiteren Vorteilen, die sich aus der Erfindung ergeben können, gehören die geringeren Kosten der Herstellung und die höhere Betriebssicherheit der Schwingungsdämpfer, die Tatsache, daß die Gehäuseteile nicht porös sind, der minimale Aufwand für eine maschinelle Bearbeitung, die höhere Oberflächengüte sämtlicher Flächen, eine Verbesserung der Wirkungsweise und des Aussehens, eine bessere Abdichtung der Verbindungsstellen, die einen Betrieb bei höheren Drehzahlen und Temperaturen zuläßt, die Verringerung des ^üehäusegewichtes und damit eine Verbesserung der Dämpfungswirkung als Folge einer Verringerung der Massenträgheit des Gehäuses sowie die Tatsache, daß die Gehäuseteile eine hohe Genauigkeit aufweisen und sich nicht verziehen oder auf andere unerwünschte Weise verformen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfind dung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Ansicht einen Teil eines Drehschwingungsdämpfere gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist ein vergrößerter '-i-'eilschnitt längs der Linie -Il-II in Fig. 1.

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Fig. 3 ähnelt Fig. 2, zeigt jedoch eine etwas abgeänderte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 4 ähnelt, ebenfalls Fig. 2, zeigt jedoch eine weitere abgeänderte Ausführungsform eines Drehschwingungsdämpfers.

Fig« 3 ähnelt wiederum Fig. 2, zeigt jedoch eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 6 veranschaulicht in einem schematisQhen Teilschnitt das hydraulische Verfahren zum Formen eines Gehäuseteils.

Fig. 7 veranschaulicht in einem schematischen Tel- * schnitt die Anwendung des ElektronenstrahlBchweißverfahrens beim Herstellen eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers, .

Der in Fig. 1 und 2 gezeigte, insgesamt mit 10 bezeichnete Drehschwingungsdämpfer, der z.B. dazu dienen kann,, die Drehschwingungen einer Kurbelwelle zu dämpfen, umfaßt ein Gehäuse aus Blech, das sich zweckmäßig aus zwei Teilen zusammensetzt, nämlich einem ersten Gehäuseteil 11 und einem zweiten Gehäuseteil 12, die so gestaltet sind, daß sie zwischen sich eine ringförmige Arbeitskammer 13 abgrenzen, in der ein ringförmiger Trägheitskörper 14 angeordnet ist. Min·* j deatens die im rechten Winkel zur Achse verlaufenden Flächen und die äußere UmfangBflaehe des ringförmigen Trägheitskörpere 14 sind in einem gleichmäßigen Abstand von den ihnen zugewandten Flächen der Gehäußeteile innerhalb der Arbeitekammer 13 und parallel dazu angeordnet, so daß zwischen die-•en Flächen durch Scherkräfte zu beanspruchende Filme aus einer zähen Dämpfungsflüssigkeit entstehen können, die zweck mäßig mind·βtens dtn größeren Teil der Kammer 13 in der

Umgebung de· Trägheitakörpers auefüllt.

Jede· der GehäueeteÜe 11 und 12 iit aui Blech und vorsugsweiae au· einem nicht poröeen Stahlblech hergestellt, Stärke dta Verwendungezweok angepaßt iet. Man kann

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OftlGiNAL JNSPECTED

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beispielsweise bei Kurbelwellenschwingungsdämpfern mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 305 mm ein Blech mit einer Stärke von etwa 4 mm verwenden. Um eine maximale Genauigkeit zu erzielen, und die erforderliche maschinelle Bearbeitung auf einem Minimum zu halten, werden alle abgewinkelten Wandabschnitte der ^uehäuseteile 11 und 12 mit Hilfe von Einzelmatrizen hydraulisch geformt. Das Gehäuseteil 11 hat in seiner endgültigen Form einen radialen Wendabschnitt 15 und einen ringförmigen äußeren Umfangswandabschnitt 17» der sich im rechten Winkel zu dem Wandabschnitt 15 erstreckt und mit ihm durch eine gekrümmte Verbindungsstelle 18 am

P äußeren Rand der Dämpferbaugruppe verbunden ist. Das Gehäuseteil 12 umfaßt einen radial verlaufenden Wandabschnitt 19, der mit seinem äußeren Rand am benachbarten Rand des Wandabschnitts 17 anliegt. Ein axial verlaufender Wandabschnitt 20 ist mit dem Wandabschnitt 19 durch eine gekrümmte Verbindungsstelle 21 verbunden und erstreckt sich im rechten Winkel zu dem Wandabschnitt 19 zu einem weiteren gekrümmten Übergangsabschnitt 22, an den sich ein radial nach innen ragender Befestigungsflanschabschnitt 23 anschließt, der flach an einem durch eine Verlängerung des Wandabschnitts 15 gebildeten, radial verlaufenden inneren Befestigungsflanschabschnitt 24 anliegt und sich zweckmäßig bis zum inneren Rand des Flansch-

* abschnitte 24 erstreckt. Die beiden aufeinander liegenden Befestigungsflansche 23 und 24 haben in radialer Richtung eine begrenzte Breite, sie erstrecken sich nach innen, und sie begrenzen eine zentrale Öffnung, Damit der Schwingungsdämpfer an einer Kurbelwelle oder dergleichen befestigt werden kann, sind die beiden Flanschabschnitte 23 und 24 mit mehreren in Umfangsabständen verteilten Bohrunge 25 zum Aufnehmen von Schrauben versehen.

Um bei der Herstellung der Wände des durch die Gehäuseteile 11 und 12 gebildeten Gehäuses eine möglichst hon· Genauigkeit zu erzielen, um ferner ein Verziehen der Wände möglichst auszuschalten, und um den äußeren "* ;rbindungi- oder Rai.dabeohnitten 18 und 21 eine möglicket hon· Stetigkeit

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zu verleihen, werden die beiden Gehäuseteile mit Hilfe eines hydraulischen Freiformverfahrens hergstellt, bei dem die Gehäuseteile auf hydraulischem Wege auf bzw. in einem einzigen Matrizenteil geformt werden. Fig. 6 zeigt als Beispiel eine eine hydraulische Formgebung ermöglichende Vorrichtung, wie sie allgemein in der U.S.A.-Patentschrift 3 596 561 beschrieben ist. Gemäß Fig. 6 wird das Bauteil, z.B. das Gehäuseteil 12, dadurch in die gewünschte Form gebracht, daß auf hydraulischem Wege ein flaches Rohteil aus Blech in eine zur Formgebung dienende Aussparung 27 eines einzigen Matrizenteils 28 hineingepteßt wird, das in ein Kopfteil oder einen Schuh 29 eingebaut ist. Um das Rohteil zu formen, wird es zwischen einander zugewandten Flächen des Matrizenteils 28 und eines Ziehteils 30 so eingespannt, daß es sich über die zum Formen dienende Aussparung 27 hinweg erstreckt; hierbei ist eine flexible Formgebungsmembran 31 vorgesehen, die der Unterseite des Eohteils- zugewandt und mit ihj?em Band an dem Ziehteil 30 so befestigt ist, daß sie sich über eine oder mehrere in dem Ziehteil ausgebildete Aussparungen 32 zum Aufnehmen eines hydraulischen Druckmittels erstreckt. Wenn mit Hilfe des hydraulischen Druckmittels ein ausreichender Druck aufgebracht wird, legt sich die Membran 31 an das Rohteil aus Blech an und drückt es in die zum Formen dienende Aussparung 27» deren Formgebungsflächen genau bearbeitet sind, so daß sie mit einer hohen Genauigkeit die axial verlaufende Wand 20, den Flansch 23 und die gekrümmten Verbindungsabschnitte 21 und 22 erzeugen» während der .Wandabschnitt 19 zwischen den Einspannflächen genau in seiner ebenen Lage gehalten wird. Auf ähnliche Weise wird das Gehäuseteil 11 mit Hilfe eines entsprechend geformten ^atrizenteils in die gewünschte Form gebracht. Statt ein Matrizenteil mit einer Aussparung zu benutzen, kann man die Gehäuseteile aus Blech auch dadurch formen, daß man sie auf ein entsprechendes positives !"atrizenteil aufpreßt. Da die Gehäuseteil* auf hydraulischem Wege geformt werden, genügt gewöhnlich ein aehr geringer Aufwand zum Bearbeiten der Kanten und zum Bohren von Löchern» um die Bauteile gebrauchsfertig zu machen· Sollte

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der Werkstoff nach dem Verformen noch irgendwelche Erhöhungen aufweisen, kann man das Werkstück auf einfache Weise nacharbeiten, um solche Erhöhungen zu beseitigen, wenn sie auf einer der inneren Arbeitsflächen des Gehäuses oder auf einer der einander zugewandten Flächen der Befestigungsflansche an den Gehäuseteilen vorhanden sind.

Wenn die Gehäuseteile fertiggestellt sind, ordnet man den Trägheitsring 14- in dem ringförmigen Arbeitskammerabschnitt eines der G_ehäuseteile 11 und 12 an, woraufhin man den Zusammenbau dadurch zuendeführt, daß man das zweite Gehäuseteil auf dem ersten Gehäuseteil so anordnet, daß die beiden Teile die Arbeitskammer oder Umschließung bilden, woraufhin

fe die Gehäuseteile dauerhaft und mit hermetisch abdichtender Wirkung miteinander verbunden werden. Dieser Bi-festigängs- und Abdichtungsvorgang ist auf eine solche Weise durchgeführt, daß jedes Verziehen bzw. jede unerwünschte Verformung der Blechteile vermieden und eine einwandfreie hermetische Abdichtung erzielt wird, ohne daß es erforderlich ist, irgendwelche besonderen Dichtungsmittel wie Flachdichtungen, Dichtungsringe, Bindemittel, Dichtungsmassen oder dergleichen, zu verwenden. Zu diesem Zweck werden die Blechteile in der in Fig. 7 gezeigten Weise mit Hilfe des Elektronenstrahlβ 33 einer ElektronenstrahlSchweißvorrichtung 34- miteinander verschweißt. Hierbei werden die beiden ^eile längs zweier ßchweißlinien lückenlos und mit hermetisch abdichtender Wir-

P kung verbunden, und zwar längs einer ßchweißlinie 35i eun äer der Handabschnitt des Wandteilβ 19 mit dem freien Rand des Wandabschnitts 17 verbunden wird, sowie längs einer ßohweißlinie 37, an der die Flansche 23 und 24 nahe der Verbindungsstelle 22 aneinander befestigt werden. Ein großer Vorteil des Elektronenstrahl-Schweißverfahrens besteht darin, daß eich die Schweißstelle genügend tief in den Werkstoff hinein eretreckt, so daß sie die Verbindungsstelle in einem erheblichen Ausmaß auf beiden Seiten überbrückt, wobei jedoch trotzdem nur eine sehr schmale Zone der zu verschweißenden Teile beeinflußt wird, und wobei die erwähnten Zonen auf beiden Seiten der

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Schweißlinie nur in einem unerheblichen Ausmaß erhitzt werden, so daß ein Verziehen der Bauteile vermieden wird. Die in der beschriebenen Weise hergestellten Schweißverbindungen sind in hohem Maße temperaturbeständig, sie haben eine außergewöhnlich hohe Festigkeit, ihre Haltbarkeit ist auch über einen sehr großen Bereich von Temperaturunterschieden außergewöhnlich groß, und sie bilden eine homogene Abdichtung. Wenn ein Leck festgestellt werden sollte, was jedoch unwahr-

scheinlich ist, kann man nach dem Prüfen der Schweißverbindungen die Leckstelle auf ehr einfache Weise nachschweißen. Um die Festigkeit der Schweißverbindung 37 im Bereich der ' | Befestigungsflansche 23 und 24 zu erhöhen, ist es zweckmäßig, der Schweißlinie eine wellenförmige oder zickzackförmige Gestalt zu verleihen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, so daß sich die Gesamtlänge der Schweißlinie im Vergleich zu einem einfachen Kreis vergrößert, und daß die Verbindungsfläche zwischen den aufeinander liegenden Flanschen erheblich vergrößert wird, wobei jedoch "ein Verziehen der Werkstücke während des Schweißens-vermieden wird, und wobei alle Vorteile des Elektronenstrahlschweißverfahrens erhalten bleiben.

Nachdem der Schwingungsdämpfer zusammengebaut worden ist, wird er mit einem zähflüssigen Dämpfungsmittel,.. z.B. einer Silikonflüssigkeit, gefüllt. Um dies zu ermöglichen,' sind ' gemäß Fig. 2 in einer der Wände der Arbeitskammer, und zwar im vorliegenden Fall in dem Wandabschnitt 19, Füllöffnungen ausgebildet, die nach dem Einführen der Dämpfungsflüssigkeit z.B. gemäß Fig. 1 und 2 durch Einschweißen von Stopfen 39 hermetisch verschlossen werden.

Zwar ist der größte Teil der Arbeitskammer 13 von dem Trägheitskörper 14 ausgefüllt, doch ist ein ausreichender Vorratsraum für das hydraulische Dämpfungsmittel in einer Eingzone 40 zwischen der gekrümmten Übergangsstelle 22 und dem ihr benachbarten Wandabschnitt 15 vorhanden. Außerdem sieht man zweckmäßig zwischen der inneren Umfangsflache des Trägheitskörpers 14 und dem Wandabschnitt 20 einen Spalt vor, dessen Breite größer ist als die Dicke eines durch Scher-

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kräfte beanspruchbaren Flüssigkeitsfilms. Hierdurch wird eine auf Temperaturänderungen zurückzuführende Ausdehnung bzw. Zusammenziehung der Dämpfungsflüssigkeit ausgeglichen.

Fig. 3 zeigt einen weiteren insgesamt mit 10' bezeichneten erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer, dessen Gehäuse aus ähnlichen Teilen besteht wie das Gehäuse des Schwingungsdämpfers 10 nach Fig. 1 und 2, und bei dem die Gehäuseteile auf ähnliche Weise miteinander verbunden sind wie bei dem zuerst beschriebenen Schwingungsdämpfer; in Fig. 3 dargestellte Teile,

die in Fig. 1 und 2 gezeigten Teilen entsprechen, sind Jeweils mit den gleichen Bezugszahlen unter Beifügung eines Kennstrichs bezeichnet, und, soweit nichtB anderes angegeben ist, sind die Teile des Schwingungsdämpfers 10¹ in der gleichen Weise ausgebildet. Um die Dichtungsfläche der Verbindungsstelle am äußeren Hand zwischen den aus Blech hergestellten Gehäuseteilen 11' und 12* za vergrößern, ist die in der Umfangsrichtung verlaufende äußere Wand 17' an ihrem freien Rand mit einer Hingnut versehen, die den äußeren Rrndabschnitt des Wandteils 19* aufnimmt, und in deren Bereich eine mit Hilfe einer Elektronenstrahlschweißvorrichtung erzeugte Schweißnaht 35' den gesamten ^iv-and des Wandteils 19' mit dem Wandteil 17' verbindet, wobei sich die Schweißnaht über die eigentliche Verbindungsstelle hinaus innerhalb vernünftiger Grenzen in den Wandteil 17' hinein erstreckt. Außerdem ist der Schwingungsdämpfer 10' mit einem zwischen dem inneren Umfangsflache des Trägheitsrings 14' und der Gehäusewand 20' angeordneten Lagerring 42 aus einem Nichteisenmaterial versehen, und dieser Lagerring ist zweckmäßig an der inneren Umfangsflache des Trägheitsrings befestigt.

Um die vielseitige Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Gehäusekonstruktion aus Blech weiter zu veranschaulichen, zeigt Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines insgesamt mit 43 bezeichneten Schwingungsdämpfers, bei dem ein Trägheitsring 44 mit einer größeren kasse vorgesehen ist, der im Vergleich zu den beschriebenen Trägheitsringen 14 und 14' eine größere Breite hat, weshalb es zweckmäßig ist, die Befesti-

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gungs- z.B. Verbindungsflansche nicht an einem Ende des Schwingungsdämpfers anzuordnen, sondern sie nach innen zu versetzen. Zu diesem Zweck umfaßt der Schwingungsdämpfer 42 Gehäuseteile 45 Und 47, die zwischen sich eine ringförmige Arbeitskammer 48 abgrenzen, in der der Trägheitsring 44 angeordnet ist, und der Trägheitsring besitzt zwei im rechten Winkel zu seiner Achse verlaufende Arbeitsflächen und eine sich in der Umfangsrichtung erstreckende Arbeitsfläche an seinem äußeren Eand; diese Arbeitsflächen des Trägheitsrings sind zu ihnen parallelen Arbeitsflächen des Gehäuses in der Arbeitskammer zugewandt und von diesen Flächen durch Spalte getrennt, in denen sich ein durch Scherkräfte beanspruclibarer Flüssigkeitsfilm ausbilden kann.

Eine radial verlaufende Gehäusewand 49 des Gehäuseteils 45 ist durch eine abgerundete Übergangsstelle 50 mit einer in der Umfangsrichtung verlaufenden Gehäusewand 51 verbunden, die an ihrem freien Eand mit einer Aussparung 52 versehen ist, von der der Eand eines radial verlaufenden Wandabechnitts 53 des Gehäuseteils 47 aufgenommen ist, der mit dem Wandabschnitt 51 durch eine mit Hilfe des Elektronenstrahlschweißverfahrens erzeugte Schweißnaht 54- mit abdichtender Wirkung fest verbunden ist. An den Wandabschnitt 53 schließt sich unter Vermittlung durch eine abgerundete Übergangsstelle 55 ein. sich axial nach innen erstreckender Gehäusewandabschnitt 57 an» d.er in einen gekrümmten Verbindungsabschnitt 58 übergeht, an welchen sich ein radial nach innen ragender ringförmiger Befestigungsflanschabschnitt 59 anschließt, der flach an einem ebenfalls radial nach innen ragenden Befestigungsflanschabschnitt 60 anliegt, der in einen geschweiften Abschnitt 61 des Wandabschnitts 49 übergeht. Eine mit Hilfe einer Elektronenstrahlschweißvorrichtung erzeugte Schweißnaht 62 verbindet die Flansche 59 und 60 dauerhaft und mit abdichtender Wirkung miteinander. Auf seiner inneren Umfangsfläche trägt der Trägheitskörper 44 zwei Lagerringe 63 und 64 aus einem Nichteisenmaterial, die den Trägheitskörper gegen eine direkte Berührung mit den Wandflächen des Gehäuses schützen. Die beiden Gehäuseteile 45 und 47 werden zweckmäßig auf hydraulischem W^ge

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geformt, um die erforderliche Genauigkeit der ebenen Wandflächen zu gewährleisten, um ferner eine Kaltverfestigung bzw. eine Erhöhung der Härte und der Starrheit der einem Reckvorgang unterzogenen gekrümmten Verbindungsabschnitte zu erzielen, und um sicherzustellen, daß der Schwingungsdämpfer 43 die gleichen Vorteile bietet wie die beschriebenen Schwingungsdämpfer 10 und 10·.

Eine weitere vereinfachte Konstruktion eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers, die angewendet werden kann, wenn die Starrheit des Befestigungsflansches keinen besonders kritischen Faktor darstellt, ist in Fig. 5 gezeigt; der insgesamt mit 65 bezeichnete Drehschwingungsdämpfer hat ein Gehäuse aus Blech, das ein ebenes Bauteil 67 und ein hydraulisch geformtes ringförmiges Gehäuseteil 68 mit einem kanalförmigen Querschnitt umfaßt; das Gehäuseteil 68 wüst einen ringförmigen, radial verlaufenden Wandabschnitt 69 auf, an dessen äußeren Hand sich über einen gekrümmten Verbindungsabschnitt 70 ein axial verlaufender Wandabschnitt 71 anschließt, während der radial weiter innen liegende -hand des Wandabschnitts 69 über einen gekrümmten Verbindungsabschnitt 72 in eine ähnliche axial verlaufende Wand 73 übergeht, die die gleiche axiale Länge hat wie der äußere Wandabschnitt 71· Um die Gehämseteile 67 und 68 miteinander zu verbinden, wird mit Hilfe einer Elektronenstrahlschweißvorrichtung eine zum befestigen und Abdichten dienende Schweißnaht 74 erzeugt, die den äußeren Rand des Wandabschnitts 75 des Gehäuseteils 67 mit dem daran anliegenden Rand des Wandabschnitts 71 verbindet. Der Rand des Wandabschnitts 73 des Gehäuseteils 68 wird auf ähnliche Weise mit aem Gehäuseteil 67 durch eine mit Hilfe einer Elektronenstrahl Schweißvorrichtung erzeugte Schweißnaht 77 verbunden. Von dieser inneren Schweißnaht aus erstreckt sich radial nach innen über die Schweißnaht hinaus eine einen Befestigungsflansch bildende Verlängerung 78 des Gehäuseteil 67, die zweckmäßig mit Bohrungen 79 zum Aufnehmen von Schrauben versehen ist. In einer Arbeitskammer 80 des durch die ^ehäuseteile 67 und 68 gebildeten ringfÖrmigen Gehäuses ist ein

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Trägheitsring 81 angeordnet, der zwei im rechten Winkel zu seiner Achse verlaufende Arbeitsflächen und an seinem äußeren Umfang eine axial verlaufende Arbeitsfläche besitzt, wobei diese Arbeitsflächen jeweils parallel zu den i&nen zugewandten Flächen des Gehäuses in der Arbeitskammer angeordnet und von ihnen durch Spalte getrennt sind, in denen sich ein durch Scherkräfte beanspruchbarer Film ausbilden kann.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen erfindungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer bilden die aus Blech gefertigten Gehäuseteile porenfreie Wände der Arbeitskammern. Dadurch, daß die Gehäuseteile auf hydraulischem Wege geformt werden, erhalten sie innerhalb der Arbeitskammer sehr genau ausgebildete Arbeitsflächen. Schon das äußere Erscheinungsbild dieser Schwingungsdämpfer deutet auf die Genauigkeit hin, mit der die Wände hergestellt sind, da keine Verzerrungserscheinungen zu beobachten sind, wie sie bei gezogenen Blechteilen gewöhnlich vorhanden sind. Bei den Gehäusen, die aus hydraulisch geformten Blechteilen bestehen, ergibt sich ein sehr vorteilhaftes Verhältnis zwischen der Festigkeit und dem Gewicht, so daß man beim Konstruieren solcher Schwingungsdämpfer nur eine minimale Trägheit des Gehäuses zu berücksichtigen braucht, und daß sich bezogen auf die Masse ein hoher Wirkungsgrad der Schwingungsdämpfer erzielen läßt. Die mit Hilfe des KLektronenstrahlschweißverfahrens hergestellten Schweißnähte bilden so feste Verbindungsstellen, daß sich ein hoher Sicherheitsgrad sowohl bezüglich der mechanischen festigkeit als auch der hermetischen Abdichtung ergibt. Ferner sind die äußeren Verbindungsabschnitte zwischen den Wänden der Gehäuseteile so fest, daß sie dem Entstehen von Mndrückungen bei rauher Behandlung einen hohen Widerstand entgegensetzen.

Patentansprüche ι 009835/U19

Claims

P A ϊ ϋ N I A N S P H ί) C H E

1 .J Drehschwingungsdämpfer, gekennzeichnet durch ein leichtes Gehäuse, das sich aus zwei sich ergänzenden porenfreien Gehäuseteilen (11, 12; 11', 12'; 45, 47; 67» 68) aus Blech von großer Wendstärke zusammensetzt, die zwischen sich eine ringförmige Arbeitskammer (13; 48; 80) abgrenzen, und einen in der Arbeitskammer a geordneten ringförmigen Trägheitskörper (14; 14'; 44; 81) mit Flächen, die unter Berücksichtigung der Viskosität eines in der Arbeitskammer enthaltenen Dämpfungsmittels in einem solchen Abstand von ihnen zugewandten Innenflächen des Gehäuses angeordnet sind, daß sich zwischen zusammenarbeitenden Flächen ein durch Scherkräfte beanspruchbarer Film des Dämpfungsmitteis ausbildet, wobei die beiden sich ergänzenden Gehäuseteile mit Hilfe des Elektronenstrahlschweißverxahrens mit abdichtender Wirkung fest miteinander verbunden worden sind.

2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden sich ergänzenden Gehäuseteile einen Befestigungsflanschabschnitt (23, 24; 23\ 24¹; 59, 60) umfaßt, und daß diese Befestigungsflanschabschnitte flach aufeinander liegend angeordnet sind.

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Befestigungsflanschabschnitte (23, 24) zum Verbinden der sich ergänzenden ^ehäuseteile (11, 12) aneinander durch eine nahe der Arbeitskammer (13) angeordnete endlose, mit Hilfe des Elektronenstrahl Schweißverfahrens hergestellte Schweißnaht (37) verbunden sind, die über ihre ganze Länge wellenförmig ist, um die Festigkeit der Schweißverbindung zu erhöhen.

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4. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden sich ergänzenden Gehäuseteile miteinander durch eine mit Hilfe des Elektronenstrahlschweißverfahrens hergestellte Schweißnaht (35; 35'» 54-J 74·) verbunden sind, die sich an einer Stoßstelle zwischen den ^uehäuseteilen durch eines der G_ehäuseteile hindurch und bis zu einer erheblichen Tiefe in das andere Gehäuseteil hinein erstreckt.

5· Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichne , daß eines der sich ergänzenden Gehäuseteile (11'; 45) einen sich allgemein inaxialer Richtung erstreckenden Wandabschnitt (17'5 5Ό umfaßt, der an einem freien Rand mit einer Aussparung (41; 52) versehen ist, daß das andere der beiden sich ergänzenden Gehäuseteile (12¹; 47) einen in der Aussparung liegenden Randabschnitt umfaßt und daß der äußerste Teil des Randabschnitts mit dem erwähnten Gehäuseteil in der Aussparung durch eine mit Hilfe des Elektronenstrahlschweißverfahrens hergestellte Schweißnaht (35*j 5²O verbunden ist, die sich bis zu einer erheblichen Tiefe in den erwähnten Wandabschnitt hinein erstreckt und die Gehäuseteile nicht nur dauerhaft miteinander verbindet, sondern auch eine zuverlässige hermetische Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen den Gehäuseteilen im Bereich der Aussparung bewirkt.

6. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß eines der sich ergänzenden Gehäuseteile (11; 11"; 45) einen ersten, eine Arbeitskammer abgrenzenden W- ndabschnitt (15; 49) mit einer Verlängerung in iorm eines Befestigungsflansches (24; 24¹; 60) umfaßt, daß das andere der sich ergänzenden Gehäuseteile (12; 12¹; 47) einen zweiten, eine Arbeitskammer abgrenzenden .Wandabschnitt (19; 19'; 53) mit einer Verlängerung in Form eines Befestigungsflansches (23; 23'; 59) umfaßt, daß mindestens der Wandabschnitt des zweiten ^uehäuseteils und die einen Befestigungsflansch bildende Verlängerung durch f;ine gekrümmte bb<irr:&nßsstelle (21, 22; 21', 22' ; 55, 5b) r.itein-

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ander verbunden sind, und daß diese Übergangsstellen zusammen mit dem ersten Gehäuseteil einen Vorratsraum für das in der Arbeitskammer verwendete Dämpfungsmittel abgrenzen.

7. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der sich ergänzenden Gehäuseteile auf hydraulischem Wege geformt worden ist.

8. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß beide Gehäuseteile auf hydraulischem Wege geformt worden sind.

9. Verfahren zum Herstellen eines Drehschwingungsdämpfers, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes und ein zweites Gehäuseteil aus porenfreiem Blech von großer Wandstärke, die sich ergänzen, miteinander verbunden werden, um ein Gehäuse von geringem Gewicht zu bilden, dessen Wände eine ringförmige Arbeitskammer umschließen, in der ein ringförmiger Trägheitskörper relativ frei drehbar eingeschlossen ist, wobei einander zugewandte Arbeitsflächen des Gehäuses und dee Trägheitskörpers parallel zueinander und unter Berücksichtigung der Viskosität eines in der Arbeitskammer enthaltenen Dämpfungsmittels in solchen Abständen voneinander angeordnet sind, daß sich zwischen den Flächen ein durch Scherkräfte beanspruchbarer Film aus dem Dämpfungsmittel ausbilden kann, daß die sich ergänzenden Gehäuseteile geformt werden, und daß sie mit Hilfe des Llektronenstrahlschweißverfahrens mit abdichtender Wirkung aneinander befestigt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eines der ^ehäuseteile af hydraulischem Wege geformt wird und während dieses Arbeitsschrittes alle gekrümmten abgerundeten Abschnitte durch einen Reckvorgang gehärtet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gehäuseteile auf hydraulischem Wege geformt werden.

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12o Verfahren nach einem der Ansprüche 9 "bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß jedes der sich ergänzenden Gehäuseteile mit einem radial verlaufenden ^efestigungsflansch versehen wird und diese Befestigungsflansche flach aufeinander liegend so aneinander befestigt werden, daß eine hermetische Abdichtung erzielt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die ^efestigungsflansehe mit Hilfe des Elektronenstrahlschweißverfahrens längs einer endlosen Linie miteinander verbunden werden, die sich nahe der Arbeitskammer in der Unifangsrichtung erstreckt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Gehäuseteile an allen Stoßstellen mit Hilfe des ElektronenstrahlSchweißverfahrens längs endloser Linien miteinander verbunden werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß beide Gehäuseteile auf hydraulischem Wege geformt werden, daß hierdurch beide Gehäuseteile mit jeweils einen Winkel einschließenden sich ergänzenden Arbeitskammer-Wandabschnitten in der Weise versehen werden, daß jedes der beiden Gehäuseteile zwei von vier ringförmigen Bändern der Arbeitskammer bildet, daß die Gehäuseteile an zwei Stoßstellen zur Anlage aneinander gebracht werden, und daß an den beiden Stoßstellen mit Hilfe des Elektronenstrahl schweißverfahrens endlose Schweißnähte erzeugt werden, die sich durch die Stoßstellen hindurch erstrecken, um eine hermetische Abdichtung der Stoß- bzw. Verbindungsstellen zu bewirken.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 "biß 15» dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil in Form einer ebenen Platte hergestellt wird, daß das zweite Gehäuseteil so geformt wird, daß es einen in einer axialen Richtung offenen Hingkanal bildet, daß die Ränder des zweiten Gehäueeteils zur Anlage an dem ersten ^ehäuseteil gebracht

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werden, und daß die Känder des zweiten Gehäuseteils mit dem ersten Gehäuseteil mit Hilfe des KLektronenstrahlschweißverfahrens verschweißt werden, um die Verbindungsstellen zwischen den Gehäuseteilen hermetisch abzudichten.

17. Verfahren zum Herstellen eines Drehschwingungsdämpfers, dadurch gekennz e i chnet , daß ein erstes und ein zweites Gehäuseteil aus porenfreiem Blech von großer Wandstärke, die sich ergänzen bzw. zueinander passen, mit hermetisch abdichtender Wirkung miteinander verbunden werden, so daß sie ein Gehäuse von geringem Gewicht mit Wänden bilden, die eine kreisrunde Arbeitskammer umschließen, in die ein kreisrunder Trägheitskörper relativ frei drehbar eingeschlossen ist, wobei einander zugewandte Arbeitsflächen des Gehäuses und des Trägheitskörpers parallel zueinander und unter Berücksichtigung der Viskosität eines in der Arbeitskammer enthaltenen Dämpfungsmittel^ in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß sich zwischen benachbarten Flächen ein Film aus dem Dämpfungsmittel ausbilden kann, und wobei mindestens das zweite Gehäuseteil aus Blech einen Winkel einschließende kreisrunde Wandabschnitte aufweist, wobei mindestens eine abgerundete Verbindungs- bzw. Übergangsstelle mit einem äußeren Hand vorgesehen ist, um eine Beschädigung därch Stoßkräfte zu verhindern, daß die Gehäuseteile in die gewünschte Form gebracht werden, daß der Trägheitskörper in dem ersten Gehäuseteil angeordnet wird, daß das zweite Gehäuseteil mit dem ersten ^uchäuseteil vereinigt wird, um den Trägheitskörper in die Arbeitskammer einzuschließen u d einander benachbarte Abschnitte der ^uehäuseteile in stumpfe Anlage aneinander zu bringen, und daß die Gehäuseteile an den Stoßstellen mit Hilfe des ElektronenstrahlSchweißverfahrens so miteinander verschweißt werden, daß sich die Schweißnähte durch die Stoßstellen hindurch erstrecken, um sie hermetisch abzudichten.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden G_ehäuseteile hydraulisch geformt werd n, um sie mit genau die gewünschte Form aufwei-

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senden Wandabschnitten zu versehen.

19. Verfahren nach Anspruch 1? oder 18, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Gehäuseteil hydraulisch so geformt wird, daß es einen sich nach einer Seite öffnenden Hingkanal bildet, daß das zweite Gehäuseteil in Form einer ebenen Platte hergestellt wird, daß nach dem Einbringen des Trägheitskörpers in das erste Gehäuseteil die beiden Gehäuseteile so vereinigt werden, daß die Ränder des ersten ehäuseteils stumpf an dem zweiten Gehäuseteil anliegen, und daß mit Hilfe des Elektronenstrahlschweißverfahrens Schweißnähte erzeugt werden, die sich durch das zweite Ge- ä häuseteil hindurch sowie durch die Stoßstellen von den Rändern des ersten ^uehäuseteils hindurch in die Ränder des ersten Gehäuseteils hinein erstrecken.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19» dadurch gekennzeichnet , daß jedes der beiden Gehäuseteile mit einem Befestigungsflansch versehen wird, daß die Befestigungsflansche flach aufeinander liegend angeordnet werden, und daß die Befestigungsflansche mit Hilfe des Elektronenstrahlschweißverfahrens so aneinander befestigt werden, daß ihre der Arbeitskammer benachbarte Verbindungsstelle hermetisch abgedichtet wird.

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