DE2117930C3 - Flussigkeits-Drehschwingungsdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung bc/ieht sich auf FIüssigkeits-Drehichwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Nach dem Stand der Technik sind zwei unterschied!! ehe Bauarten von Drehschwingungsdämpfern bekannt, nämlich einerseits abgestimmte Gummidämpfer, die gewöhnlich als »Pilger« bezeichnet werden und indererseits nicht abgestimmte Flüssigkeitsdämpfcr

Ein abgestimmter (iunimidampfer. also cm Tiller, ist beispielsweise in der Df AS 1183 743 beschrieben und weist eine Trägheitsmasse auf. die mit einem Nahcnteil durch cm elastisches Flemeni aus (jummi "tier einem anderen Flastomcrm.iteniil gekoppelt ist. Das Nabentcii Kt mit der Kurbelwelle eines zugehörigen Motors starr verbunden, Während des Betriebs führt der Dämpfer aufgrund der elastischen Eigenschaften des als Abstiitimfedef wirkenden Gurttinielemcntcs zu deri zu dampfenden Vibrationen eine zweite Schwitigungsart in das System ein. Dadurch werden die Spitzenampliludert der beiden Arten von Schwingungen durch die Dämpfungswirkung aufgrund der Hysterese des Gtimriiiclemenles verringert, wobei die SeliwinguiigSünefgie in Wärme verwandelt wird. Das Gummielement erfüllt somit zwei Aufgaben, nämlich einerseits den Schwingungsdämpfer abzustimmen und gleichzeitig eine Dämpfungswirkung auszuüben. Vorteilhaft ist dabei, daß unter Resonanzbedingungen die abgestimmte Trägheitsmasse Schwingungen ausführt, deren Amplitude größer ist als die Amplitude der zu dämpfenden Eingangsschwingungen, so daß die erforderliche Dämpfungswirkung mit Hilfe einer Trägheitsmasse erzielt werden kann, die im Vergleich zur Trägheitsmasse eines Flüssigkeitsdämpfers mit gleicher Wirksamkeit relativ klein ist. Nachteilig ist jedoch bei einem abgestimmten Schwingungsdämpfer, daß in den dämpfenden Gummielementen, die eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die absorbierte Energie aufgestaut wird, so daß sich hohe Temperaturen ergeben können. Aus diesem Grunde sind derartige abgestimmte Dämpfer nur bei verhältnismäßig geringen Energiepegeln der zu dämpfenden Drehschwingungen brauchbar.

Ein nicht abgestimmter Flüssigkeitsdämpfer der eingangs genannten Gattung isi bereits in der DE-AS 12 95 287 beschrieben. Dieser bekannte Flüssigkeits· Drehschwingungsdämpfer weist eine mit einem Motor gekoppelte Nabe auf, die mit einem radial nach außen wegragenden Flansch versehen ist. Dieser Flansch ist von einer aus zwei Teilen zusammengesetzten Trägheitsmasse umgeben, wobei zwischen diesen Teilen ein enger spaltartiger Hohlraum gebildet ist, der mit einer Flüssigkeit hoher Viskosität gefüllt ist. Zur Abdichtung

ίο dieses Hohlraums sind die der Nabe zugewandten axialen Flächen der Trägheitsmasse zu dem Hohlraum hin mit je einer Abschrägung versehen, an denen in axialer und radialer Richtung vorgespannt ringförmige elastische Elemente anliegen, die neben ihrer Abdich-

j5 tungsfunktion zugleich auch die Trägheitsmasse auf der Nabe zentrieren, so daß im Betrieb eine unmittelbare Berührung des Flansches und der Trägheitsmasse vermieden wird. Die vom Motor auf die Nabe übertragenen, zu dämpfenden D\ »'hschwingungen bean-Sprüchen im Betrieb den Flussigkeitsfilm zwischen dem Flansch und der Trägheitsmasse auf Scherung, wobei die Schwingungen durch Energieabsorplion in der Flüssigkeit gedämpft werden. Die hierbei erzeugte Wärme kann durch die große Oberfläche des Flüssig-

4¹) keitsfilmes o' ,e weiteres über die Nabe bzw. die Trägheitsmasse an die Umgebung abgeleitet werden. Nachteilig ist hierbei, daß die Schsvingungsamplitude der Trägheitsmasse stets kleiner ist als die F.ingangsamplitude der zu dämpfenden Schwingungen und daher

Vi muß zur f rzielung einer ausreichenden Dämpfungswirkung die Trägheitsmasse im Vergleich zu derjenigen eines abgestimmten Dampfers mit (!leicher Wirkung recht groß sein.

Überdies ist in der IJS-PS 24 0^r) 022 bereits ein

y, Flussigkeils Drehsihwingiingsihimpfer beschrieben, bei dem zur Vermeidung einer übermäßigen Erwärmung durch Berührung der Trägheitsmasse und des (iili.iuscs ein verhältnismäßig weiter Sp,ill vorgesehen im f.in ihm der Nabe verbundener radial auswärts ragender I lansih

ho ist nut einer Aiißenverzahniin^ ve sehen, die in eine entsprechende Innenverzahnung in der Trägheitsmasse mit Abstand eingreift; Zwischen den einzelnen Zähnen ist dabei zur Aufnahme einer viskosen Dämpfungsflüssigkeit ausreichend Spiel belassen. Radial einwärts von dieser Verzahnung sind zwischen der Trägheitsmasse und der Nabe zu beiden Seiten des Flansches jeweils ringförmige, im Querschnitt etwa rechteckige elastische Elemente angeordnet, die mit Torsiönsbclastting vorge-

spannt sind, um ihre Lebensdauer zu erhöhen. Diese elastischen Ringelemente sind einerseits zur Halterung und andererseits aber auch zur Abstimmung der Trägheitsmasse ausgebildet.

Überdies bilden sie eine Abdichtung für die Dämpfungsflüssigkeit und gewährleisten auch in gewissem Umfang eine radiale Zentrierung der Trägheitsmasse bezüglich der Nabe. Nachteilig ist bei einem derartigen Ürehschwingungsdämpfer der reclTt komplizierte Aufbau, der bei der Herstellung insbesondere der Verzahnungen aufwendige maschinelle Bearbeitungen erfordert Überdies können die elastischen Ringelemente keine axiale Zentrierung der Trägheitsmasse bieten, so daß trotz des zwischen der Trägheitsmasse und dem Flansch vorgesehenen großen Spiels eine Berührung dieser Teile im Betrieb nicht gänzlich ausgeschlossen werdpn kann.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen FIüssigkeits-Drehschwingungsdämpfer der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung zu schaffen, der bei einfachem Aufbau eine gegenüber herkömmlichen Flüssigkeits-ürehschwingungsdämpfern vergleichbarer Dämpfungswirkung eine kleinere Trägheitsmasse benötigt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung sind also nicht einfach in einen herkömmlichen Flüssigkei's-Drehschwingungsdämpfer Abstimmelemente eingefügt, sondern es ist vielmehr vorgesehen, daß diese jo Abstimmelemente in ganz bestimmter Weise ausgebildet zugleich die Funktionen der Abdichtung des Hohlraums, der Zentrierung der Trägheitsmasse auf der Nabe in axialer und radialer Richtung und überdies auch die Abstimmung der Trägheitsmasse besorgen.

Auf diese Weise wird erreicht, daß bei konstruktiv einfachem Aufbau die eingangs erläuterten Vorteile von abgestimmten Dämpfern und nicht abgestimmten Flüssigkeitsdämpfern gemeinsam erhalten werden, ohne jedoch deren jeweilige Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 bis 8 zeigen jeweils im Schnitt verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer. wobei in jedem Fall jeweils nur eine Hälfte eines Dämpfers dargestellt ist. da alle Dämpfer von symmetrischer Konstruktion sind.

In Fig. 1 erkennt man ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Nabenteil mit einem zentral angeordneten ringförmigen Abschnitt 12. an den sich ein rohrförmiger ή Abschnitt 14 anschließt, welcher sich im rechten Winkel zum äußeren Rand des zentralen Abschnitts 12 erstreckt An dem rohrförmigen Abschnitt 14 ist ein radial n.ich .iußcn ragender ( Linsen 16 ausgebildet. Ferner ist eine Trägheitsmasse vorgesehen, die zwei ^ Teile 18 und 20 umfaßt, Welche den Flansch 16 konzentrisch mit dem Nabcnleil 10 umschließen. Die beiden Teile 18 und 20 der Trägheitsmasse sind miteinander durch einen Lippenabschnitt 22, der an dem einen Teil 18 ausgebildet und über einen kleinen Flansch 24 des anderen Teils 20 der Trägheitsmasse hinweg umgebördelt ist, um tine Dichtung 23 aus Kunstharz einzuschließen. Alternativ kann der Lippenabschnitt 22 um den Flansch 24 herumgewalzt und mit ihm verschweißt werden. Die beiden Teile der Trägheitsmasse bilden zusammen einen Hohlraum 25 zum Aufnehmen des Randabschnitts oder Flansches 16 des Nabenteils 10. Jedes der beiden Teile 18 und 20 der Trägheitsmasse ist bei 26 bzw. 28 in einem Bereich in der Nähe des durch den Rohrabschnitt 14 und des Flansches 16 gebildeten Winkels schräg weggeschnitten. In Anlage an den Abschrägungen 26 und 28 sind zwei elastische Abstimmelemente 30 und 32 angeordnet, die im freien Zustand die Form von O-Ringen haben. Die elastischen Elemente stehen in axialer und radialer Richtung unter einer Druckbeanspruchung, so daß sie die Trägheitsmasse sowohl in axialer als auch in radialer Richtung gegenüber dem Nabenteil in ihrer Lage halten, wobei sie gleichzeitig dazu dienen, die Antriebskammer 25 abzudichten. Vor dem Anbringen eines Verschlusses 36 kann man in die Antriebskammer 25 eine Flüssigkeil von hoher Viskosität über eine Öffnung 34 einführe·). Während des Betriebs kommen . ·>. elastischen Elemente 30 und 32 auf dreierlei Weise zur Wirkung. Erstens wirken sie als Abstimmelemente, zweitens halten sie das Nabenteil und die Trägheittmasse in radialer und axialer Richtung in der gewünschten relativen Lage, und drit'ins dichten sie die Aniriebskammer 25 ab. Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß die Berührungsfläche zwischen der Flüssigkeit in der Antriebskammer 25 und den elastischen Elementen 30 und 32 klein ist.

Wenn jedoch die elastischen Elemente aus einem Material bestehen, das sich gegenüber der zähen Flüssigkeit nicht neutral verhält, wird gemäß der Erfindung mindestens derjenige Teil der beiden elastischen Elemente, welcher mit der Flüssigkeit in Berührung kommt und vorzugsweise auch die gesamte übrige Außenfläche jedes elastischen Elements mit einer Oberflächenschi· 'it aus einem Material versehen, das durch die Füssigkeit nicht angegriffen wird, ur.d bei dem es sich z. B. um einen chemisch neutralen Syn.hesekautschuk handelt.

Der in F i g. 2 gezeigte Schwingungsdämpfer ist von ähnlicher Konstruktion wie derjenige nach Fig. 1. abgesehen davon, daß die beiden Teile IS und 20 der Trägheitsmasse durch Nieten 38 oder Schrauben verbunden sind, die sich axial durch die Teile der Trägheitsmasse erstrecken. I Im eine gewisse Relativbewegung zwischen der Trägheitsmasse und dem Nabenteil 10 zu ermöglichen, wie es bei einer Dämpfungsvorrichtung erfordert h ist. sind die öffnungen 40 des Flansches 16 im Vergleich zum Durchmesser der Nieten 38 überbemessen.

Die Anordnung nach Fig. 2 erweist »ich gewöhnlich als zweckmäßiger, wnn die beiden Teile 18 und 20 der T^r Jf heitsmasse aus Gußeisen bestehen.

Fig. 3 zeigt einen Schwingungsdämpfer ähnlich demjenigen na; 1. F i g. I, bei dem jedocn das Nabenteil 10 durch zwei zueinander passende Bauteile 42 und 44 gebildet ist. d'e zusammen ein Nabenteil bilden, das eine ähnliche form hat wie das Nabenteil 10 nach Fig. I

Die in Fig. t gezeigte Anordnung ähnelt derjenigen nach ! ig:!. abgesehen davon, daß sich das, Nabenteil 10 aus drei Einzelteilen 46,48 und 50 zusammensetzt. Diese drei Teile bilden zusammen ein Nabenleil ähnlich demjenigen nach Fig. 1, davon abgesehen, daß der Mittelabschnitt 12 symmetrisch zu dem Rohrabschnitt 14 angeordnet ist.

Fig.5 zeigt eine Weiterbildung des Schwingungsdärnpfers nach Fig. 1, bei dem ein Teil der Trägheitsmasse an seinem Umfang mit einer Keilriemennut 52

versehen ist, so daB die Trägheitsmasse als Riemenscheibe benutzt werden kann.

Bei der in Fig.6 gezeigten Konstruktion umfaßt das Nabenteil vier ringförmige Bauteile 54, 56, 58 und 60, wobei die beiden inneren Bauteile 56 und 58 an ihren äußeren Rändern jeweils im rechten Winkel zu dem Nabenleil umgebogen sind, so daß sie rohfförmige Abschnitte 62 und 64 bilden. Diese Abschnitte sind in entsprechend geformten Ringnuten der beiden" Teile 18 und 20 der Trägheitsmasse angeordnet. Bei dieser Konstruktion ergibt sich zwischen dem Nabenteil und der Trägheitsmasse eine größere Fläche, auf welcher der Flüssigkeitsfilm durch Scherkräfte beansprucht fwird.

Fig.7 zeigt eine Ausführungsform, bei der der rohrförmige Abschnitt 14 fortgelassen ist, und bei der die Teile 18 und 20 der Trägheitsmasse mit Äbschrägungen 26 und 28 in der Nähe der rohrförmigen Abschnitte

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mente 30 und 32 sind wie bei den Vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen in Anlage an den Abschrägungen 26 und 28 angeordnet.

Die in Fig.8 dargestellte Anordnung ähnelt derjenigen nach Fig. 1, abgesehen davon, daß die Übergangsslelle zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 14 und dem Flansch 16 mit Abschrägungen 66 und 68 versehen ist, so daß die zusammengedrückten elastischen Elemente 30 und 32 parallele oder im Wesentlichen parallele Flächen 70, 72, und 74, 76 aufweisen, und daß jeweils ein Teil jedes elastischen Elements in den Spalt zwischen dem Flansch 14 und einem der Teile 18 und 20 der Trägheitsmasse hineinragt. Die radiale Dicke jedes elastischen Elements kann somit über seine ganze Länge gleichmäßig oder im wesentlichen gleichmäßig und außerdem kleiner sein als bei den Ausführungsformen nach F i g. 1 bis 7. Wird der Schwingungsdämpfer in der in F i g. 8 gezeigten Weise ausgebildet, läßt sich die Steifigkeit der Kopplung zwischen dem Näbenteil 10 und den Teilen 18 Und 20 der Trägheitsmasse erhöhen. Der nicht dargestellte äußere Teil des Schwingungs-

V5 dämpfers nach Fig.8 kann ähnlich dem äußeren Teil jedes der Schwingungsdämpfer nach Fig.I bis 7 ausgebildet sein.
Wenn sich die elastischen Elemente des Schwin-

KÜiiKSuSinpiCrS itSOii r !gvu

zusammengedrückten Zustand befinden brauchen sie nicht die Form von O-Ringeh zu haben. Bei den Ausführungsformen riach Fig. I bis 7 sind die elastischen Elemente allgemein so ausgebildete daß sie im freien, bzw. entspannten Zustand die Form von O-Ringen haben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. FIüssigkeits-Drehschwingungsdämpfer mit einer konzentrisch an einer Antriebswelle befestigbaren Nabe, welche einen axialen und einen davon radial nach außen wegragenden Flansch aufweist, mit einer aus wenigstens zwei Teilen zusammengesetzten Trägheitsmasse, die einen mit einer Flüssigkeit hoher Viskosität gefüllten Hohlraum einschließt, in welchem der radiale Flansch der Nabe aufgenommen ist, wobei die der Nabe zugewandten axialen Flächen der Trägheitsmasse zu dem Hohlraum hin mit je einer Abschrägung versehen sind, an denen in axialer und radialer Richtung vorgespant ringförmige elastische Elemente anliegen, die den Hohlraum abdichten und die Trägheitsmasse zentrieren, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen elastischen Elemente nach Querschnitt und Elastizität als Abstimmelemente (30, 32) ausgebildet sind unu aus einem Material hoher Elastizität und geringer Hysterese bestehen.

2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (25) eine Silikonflüssigkeit mit einer Viskosität von bis zu 1 Million Centistoke enthält.

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abstimmelement (30, 32) aus Naturkautschuk besteht und mit einer Oberflächenschicht aus einem Synthesekautschuk versehen ist, die von der Dämpfungsflüssigkeit eher isch nicht angegriffen wird.

4. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht eine Dicke von etwa 0,! mm tat.

5. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse an ihrem Umfang mit einer Keilriemennut (52) versehen ist.

6. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Abstirnmelemente (30, 32) mit den Flächen verbunden sind, an denen sie anliegen.