DE2130664A1 - Schwungrad zur Schwingungsdaempfung und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents
Schwungrad zur Schwingungsdaempfung und Verfahren zum Herstellen desselbenInfo
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- F16F15/1414—Masses driven by elastic elements
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Description
SOCIETA APPLICAZIONI GOMMA. ANTIVIBRAHTI SAGA S.p.A.
Mailand, Italien
Schwungrad- zur Schwingungsdämpfung und Verfahren zum Herstellen desselben
Priorität : 23. Juni 1970 / Italien Anmelde-Nr. : 26395-A/7O
Die Erfindung bezieht sich auf Schwungräder zum Dämpfen von Torsionsschwingungen, insbesondere auf ein
Schwungrad einer Bauart, die einen elastomeren Stoff, wie Gummi oder dergl., umfaßt, dessen Elastizität kombiniert
mit einer zweckmäßigen Trägheitsmasse des Schwungrades dazu dient, Torsionsschwingungen einer Kurbelwelle zu verringern,
auf der das Schwungrad angebracht ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen von Schwungrädern.
Ein bekanntes Schwungrad zum Dämpfen von Schwingungen hat eine Innenscheibe, die unter Zwischenschaltung eines
elastomeren, ringförmigen Teils eine ringförmige Trägheitsmasse trägt.
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In einem Schwungrad dieser Art ist eine Ela3tomer-Metall-Verbindung
sowohl an der Innenscheibe wie auch an der Trägheitsmasse hergestellt. Da die Trägheitsmasse bei bekannten
Schwungrädern die Form einer ringförmigen Platte hat, ist das Trägheitsmoment des Plattenquerschnitts gering,
und die Platte muß eine erhebliche Masse haben, um die Kurbelwelle genügend ausgleichen zu können, insbesondere wenn
es sich um eine Kurbelwelle eines Industriefährzeugmotors handelt.
Die große, mit dem ringförmigen, elastomeren Teil verbundene Trägheitsmasse kann beim betrieb des Schwungrades
zu einer raschen Verschlechterung der Elastomer-Metall-Verbindungen aufgrund von Abnutzungserscheinungen führen,
deren Auswirkungen noch durch die hohen Umgebungstemperaturen, unter denen das Sehwungrad normalerweise arbeitet, verstärkt
werden.
Es sind auch Schwungräder zur Schwingungsdämpfung bekannt, bei denen die mittlere Scheibe mit einem äußeren
zylindrischen Körper verbunden oder einheitlich ausgebildet ist, wobei die Trägheitsmasse, die gleichfalls zylindrisch
geformt ist, an dem zylindrischen Körper unter Zwischenschaltung eines zylindrischen Gummiteils angebracht ist.
Hier besteht keine Gummi-Metall-Verbindung an der mittleren Scheibe selbst noch an der Trägheitsmasse, sondern das Gummiteil
ist unter Druck zwischen den zylindrischen Körper und die Trägheitsmasse eingebracht. Die mit dem Gummiteil in
Berührung stehenden zylindrischen Oberflächen sind im allgemeinen aufgerauht, um ein Schlupfen der Trägheitsmasse,
des Gummiteils und der mittleren Scheibe zu verhindern. Trotz dieser Vorsichtsmaßnahme kann jedoch ein derartiger
Schlupf auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schwungrad zur Schwingungsdämpfung zu schaffen, bei dem die obigen Nach-
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teile vermieden sind. Aufgabe der Erfindung ist es gleichfalls, ein Verfahren zum sicheren und wirtschaftlichen Herstellen
eines Schwungrades zur Schwingungsdämpfung zu schaffen.
Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ein Schwungrad zur Schwingungsdämpfung geschaffen,
welches ein Mittelteil zum Verbinden des Schwungrades mit einer auszugleichenden Welle, mindestens eine äußere, ringförmige
Trägheitsmasse und ein ringförmiges elastomeres Teil umfaßt, welches zwischen dem Mittelteil und der Trägheitsmasse
angeordnet ist. Dieses Schwungrad zeichnet sich dadurch aus, daß die Trägheitsmasse von mindestens einem
ringförmigen Körper gebildet ist, der mit dem Mittelteil koaxial angeordnet ist, und daß das ringförmige, elastomere
Teil vulkanisiert und zwischen dem Mittelteil und der Innenfläche des bzw. jedes ringförmigen Körpers der Trägheitsmasse
so zusammengepreßt ist, daß es am Mittelteil und an der Trägheitsmasse sicher befestigt ist.
Das Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt nacheinander folgende Schritte:
a) das Mittelteil und die ringförmige Trägheitsmasse werden koaxial zueinander in eine Form gebracht, wobei
das Mittelteil innerhalb der ringförmigen Trägheitsmasse angeordnet ist,
b) ein Elastomer wird in die Form eingeführt und in dem Raum zwischen dem Mittelteil und der Innenfläche bzw.
den Innenflächen der ringförmigen Trägheitsmasse vulkanisiert, und
c) mindestens ein Teil der Trägheitsmasse wird radial im Querschnitt so reduziert, daß das ringförmige elastomere
Teil zusammengepreßt wird.
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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der
Erfindung werden im folgenden anhand von Zeichnungen verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Erfindung werden im folgenden anhand von Zeichnungen verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch ein Schwungrad zur Schwingungsdämpfung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt durch das Schwungrad gemäß Fig. 1 währ'end einer Stufe des Herstellungsverfahrens;
fc Fig. 3 zeigt einen Axialschnitt durch ein Schwungrad
zur Schwingungsdämpfung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 zeigt einen Axialschnitt durch ein Schwungrad zur Schwingungsdämpfung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 zeigt einen Axialschnitt durch ein Schwungrad zur Schwingungsdämpfung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 6 ist ein Diagramm und zeigt die Frequenzgangkurven der Schwungräder gemäß Fig. 1 und 4 (Kurve A) und
der Schwungräder gemäß Fig. 3 und 5 (Kurve B).
der Schwungräder gemäß Fig. 3 und 5 (Kurve B).
P In den verschiedenen Zeichnungen sind für einander
entsprechende oder ähnliche Teile der verschiedenen Ausführungsbeispiele
die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Fig. 1 und 2 zeigen ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Schwungrad zur Schwingungsdämpfung, welches ein inneres
Mittelteil 2 aus Metall, einen das Mittelteil 2 umgebenden
Gummiring 3 und eine !Trägheitsmasse 4 aus Metall in ringförmiger, den Ring 3 umgebender Gestalt umfaßt. Das Mittelteil 2 weist eine Mittelscheibe 5 auf, in deren Mitte eine
durchgehende Bohrung 6 ausgebildet ist, die auf das Ende
einer hier nicht gezeigten Kurbelwelle aufpaßbar ist. In
der Scheibe 5 sind eine Reihe von Löchern 7 in Umfangsrich-
Gummiring 3 und eine !Trägheitsmasse 4 aus Metall in ringförmiger, den Ring 3 umgebender Gestalt umfaßt. Das Mittelteil 2 weist eine Mittelscheibe 5 auf, in deren Mitte eine
durchgehende Bohrung 6 ausgebildet ist, die auf das Ende
einer hier nicht gezeigten Kurbelwelle aufpaßbar ist. In
der Scheibe 5 sind eine Reihe von Löchern 7 in Umfangsrich-
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tung in Abständen voneinander um die Bohrung 6 zur Aufnahme von Bolzen oder dergl. zum Befestigen der Scheibe 5 an einem
hier nicht gezeigten Endflansch der Kurbelwelle ausgebildet.
Die Scheibe 5 ist mit einem äußeren ringförmigen Plansch 8 einheitlich ausgebildet, welcher parallel zur
Achse des Teils 2 vorsteht und den Gummiring 3 abstützt.
Der Gummiring 3 ist zwischen den Metallflansch 8 und die ringförmige Trägheitsmasse 4 zwischengeschaltet und
vulkanisiert, so daß eine Gummi- Metall-Verbindung sowohl mit dem Plansch 8 des Mittelteils 2 als aucn mit der Trägheitsmasse
4 hergestellt ist.
Die Herstellung des Schwungrades 1 erfolgt dadurch, daß zunächst das innere Mittelteil 2 und die Trägheitsmasse
4 koaxial zueinander in eine hier nicht gezeigte Porm gebracht werden. Dann wird Gummi unter Druck in die Porm
eingeführt und füllt den' Raum zwischen dem inneren Mittelteil 2 und der Innenfläche der'Trägheitsmasse 4 aus und.bildet
den Gummiring 3. Nach dem Vulkanisieren des Gummis sind das Mittelteil 2 und die Trägheitsmasse 4 durch den Gummiring
3 in wirksamer Weise miteinander verbunden.
Es ist zweckmäßig, für den Ring 3 einen elastomeren Stoff zu verwenden, der bei TemperatürSchwankungen minimale
Schwankungen seiner dynamischen Festigkeit hat.
Da der auf diese Weise gebildete Ring 3 keine große Verschleißfestigkeit'haben würde, wird das gesamte Schwungrad
1 durch eine Ziehplatte 9 gedrängt, um den Außendurchmesser der Trägheitsmasse 4 zu reduzieren und dadurch den
Gummiring 3 zu komprimieren, was dessen Verschleißfestigkeit erhöht.
- 6 109853/1279
Das in Fig. 3 gezeigte und insgesamt mit 10 bezeichnete
Schwungrad zur Schwingungsdämpfung ähnelt dem Schwungrad 1 gemäß Fig. 1. Es unterscheidet sich von demselben dadurch,
daß die Trägheitsmasse 4 von zwei ringförmigen Körpern 4a und 4b gebildet ist, die koaxial zueinander auf dem
Flansch des Mittelteils 2 angeordnet und von innen unter Zwischenschaltung entsprechender Ringe 3a und 3b abgestützt
sind. Die Ringe 3a, 3b sind radial zwischen dem Flansch 8 und den entsprechenden Trägheitsmassen 4a, 4b zusammengepreßt.
Fig. 4 zeigt ein Dämpfungsschwungrad 11, welches
sich von dem Schwungrad 1 gemäß Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß anstelle der Trägheitsmasse 4 beim Schwungrad 1, die
aus einem einzigen ringförmigen Metallkörper besteht, die Trägheitsmasse 4 des Schwungrades 11 einen inneren und einen
äußeren Teil 12 bzw. 13 aufweist, die sicher miteinander verbunden sind. Der innere Teil 12 weist eine dünne Metallhülse
auf und ist in der Stärke viel kleiner als der äußere Teil 13» der nahezu die gesamte Masse der Trägheitsmasse
bildet.
Das Herstellungsverfahren für das Schwungrad 11
ähnelt dem bereits beschriebenen Verfahren zur Herstellung des Schwungrades 1. Der Unterschied zwischen beiden Verfahren
besteht darin, daß beim Herstellen des Schwungrades 1 die gesamte Trägheitsmasse 4 durch die Ziehplatte 9 bewegt
wird, um den Ring 3 zusammenzupressen, während beim Herstellen des Schwungrades 11 nur der innere Teil 12 der Trägheitsmasse
4 zum Vorkomprimieren des Ringes 3 durch die Ziehplatte 9 gedrängt wird. Nach diesem Vorkomprimieren wird
der innere Teil 12 in den äußeren Teil 13 eingepaßt und an demselben befestigt.
Zum Aneinanderbefestigen der inneren und äußeren Teile 12, 13 der Trägheitsmasse 4 sind verschiedene Verfahren
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anwendbar. Es ist z.B. möglich, den äußeren Teil 13 am Ausgangsende
der Ziehplatte 9 anzuordnen, wobei der Teil-13 einen Innendurchmesser hat, der dem endgültigen Außendurchmesser
des inneren Teils 12 beim Verlassen der Ziehplatte 9 entspricht. Wenn das Ziehen des inneren Teils 12 beendet ist,
wird der innere Teil unmittelbar in den äußeren Teil 13 eingebracht, ehe er elastisch rückfedert. Infolgedessen bleibt
der innere Teil 12 radial zusammengepreßt und liegt eng an der Innenfläche des äußeren Teils 13 an, wodurch eine Druckverbindung
zwischen den beiden Teilen 12 und 13 hergestellt ist.
In einfacherer Weise ist es ge.mäß einer Alternativlösung
möglich, den inneren Teil 12 am äußeren Teil 13 durch eine zwangsweise mechanische Verbindung zwischen beiden Teilen,
beispielsweise mittels eines kleinen Keils, zu befestigen. Eine solche Verbindung wird hergestellt, wenn der innere
Teil 12 nach der durch das Ziehen bewirkten Querschnittsabnahme elastisch rückgefedert ist.
Fig. 5 zeigt ein Schwungrad 14 zur Schwingungsdämpfung gemäß der Erfindung, welches dem in Fig. 3 gezeigten
Schwungrad 10 ähnelt. Der Unterschied besteht darin, daß beim Schwungrad 10 die Trägheitsmassen 4a und 4b jeweils einen
einzigen ringförmigen Körper aufweisen, während beim Schwungrad 14 die Trägheitsmassen 4a und 4b jeweils einen inneren
und äußeren ringförmigen Teil 12a, 13a bzw. 12b, 13b aufweisen.
Die ringförmigen Teile 12a, 13a und^in ähnlicher
WeISe7 die Ringteile 12b, 13b sind koaxial ineinander angeordnet
und bilden die entsprechenden Massen 4a bzw. 4b, die koaxial im Abstand voneinander auf dem Mittelteil 2 vorgesehen
sind.
Analog zum Schwungrad 11 gemäß Fig. 4 weist jeder der inneren ringförmigen Teile 12a und 12b eine dünne Metall-
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hülse auf, während die äußeren ringförmigen Seile 13a und
13b nahezu die gesamte Trägheitsmasse 4a bzw. 4b bilden.
Die inneren Teile 12a und 12b sind auf entsprechenden Gummiringen 3a bzw. -3b ähnlich dem Gummiring 3 des Schwungrades
11 angebracht.
Das Herstellungsverfahren für das Schwungrad 14 zur Schwingungsdämpfung ähnelt dem zum Herstellen des Schwungrade-s
11 angewandten Verfahren.
Die Frequenzgangkurven der Schwungräder zur Schwingungsdämpfung, d.h. Kurven, in denen die Schwingungsamplitude
gegenüber der Frequenz eingetragen ist, haben die in Fig. 6 gezeigte Gestalt. Die Kurve A zeigt die Art des Ganges
für die Schwungräder 1 und 11 über einen Bereich von Frequenzschwankungen,
während die Kurve B die Art des Ganges der Schwungräder 10 und 14 über den gleichen Frequenzbereich
zeigt. Es ist ersichtlich, daß der Durchlässigkeitsbereich CD der Schwungräder 1 und 11 deutlich schmaler ist bei einer gegebenen
Trägheitsmasse als der Bereich EF der Schwungräder 10 und 14. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Kurve A
eine einzige relative Resonanzspitze hat, da nur eine Trägheitsmasse
4 vorgesehen ist, während die Kurve B sattelförmig
verläuft und zwei Resonanzspitzen hat, die von den zwei Trägheitsmassen 4a und 4b herrühren.
Wenn ein breiterer Durchlässigkeitsbereich als der gemäß Kurve B benötigt wird, können mehr als zwei Körper zum
Aufbau der Trägheitsmasse des Schwungrades verwendet werden. Vorzugsweise unterscheiden sich die Trägheitsmassen der Körper
voneinander, so daß Resonanzspitzen unterschiedlicher Breite erhalten werden.
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Die hier beschriebenen Schwungräder für Schwingungsdämpfung haben sehr gute Dämpfungseigenschaften gegenüber
Torsionsschwingungen einer Kurbelwelle und gleichzeitig
gute Arbeite- und Sicherheitsmerkmale im Vergleich zu bekannten DämpfungsSchwungrädern.
- Ansprüche -
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Claims (12)
- PatentansprücheSchwungrad zur Schwingungsdämpfung mit einem Mittelteil zum Verbinden des Schwungrades mit einer auszugleichenden Welle, mindestens einer äußeren, ringförmigen Trägheitsmasse und einem ringförmigen elastomeren Teil zwischen dem Mittelteil und der Trägheitsmasse, dadurch gekennzeichnet , daß die Trägheitsmasse (4) von mindestens einem ringförmigen Körper gebildet ist, der mit dem Mittelteil (2) koaxial angeordnet ist, und daß das ringförmige elastomere Teil (3) vulkanisiert und zwischen dem Mittelteil (2) und der Innenfläche des bzw. jedes ringförmigen Körpers der Trägheitsmasse (4) so zusammengepreßt ist, daß es an dem Mittelteil (2) und der Trägheitsmasse (4) sicher befestigt ist.
- 2. Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die ringförmige Trägheitsmasse einen einzigen ringförmigen Körper (4) aufweist.
- 3· Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Trägheitsmasse (4) zwei ringförmige Körper (4a,4b) aufweist, die koaxial zum Mittelteil (2) und in axialem Abstand voneinander auf dem Mittelteil angeordnet sind.
- 4. Schwungrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden ringförmigen Körper (4a, 4b) unterschiedliche Massen haben.
- 5. Schwungrad nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder ringförmige Körper (4a, 4b) von einem einzigen ringförmigen Körper gebildet ist.- 11 -109853/1279
- 6. Schwungrad nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet , daß die bzw. jede Trägheitsmasse von koaxial zueinander angeordneten inneren und äußeren ringförmigen Teilen (12,13) gebildet ist, die miteinander verbunden sind, wobei der innere Teil (12) eine viel geringere Stärke hat als der äußere Teil (13)·
- 7. Schwungrad nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η - ' zeichnet , daß" der innere ringförmige Teil (12) der oder jeder Trägheitsmasse (4) unter Druck in den äußeren ringförmigen Teil (13) eingepaßt ist.
- 8. Schwungrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der innere ringförmige Teil (12) deroder jeder Trägheitsmasse (4) mechanisch mit dem äußeren ringförmigen Teil (13) gekoppelt ist.
- 9. Verfahren zum Herstellen eines Schwungrades zur Schwingungsdämpfung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Mittelteil (2) und die ringförmige Trägheitsmasse (4) koaxial in eine Form gebracht werden, wobei das Mittelteil innerhalb der ringförmigen Trägheitsmasse angeordnet ist, daß ein Elastomer in die Form eingeführt und in dem Raum zwischen dem Mittelteil (2) und der Innenfläche bzw. den Innenflächen der ringförmigen Trägheitsmasse (4) vulkanisiert wird, und daß zumindest ein Teil der Trägheitsmasse (4) radial im Querschnitt so reduziert wird, daß das ringförmige, elastomere Teil (3) zusammengepreßt wird.
- 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die gesamte ringförmige Trägheitsmasse (4) dem Verfahrensschritt der radialen Querschnittsreduktion unterworfen wird.- 12 -109853/1279
- 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß nur ein anfänglich gesonderter innerer Seil (12) bzw. Teile der ringförmigen Trägheitsmasse dem Verfahrensschritt der radialen Querschnittsreduktion unterworfen wird.
- 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich ein äußeres ringförmigesTeil bzw. Teile (13) der Trägheitsmasse (4) am Ausgangsende einer Ziehplatte (9) angeordnet wird, und daß der innere, radial im Querschnitt reduzierte, ringförmige Teil bzw. Teile (T2) unmittelbar in den äußeren ringförmigen Teil "bzw, Teile (13) eingeführt wird, ehe der innere Teil bzw. Teile elastisch rückfedert. · ■13· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich der bzw. jeder innere, radial im Querschnitt reduzierte, ringförmige Teil (12) der Trägheitsmasse (4) in einen äußeren ringförmigen Teil (13) der Trägheitsmasse eingepaßt wird, nachdem der innere Teil bzw. die Teile elastisch rückgefedert ist, und daß die Teile (12,13) mechanisch untereinander verbunden werden.109853/1279
Applications Claiming Priority (1)
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IT2639570 | 1970-06-23 |
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- 1971-06-21 DE DE19712130664 patent/DE2130664A1/de active Pending
- 1971-06-23 FR FR7122871A patent/FR2099850A5/fr not_active Expired
-
1975
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Publication number | Publication date |
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FR2099850A5 (de) | 1972-03-17 |
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