DE2326118A1 - Drehschwingungsdaempfer - Google Patents

Description

• Drehschwingungsdämpfer Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für Brennlrraftmaschinen, bestehend aus mehreren dünnen, mit axialem Abstand voneinander auf der Maschinenwelle befestigten Scheiben und aus mehreren scheibenförmigen Ringen, die in den Zwischenräumen zwischen den Scheiben liegen und weiter aus Deckringen, die über die beiden äußeren Scheiben greifen und mit den scheibenförmigen Ringen an ihrem äußeren Umfang fest verbunden sind, wobei sich zwischen den Scheiben und Ringen jeweils ein Flüssigkeitsfilm befindet, der einer Verdrehung der Scheiben und Ringe gegeneinander Widerstand als Folge von Scherkräften in der Flüssigkeit entgegensetzt.
• Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer mit außenliegender loser Masse ist in der DT-PS 321 098 Fig.1 dargestellt und in dem zugehörigen Text beschrieben.
• Ein Drehschwingungsdämpfer dieser Bauart bietet die Möglichkeit die folgenden Nachteile der üblicherweise verwendeten Drehschwingungsdämpfer mit innenliegender loser Masse zu vermeiden.Ein Dreh schwingungsdämpfer üblicher Art mit innenliegender los er Nasse ist z.B. in der DT-OS 1 775 459 dargestellt und beschrieben.
• Bei innenliegender loser Masse wird die auf der Welle befestigte Masse des Dämpfers verhältnismäßig groß, was die Eigenfrequenz des Systems senkt und unerwünscht nahe an den Betriebsbereich heranbringt. Bei innenliegender loser Masse kann die Wärmeabfuhr nur über die äußere feste Masse erfolgen und ist somit begrenzt, was entweder das Arbeitsvermögen des Dämpfers auf niedrige Werte beschränkt oder die Temperatur so hoch steigen läßt, daß die Lebensdauer der Dämpferflüssigkeit, meist Silikonöl, leidet. Das vorzeitig gealterte Ö1 muß ausgetauscht werden, was bei der üblichen ganz geschweißten Bauart dieser Dämpfer nur durch Zerstörung wesentlicher Dämpferbauteile möglich ist. Außerdem läßt sich die Funktionstüchtigkeit des Dämpfers bei innenliegender los er Masse nicht ohne weiteres kontrollieren. Da die Dämpfer mit einen liegender loser Masse aus Gründen rationeller Herstellung nur in verhältnismäßig weit abgestuften Größen zur Verfügung stehen, die naturgemäß nicht immer genau zu der jeweiligen Dämpfungsaufgabe passen, muß oft ein relativ aufwendiger Dämpfer verwendet werden.
• Demgenüber läßt sich bei Dämpfern mit außenliegender loser Masse die Funktionstüchtigkeit bei laufender Maschine durch strobosko= pische Messung des Dämpferausschlages verhältnismäßig leicht kon trollieren. Durch den paketförmigen Aufbau des Dämpfers mit außen= liegender loser Masse ist es möglich die Dämpferflüssigkeit auf einfache Weise zu erneuern und die Dämpfungseigenschaften durch Hinzufügen oder Wegnehmen einzelner Scheiben und Ringe der ge= stellten Aufgabe anzupassen. Voraussetzung für das Wirksamwerden dieser Vorteile ist eine Verbesserung der Kühlung des Dämpfers mit außenliegender loser Masse, d.h. des Dämpfers der eingangs beschriebenen Bauart. Hierin wird die Aufgabe der-vorliegenden Erfindung gesehen.
• Diese Aufgabe wird gemäß der ersten Ausführungsart der Erfindung dadurch gelöst, daß die scheibenförmigen Ringe über den Umfangs= bereich, an dem sie miteinander verbunden sind, als radiale Kühl= rippen hinausragen. Auf diese Weise wird die Wärme aus der Dämp= fungsarbeit von den Entstehungsstellen,d.h. den Flüssigkeitsfil= men, in denen ein Schervorgang stattfindet, direkt nach außen geleitet und über große Oberflächen an die Umgebung abgeführt, die aus Luft oder Spritzöl oder aus beiden Medien bestehen kann. Die vorstehende Ausführungsart der Erfindung ist für die Fälle gedacht in denen in radialer Richtung genügend Platz vorhanden ist. Wenn nicht genügend Raum in radialer Richtung zur Verfügung steht, kommt die zweite Ausführungsart der Erfindung zur Anwendung, bei der die Verbesserung der Kühlung dadurch bewirkt wird, daß im Bereich mindestens eines der beiden Deckringe eine Warmeabgabe= wand mit vergrößerter, vorzugsweise verrippter Oberfläche vorgesehen ist, wobei die Innenseite der Wärmeabgabewand mit den Flüssigkeitsräumen im Dämpferinneren in offener Verbindung steht. Da infolge des paketförmigen Aufbaus des Drehschwingungsdämpfers, auf den sich die Erfindung bezieht, eine große wirksame Oberfläche für den Flüssigkeitsfilm zwischen loser und fester Masse zur Ver= fügung steht, kann das Silikonöl eine kleinere Viskosität haben als bei den üblichen Dämpfern, so daß ein Kreislauf für den Trans port von Flüssigkeit von den Scherflächen zu der oder den Wärmeabgabewänden und zurück möglich ist. Eine niedrige Viskosität der Dämpferflüssigkeit wirkt sich außerdem günstig auf die Lebensdauer des Silikonöles aus.
• Vorteilhaft wird der Flüssigkeitskreislauf dadurch bewirkt, daß die Umfangspartien der auf der Maschinenwelle befestigten Scheiben mit Schrägschlitzen zur Förderung von Dämpferflüssigkeit in axia= ler Richtung versehen sind. Die Förderwirkung dieser Schlitze be= rulit auf der Tatsache, daß die Schwingungsausschläge der losen Nasse in Drehrichtung größer sind als in der Gegenrichtung.
• Dabei sind die inden Zwischenräumen zwischen den Scheiben liegen den scheibenförmigen Ringe zweckmäßig mit axialen Bohrungen ver= sehen zur Weiterleitung der von den Schrägschlitzen geförderten Dämpferflüssigkeit in Richtung auf die Wärmeabgabewand.
• In diesem Zusammenhang sind die auf der Maschinenwelle befestigten Scheiben und deren Zwischenringe zweckmäßig mit Bohrungen zur Rückleitung von Flüssigkeit von der Wärmeabgabewand zum Dämpfer= inneren versehen.
• Eine unerwünschte gegenseitige Berührung der auf der Welle befeßtigten Scheiben mit den scheibenförmigen Ringen und den Deck= ringen wird vorteilhaft dadurch vermieden, daß in axialen Bohrungen der Scheiben oder der scheibenförmigen Ringe im Bereich des auf Abscherung beanspruchten Flüssigkeitsfilmes Abstandshalter liegen, die den zur Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsfilmes er= forderlichen Abstand zwischen den Scheiben und Ringen bewirken.
• Der Austritt von Flüssigkeit aus dem Innenraum des Dämpfers wird zweckmäßig dadurch verhindert, daß die Deckringe durch dreh= nachgiebige ringförmige Dichtelemente gegenüber drehfest auf der Maschinenwelle angebrachten Nabenringen abgedichtet sind.
• Vorteilhaft sind diese Dichtelemente durch Vulkanisieren mit den Deckringen und den Nabenringen verbunden sowie aus elastischem Werkstoff, vorzugsweise Gummi, hergestellt. Auf diese Weise wird eine hermetische Abdichtung des flüssigkeitserfüllten Innenraumes erreicht. Die einvulkanisierten Dichtelemente ersparen eine Lage rung der losen Masse auf der festen Masse, wodurch die von solcher Lagerungen ausgehende, durch die sehr hohe Scherbeanspruchung an dieser Stelle verursachte, negative Beeinflussung der Lebensdauer des Silikonöles vermieden wird. Die vorgenannten Dichtelemente können auch zur Abdichtung der Wärmeabgabewand gegenüber einem Nabenteil verwendet werden.
• In den Zeichnungen sind die beiden Ausführungsarten der Erfindung schematisch dargestellt.
• Fig. 1 stellt die erste Ausführungsart im Schnitt dar.
• Fig. 2 zeigt die zweite Ausführungsart im Schnitt.
• Fig. 3 zeigt einen Teil des Umfanges der in Fig. 2 dargestellten auf der Welle befestigten Scheiben in vergrößerndem Maßstat Die Drehschwingungsdämpfer beider Ausführungsarten sind auf einem topfartigen Träger 1 aufgebaut, der seinerseits drehfest mit der Kurbelwelle einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbun= den ist. Die feste Masse des Dämpfers besteht aus einem Scheiben paket aus den Scheiben 2, die mit den Zwischenringen 3, den Bei lagen 4 und den Nabenringen 5 mit Hilfe von Schrauben 6 und Mut= tern 7 öldicht zusammengehalten werden. Bei dem dargestellten Beispiel ist die feste Masse durch Verschweißen des linken Naben= ringes 5 mit dem Träger 1 an der Stelle 8 mit der Kurbelwelle drehfest verbunden. Es ist auch eine andere lösbare Art der Be festigung z.B. an einem Stirnflansch des Trägers 1 denkbar. Die lose Masse besteht aus einem weiteren Scheibenpaket, das von den scheibenförmigen Ringen 9, den Zwischenringen 10 und den Deckringen 11 gebildet wird, die durch Schrauben 12 und Muttern 13 an ihrem äußeren Umfang öldicht zusammengehalten werden. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsart sind die scheibenförmigen Ringe 9 als Kühlrippen 14 in radialer Richtung verlängert. Die scheibenförmigen Ringe 9 liegen mit Spiel in den Zwischenräumen, die durch die Scheiben 2 bzw. die Zwischenrinege 3 gebildet werden.
• Die Beilagen 4 bewirken das notwendige Spiel zwischen den äußeren Scheiben 2 und den Deckringen 11. Die Spiele zwischen den Teilen 2, 9 und 11 sind durch einen Flüssigkeitsfilm aus Silikonöl aus= gefüllt. Zwischen den Nabenringen 5 und den Deckringen 11 liegen Lagerringe 15, die auf die Nabenringe 5 aufgepreßt sind. Die Ab= dichtung zwischen den Teilen 5 und 11 wird durch O-Ringe 16 be= wirkt. Anstelle der Lagerringe 1.5 und der O-Ringe 16 können auch Gummiringe 17 durch Vulkanisieren mit den Deckringen 11 und den Nabenringen 5 verbunden sein. Die Dichtelemente 16 und 17 gestatten eine Verdrehung der Teile 5 und 11 gegeneinander. Bei der Aus führung nach Fig. 2 ist im Bereich des linken Deckringes 11 eine Wärmeabgabewand 18 vorgesehen, deren Oberfläche durch Rippen 19 vergrößert ist. Um die Wärme aus der Dämpfungsarbeit von den Entstehungsstellen, d.h. von den Scherspalten zwischen den Scheiben 2 und den scheibenförmigen Ringen 9 zu der Wärmeabgabewand 18 zu bringen, wird die befüllung des Dämpfers in Umlauf gebracht. Diesen Zweck dienen Schrägschlitze 20 am Umfang der Scheiben 2, die das Ö1 durch axiale Bohrungen 21 in den Scheiben 9 und in der linken Deckscheibe 11 zu der Wärmeabgabewand 18 hin fördern. Die Förder= wirkung kommt dadurch zu Stande, daß der Verdrehausschlag der Scheiben 2 gegenüber den Ringen 9 in Drehrichtung größer ist als in der Gegenrichtung. Für den Rücklauf des gekühlten Öles in das Dämpferinnere sind axiale Bohrungen 22 in den Scheiben 2 und in dem linken Nabenring 5 und radiale Bohrungen 23 in den Zwischen ringen 3 angebracht. Der beschriebene Ölumlauf ist nur möglich, wenn die Viskosität des Öles nicht zu hoch ist. Dieser Forderung kommt die relativ große Scherfläche der paketförmig aufgebauten Dämpfer mit außenliegender loser Masse entgegen, denn sie gestalt tet es die Ölviskosität verhältnismäßig niedrig zu wählen. Die Einhaltung der Scherspalte zwischen den Scheiben 2 und den Ringen 9 kann -mit Hilfe von Abstandshaltern 24 geschehen, die in Bohrungen der Scheiben 2 oder der Ringe 9 liegen. In Fig. 1 ist ein einzelner Abstandshalter 24 als Beispiel dargestellt. Er besteht aus einem Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften und guter Verträglichkeit gegenüber dem Silikonöl. Die Füllung des Dämpfer innenraumes mit Ö1 kann über die Bohrungen 21-, 22,- 23 geschehen, bzw. über nicht dargestellte, verschließbare Bohrungen in den Deckringen 11. Über diese Bohrungen kann auch ein Ölaustausch bzw.
• eine Ölprobenentnahame erfolgen. Wie in Fig, 2 dargestellt, kann ein blsammelraum 25 vorgesehen werden, der auch-im Nabenbereich liegen kann.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bestehend aus mehreren dünnen mit axialem Abstand voneinander auf der Maschinenwelle befestigten Scheiben und aus mehreren scheibenförmigen Ringen, die in den Zwischenräumen zwischen den Scheiben liegen, und weiter aus Deckringen, die über die beiden äußeren Scheiben greifen und mit den scheibenförmigen Ringen an ihrem äußeren Umfang fest verbunden sind, wobei sich zwischen den Scheiben und Ringen jeweils ein Flüssigkeitsfilm befindet, der einer Verdrehung der Scheiben und Ringe gegeneinander Wider= stand als Folge von Scherkräften in der Flüssigkeit entgegensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Ringe (9) über den Umfangsbereich, an dem sie miteinander verbunden sind, als radiale Kühlrippen (14) hinausragen.

2. Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bestehend aus mehreren dünnen mit axialem Abstand voneinander auf der Maschinenwelle befestigten Scheiben und aus mehreren scheibenförmigen Ringen, die in. den Zwischenräumen zwischen den Scheiben liegen, und weiter aus Deckringen, die über die beiden äußeren Scheiben greifen,und mit den scheibenförmigen Ringen an ihrem äußeren Umfang fest verbunden sind, wobei sich zwischen den Scheiben und Ringen jeweils ein Flüssigkeitsfilm befindet, der einer Verdrehung der Scheiben und Ringe gegeneinander Wider= stand als Folge von Scherkräften in der Flüssigkeit entgegensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich mindestens einer der Deckringe (11) eine Wärmeabgabewand (18) mit vergrößerter, vorzugs= weise verrippter Oberfläche vorgesehen ist, wobei die Innenseite der Wärmeabgabewand mit den Flüssigkeitsräumen im Dämpferinneren in offener Verbindung steht.

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangspartien der auf der Maschinenwelle befestigten Scheiben (2) mit Schrägschlitzen (20) zur Förderung von Dämpferflüssigkeit in axialer Richtung versehen sind.

4. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Zwischenräumen zwischen den Scheiben (2) liegenden scheibenförmigen Ringe (9) mit axialen Bohrungen (21) zur Weiter= leitung der von den Schrägschlitzen (20) geförderten Dämferflüs= sigkeit in Richtung auf die Wärmeabgabewand (18) verstehen sind.

5. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Maschinenwelle befestigten Scheiben (2) und deren Zwischenringe (3) mit Bohrungen (22,23) zur Rückleitung von Flüs= sigkeit von der Wärmeabgabewand (18) zum Dämpferinneren versehen sind.

6.-Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn= zeichnet, daß in axialen Bohrungen der Scheiben (2) oder der scheibenförmigen Ringe (9) im Bereich des auf Abscherung bean= spruchten Flüssigkeitsfilmes Abstandshalter (24) liegen, die den zur Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsfilmes erforderlichen Abstand zwischen den Scheiben und Ringen bewirken.

7. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckringe (11) durch drehnachgiebige ringförmige Dichtelemente (16) gegenüber drehfest auf der Maschinenwelle angebrachten Nabenringen (5) abgedichtet sind.

8. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (17) durch Vulkanisieren mit den Deckringen (11) und den Nabenringen (5) verbunden sowie aus elastischem Werkstoff, vorzugsweise Gummi, hergestellt sind.

9. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeabgabewand (18) gegenüber einem Nabenteil ebenso wie die Deckringe (11) abgedichtet ist.

L e e r s e i t e