DE2361956A1

DE2361956A1 - Drehschwingungsdaempfer

Info

Publication number: DE2361956A1
Application number: DE2361956A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Kratzsch
Original assignee: Sueddeutsche Bremsen AG
Current assignee: Sueddeutsche Bremsen AG
Priority date: 1973-12-13
Filing date: 1973-12-13
Publication date: 1975-06-19

Description

8.11 .1973 Süddeutsche Bremsen AG, 8000 München 4-0, Moosacherstrasse 80

Drehs chwingungsdämpfer

Die Erfindung bezieht sich auf einen 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 Widerstand als Folge von Scherkräften in der Flüssigkeit entgegensetzt. Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer mit·außenliegender loser Masse ist in der DT-FS 321 098 Fig.1 dargestellt und in dem zugehörigen Text beschrieben.

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Ein Drehschwingungsdämpfer dieser Bauart bietet die Möglichkeit die folgenden Nachteile der üblichen Drehschwingungsdämpfer mit innenliegender loser Masse zu vermeiden. Ein Drehschwingungs= dämpfer üblicher Bauart mit innenliegender loser Masse ist z.B. in der DT-OS 1 775 4-59 dargestellt und beschrieben. Bei innen liegender 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 heran bringt. 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 Le= bensdauer der Dämpferflüssigkeit, meist Silikonöl, leidet. Das

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vorzeitig gealterte Öl muß ausgetauscht werden, was bei der üb= liehen ganz geschweißten Bauart dieser Dämpfer nur durch Zerstö= rung wesentlicher Dämpferbauteile möglich ist. Außerdem läßt sich die Funktionstüchtigkeit des Dämpfers bei innenliegender loser Masse nicht ohne weiteres kontrollieren. Da die Dämpfer mit innenliegender loser Masse aus Gründen rationeller Herstel= lung nur in verhältnismäßig weit abgestuften Größen zur- Verfü= gung stehen, die naturgemäß nicht immer genau zu der jeweiligen Dämpfungsaufgäbe passen, muß oft ein relativ aufwendiger Dämpfer verwendet werden. Demgegenüber läßt sich bei Dämpfern mit außen liegender loser Masse die Funktionstüchtigkeit bei laufender Maschine durch stroboskopisch Messung- des Dämpferausschlages verhältnismäßig leicht kontrollieren. Durch den paketförmigen Aufbau des Dämpfers mit außenliegender loser Masse ist es mög= lieh, die Dämpferflüssigkeit auf einfache Weise zu erneuern und die Dämpfungseigenschaften durch Hinzufügen und Wegnehmen ein= zelner Scheiben und Ringe der gestellten 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 an einem Drehschwingungsdämpfer der eingangs beschriebenen Bauart erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Scheiben, ausgehend von dem Bereich, an dem sie miteinander, sowie mit der Maschinenwelle verbunden sind, als radiale Kühl= rippen nach innen in einen von der Maschinenwelle freigelassenen, . seitlich offenen Luftraum ragen.

Auf diese Weise wird die Wärme aus der Dämpfungsarbeit von den Entstehungsstellen, d.h. den Plüssigkeitsf ilm-en, in denen ein Schervorgang stattfindet, direkt nach außen geleitet und über große Oberflächen an die Umgebung abgeführt, die aus Luft oder Spritzöl oder beiden Medien bestehen kann. Die vorstehende Aus= führungsart der Kühlrippen ist für die Fälle gedacht, in denen am äußeren Umfang kein Platz für Kühlrippen vorhanden ist.

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Da infolge des paketförmigen Aufbaus des Drehschwingungsdämp= fers, auf den sich die Erfindung bezieht, eine große wirksame Oberfläche für den Flussigkeitsfilm zwischen loser und fester Masse zur Verfugung steht, braucht das Silikonöl keine so hohen Scherbeanspruchungen zu ertragen, wie bei den Drehschwingungs= dämpfern mit innenliegender loser Masse. Die Scherspalte können größer ausgeführt werden oder es können Öle niedrigerer Viskosi= tat als bisher verwendet werden, was beides Vorteile bietet.

Zweckmäßig sind die radialen Kühlrippen mit Ausnehmungen ver= sehen, die zum Einführen und Herausnehmen, sowie Festziehen und Lösen von Befestigungsschrauben oder Muttern dienen, die einen mit den Scheiben verbundenen Nabenring an der Stirnseite der Maschinenwelle festhalten. Durch diese Ausnehmungen kann auch die Luft, welche die Kühlrippen umgibt, evtl. vermischt mit Spritzöl etwa so wie in dem Laufrad eines Radialgebläses von innen nach außen gefördert werden und somit die Kühlwirkung vorteilhaft verstärken. ·

Die vorgenannte Luftbewegung wird vorteilhaft dadurch unter= stützt, daß die Kühlrippen jeweils mit einer zentralen Öffnung versehen sind.

Wenn am äußeren Umfang des Drehschwingungsdämpfers Platz zur Verfügung steht, kann die Kühloberfläche vorteilhaft dadurch vergrößert werden, daß die scheibenförmigen Ringe über den Umfangsbereich, an dem sie miteinander verbunden sind, als radiale Kühlrippen hinausragen.

Eine unerwünschte gegenseitige Berührung der auf der Welle befestigten Scheiben mit den scheibenförmigen Ringen und den Deckringen 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

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Plüssigkeitsfilmes erf order liclien Abstand zwischen den Schei= ben und Ringen bewirken.

Der Austritt von Flüssigkeit aus dem Innenraum des Dämpfers wird zweckmäßig dadurch verhindert, daß die Deckringe durch drehnachgiebige ringförmige Dichtelemente gegenüber den mit den Scheiben verbundenen Nabenringen abgedichtet sind.

Vorteilhaft sind diese Dichtelemente durch Vulkanisieren mit den Deckringen und den Nabenringen verbunden, sowie aus elasti= schem Werkstoff, vorzugsweise aus Gummi, hergestellt. Auf diese Weisewird eine hermetische Abdichtung des flüssigkeitserfüllten Innenraumes errreicht. Die einvulkanisierten Dichtelemente ersparen eine besondere Lagerung der losen Masse auf der festen Masse, wodurch die von solchen Lagerungen ausgehende, durch die sehr hohe Scherbeanspruchung an dieser Stelle verursachte negative Beeinflussung der Lebensdauer des Silikonöles vermie= den wird.

Die weiter oben erwähnte Luftströmung im Bereich der Kühl= rippen wird vorteilhaft weiter dadurch unterstützt, daß die Kühlrippen in der Nähe des Bereiches, an dem sie miteinander verbunden sind, mit Kühl-luftbohrungen versehen sind.

In den Zeichnungen'sind zwei Ausführungsarten der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 stellt die erste Ausführungsart im Schnitt dar..

Fig. 2 zeigt die zweite Ausführungsart im Schnitt.

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Die Drehschwingungsdämpfer beider Ausführungsarten sind an einem Nabenring 1 befestigt. Die feste Masse des Dämpfers besteht aus einem Scheibenpaket aus den Scheiben 2, die mit den Zwischenringen 3, den Beilagen 4 und den Nabenringen 1 und 5 mit Hilfe von Schrauben 6 und Muttern 7 öldicht zusam= mengehalten werden. Die' lose Masse besteht in erster Linie aus dem Ring 8. Zur losen Masse gehört außerdem ein Scheiben= paket, das von den scheibenförmigen Ringen 9? cLen Zwischen= ringen 10 und den Deckringen 11 gebildet wird, die durch Schrauben 12 und Muttern 13 an ihrem äußeren Umfang öldicht zusammengehalten werden. Die Schrauben 12 haben nicht alle die aus den Zeichnungen erkennbare Länge, sondern einige von ihnen erstrecken sich über die Entfernung zwischen den Außen= Seiten der beiden Deckringe 11, wobei die Muttern 13 in Aus= nehmungen des Ringes 8 liegen, die durch strichpunktierte Linien angedeutet sind. Bei der in Fig.1 dargestellten Aus= führungsart sind die Scheiben 2 als Kühlrippen 14 nach innen verlängert. Die scheibenförmigen Ringe 9 liegen mit Spiel in den Zwischenräumen, die durch die Scheiben 2 bzw. die Zwischen= ringe 3 gebildet werden. Die Beilagen 4 .bewirken das notwendi= ge Spiel zwischen den äußeren Scheiben 2 und den Deckringen Die Spiele zwischen den Teilen 2, 9 und 11 sind durch einen Flüssigkeitsfilm aus Silikonöl ausgefüllt. Zwischen den Naben= ringen 5 und den Deckringen 11 liegen Lagerringe 15, die auf die Nabenringe 1 und 5 aufgepreßt sind. Die Abdichtung zwischen den Teilen 1 bzw. 5 und 11 wird durch O-Ringe 16 bewirkt. An Stelle der Lagerringe 15 und der O-Ringe -16 können auch Gummi= ringe -17 durch Vulkanisieren mit den Nabenringen 1 und 5 sowie mit den Deckringen 11 verbunden sein. Bei dieser Ausführung kann eine Überbeanspruchung der Ringe 17 durch nicht dargestell= te Verdrehanschläge vermieden werden. Die O-Ringe 16 gestatten eine beliebige Verdrehung der Teile 1 bzw. 5 und 11 gegenein= ander. Bei der Ausführung nach Fig.2 sind außer den inneren Kühlrippen 14 noch äußere Kühlrippen 18 vorhanden, die aus radialen Verlängerungen der scheibenförmigen Ringe 9 bestehen,

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die über den Umfangsbereich, an dem sie miteinander verbunden sind, hinausragen. Der uabenring 1 ist mit Hilfe von Schrauben 19 an der Kurbelwelle 20 der sonst nicht dargestellten Brenn= kraftmaschine befestigt. In den Kühlrippen 14 sind Öffnungen 21 vorgesehen, die das Einführen und Herausnehmen, sowie das Festziehen und Lösen der Schrauben 19 erlauben. Die Kurbel= welle 20 läßt einen seitlich offenen Raum 22 frei, der durch zentrale Öffnungen 23 der Kühlrippen 14 gebildet wird, und eine Luftströmung entsprechend den eingezeichneten Pfeilen durch die öffnungen 21, sowie durch weitere Kühlluftbohrungen 24 zu= läßt. Auch die Kühlrippen 18 sind mit Kühlluftbohrungen 25 ver= sehen, um eine Luftströmung entsprechend den in Fig.2 einge= zeichneten Pfeilen zu ermöglichen. Die Einhaltung der Scher= spalte zwischen den Scheiben 2 und den Ringen 9 kann mit Hilfe von Abstandshaltern 26 geschehen, die in Bohrungen der Scheiben 2 oder der Ringe 9 liegen. In den Zeichnungen ist nur ein ein= zelner Abstandshalter 26 dargestellt, der aus einem Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften und guter Verträglichkeit mit dem Silikonöl bestellt. Die weiter oben bereits erwähnte vorteilhafte Möglichkeit zur Vergrößerung der Scherspalte führt durch Ver= zieht auf enge Toleranzen und Zugeständnisse hinsichtlich der Oberflächengüte zu einer Verbilligung. Dabei ist es möglich, abweichend von der dargestellten Ausführung, auf eine metalli= sehe Abdichtung zwischen den Teilen 2 und 3, bzw. 9 und 10 zu verzichten und dort dünne Dichtungen ähnlich den Beilagen 4 zu verwenden, die aus einem Dichtungswerkstoff bestehen, der in der Lage ist, kleinere Ungenauigkeiten der abzudichtenden Flächen auszugleichen. Diese Zugeständnisse in Bezug auf die Oberflächengüte bzw. auf die Toleranz der Stärke der verwendeten Bleche er= möglichen die Verwendung von Leichtmetall bei den Teilen 2 und 9< was die Ableitung der durch die Dämpfungsarbeit erzeugten Wärme nach außen begünstigt. Der Dämpfer kann an seiner Außenseite mit Markierungen versehen werden, welche die eingangs erwähnte stroboskopische Messung des Dämpferausschlages erleichtern.

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Claims

_ 7 - 8.Ή.1973 Patentansprüche

ijDrehschwingungsdämpfer, insbesondere für Brennkraftmaschi= nen, bestehend aus mehreren dünnen, mit axialem Abstand von= einander 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 scheiben= förmigen Ringen an ihrem äußeren Umfang fest verbunden sind, wobei sich zwischen den Scheiben und Ringen jeweils ein FlUs= sigkeitsfilm befindet, der einer Verdrehung der Scheiben und Ringe gegeneinander Widerstand als Folge von Scherkräften in der Flüssigkeit entgegensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (2) ausgehend von dem Bereich, an dem sie mitein= ander, sowie mit der Maschinenwelle (20) verbunden sind, als radiale Kühlrippen (14) nach innen in einen von der Maschinen= welle freigelassenen, seitlich offenen Luftraum (22) ragen.
2. Drehschwingungsdämpfer .nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich= net, daß die radialen Kühlrippen (14) mit Öffnungen (21) ver= sehen sind, die zum Einführen und Herausnehmen, sowie Festzie= hen und Lösen von Befestigungsschrauben (19) oder Muttern' " dienen, die einen mit den Scheiben (2) verbundenen Nabenring (1) an der Stirnseite der Maschinenwelle (20) festhalten.
3·· Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich= net, daß die Kühlrippen (14) jeweils mit einer zentralen öff= nung (23) versehen sind.
4. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich= net, daß die scheibenförmigen Ringe(9) über den Umfangsbereich, an dem sie miteinander verbunden sind, als radiale Kühlrippen (18) hinausragen.
5. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 4, dadurch

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gekennzeichnet, daß in axialen Bohrungen der Scheiben (2) oder der scheibenförmigen Ringe (9) im Bereich des auf Abscherung beanspruchten Flüssigkeitsfilmes Abstandshalter (26) liegen, die den zur Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsfilmes erforder= liehen Abstand zwischen den Scheiben und Ringen bewirken.
6. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch. 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckringe (11) durch drehnachgiebige ringförmige Dichtelemente (16) gegenüber den mit den Scheiben (2) verbundenen Nabenringen (5) abgedichtet sind.
7· Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich= net, daß die Diehtelemente (17) durch Vulkanisieren mit den Deckringen (11) und den Nabenringen (5?1) verbunden, sowie aus elastischem Werkstoff, vorzugsweise Gummi, hergestellt sind.
8. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (14,18) in der Nähe des Bereiches, an dem sie miteinander verbunden sind, mit Kühlluft= bohrungen (24,25) versehen sind.

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