DE2531817A1 - Drehschwingungsdaempfer - Google Patents

Description

• Drehschwingungsdämpfer Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdampfer mit in einem ringförmigen Gehäuse drehbar gelagertem Schwungring, wobei im wesentlichen zwischen Schwungring und Gehäuse ein geringer, mit einer hochviskosen Dämpfungsflüssigkeit gefüllter Spielabstand vorgesehen ist.
• bei Viskositäts-Drehschwingungsdämpfern der vorstehend genannten Art rufen erzwungene Relativ schwingungen zwischen Gehäuse und Schwungring in dem im spaltartigen Spielabstand befindlichen Dampfungsflüssigkeits-Film Scherspannungen hervor, deren Aufbau Schwingenergie in gewünschtem Maße in Wäre umwandelt und somit abbaut. Verzugsweise dienen diese Drehschwingungsdämpfer dem Dämpfen von Kurbelwellen-Drehschwingungen al Kolbenkraftmaßchinen.
• Die Drehschwingangsdämpfer heizen sich infolge ihrer Arbeitsweise und aui infolge ihrer Anordnung nahe der Verbrennungskraftmaschine während ihres Betriebes auf Temperaturen auf, ;m ca. 800 über der Temperatur liegen können, bei wv ie mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt werden. Da nun einerseits aus Gründen der Funktionssicherheit der Drehschwingungsdämpfer eine möglichst vollständige stillung des gesamten, zwischen Gehäuse und Dämpfungsring vorhandenen Hohlraumes mit Dämpfungsflüssigkeit aufweist, andererseits aber die Dämpfungsflüssigkeit einen wesentlich gröBeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als die Werkstoffe der übrigen Bauteile der Drehschwingungsdämpfer - in der Praxis den 22-fachen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Stahlbauteile - aufweist, ergibt sich bei Aufheizen der Drehschwingungsdämpfer ein hoher ueberdruck in der Dämpfungaflüssigkeit, der die Gehäusewände nach außen wölben kann.
• Hierdurch wird der Spielabstand zwischen dem Gehäuse und dem Schwungring erweitert, wodurch die Koppelung zwischen Gehäuse und Schwungring in unerwünschter Weise vermindert wird, zumal die Dämpfungsflüssigkeit wärmebedingt obendrein an Viskosität verliert. Außerdem belastet der sich hierdurch einstellende hohe Innendruck das ganze Gehäuse, insbesondere dessen Verbindungs- und Dichtfugen, die zur Aufnahme dieser hohen BelasLungen geeignet ausgebildet werden müssen Aus der DU-OS 1 939 491 ist es bekannt, den Schwungring in zwei Hingkörper aufzuspalten, welche mittels eines temperaturabhängig seine Länge ändernden und somit den Axialabstand der Ringkörper steuernden Elementes miteinander verbunden sind. Durch diese Ausbildung soll erreicht werden, daß die Spaltbreiten zwischen Gehäuse und Dampfungsring temperaturabhängig derart gesteuert werden, daß die temperaturabhängigen Viskositätsänderungen der Dämpfungsflüssigkeit in bezug auf die Dämpfungsfunktion des Schwingungsdämpfers eliminiert werden. Diese bekannte Anordnung ist jedoch nicht geeignet, temperaturbedingte Druckschwankungen der Dämpfungsflüssigkeit auszugleichen; es ist vielmehr zu erwarten, daß das temperaturabhängige Steuerelement einen verstärkenden Einfluß auf die temperaturbedingten Druckschwangkungen ausübt.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, einen DrehschwingungsdRmpfer der eingangs angegebenen Art derart auszubilden, daß auch bei großen Temperaturänderungen des Drehschwingungsdämpfer 5 der Druck in dessen Dämpfungsflüssigkeit nur innerhalb eines verhältnismäßig kleinen Druckbereiches schwankt, derart, daß einerseits bei niedrigen Temperaturen immer ein bestimmter Mindestdruck erhalten bleibt, andererseits bei hohen Temperaturen Jedoch kein das Gehäuse und dessen Dichtungen außergewöhnlich belastender hoher Druck auftritt.
• Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Wandungsabschnitt des von der Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Raumes bei Überschreiten einer bestimmten Druckgrenze in diesem Raum elastisch ausweichend ausgebildet ist.
• l)ie nach der weiteren Erfindung vorteilhafte Ausgestttung des Dreischwinguiigsdämpfers kann den Unteransprüchen entnommen werden.
• In den Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 sind zwei unterschiedliche Ausführungsformen von nach der Erfindung ausgestalteten Drehschwingungsdämpfern dargestellt.
• Gemäß Fig.1 und Fig. 2 befindet sich in einem Gehäuse 1, das aus einem mit der nicht dargestellten, zu dämpfenden Welle verbundenen Gehäuseteil 2 mit einer im Querschnitt u-förmigen, nach einer Seite offenen Ringnut und einem ringartigen, die Ringnut zu einem Ringraum 3 verschließenden Deckelteil 4 besteht, ein Schwungring 5, der über an seinem Innenumfang angeordnete Lagerringe 6 auf der radial inneren Begrenzungsfläche des Ringraumes drehbar gelagert ist. Die Lagerringe 6 stehen axial geringfügig über die Seitenflächen des Schwungringes 5 vor, derart, daß sie zusammen mit den entsprechenden, seitlichen Begrenzungswandabschnitten des Ringraumes 3 eine den Schwungring 5 axial führende Lagerung bilden. Die Seitenfianken und der AuBenumfang des Schwungringes 5 stehen mit geringem Spielabstand den Seitenwandungen bzw. der radial äußeren Begrenzung des Ringraumes 3 gegenüber. Zwischen den Lagerringen 6 ist der Ringraum 3 mittels einer in das Gehäuseteil 2 eingearbeiteten, als Vorratsraum 7 dienenden Ringnut erweitert.
• Die. Vorratslaum 7 und die Spa]träume zwischen den Wand gen des Ringraumes 3 sowie des Schwungringes 5 sind vol1(.;tandig mit einer über eine nicht dargestellte, dicht verschlossene Einfüllöffnung unter Umgebungsdruck eingefüllten, hochvi 5-kosen Dämpfungsflüssigkeit gefüllt.
• Bei der Ausführung nach Fig. 1, bei welcher der Deckelteil 4 über lediglich angedeutete Schrauben 8 und zwei Dichtungsringe 9 und 10 am Gehäuseteil 2 gehalten ist, ist in den Vorratsraum 7 ein aus einem Schlauch gebildeter Ringkörper 11 eingelegt. Die Wandung des innen hohlen Ringkörpers 11 besteht aus einem elastischen Material und der Innenraum 12 des Ringkörpers ist mit Luft oder einem anderen Gas als Federungsmedium gefüllt, das zumindest unter Umgebungsdruck steht. Heizt sich der Drehschwingungsdämpfer nach Fig. 1 auf, sei es durch Aufnahme von Schwingungsenergie oder auch durch äußere Wärmequellen, so dehnt sich die Dämpfungsflüssigkeit etwa 22-fach stärker aus als der Stahlwerkstoff des Gehäuses 1 und des Schwungringes 5. Der Druck in der Dämpfungsflüssigkeit steigt daher an und verformt so die elastische Wandung des Ringkörpers 11 entgegen dem Druck des Federungsmediums in dessen Innenraum 12, bevor noch der Deckelteil 4 sich spürbar auszubeulen beginnt. Der von der Dämpfungsflüssigkeit einnehmbare Raum wird hierdurch druckabhängig vergrößert, so daß mit weiter steigender Temperatur der Druck der Dämpfungsflüssigkeit nahezu konstant bleibt oder höchstens nur mehr langsam weit,ersteigt. Damit wird der Druck in der DämpfungRflüssigkeit auf einen dem Gehäuse zuträglichen Wert begrenzt.
• Beim Abkühlen des Drehschwingungsdämpfers spielen sich entsprechend umgekehrt verlaufende Vorgänge ab. Der Ringkörper 11 dehnt sich unter seiner Elastizität und dem Druck des Federungsmediums aus, bis er seine ursprüngliche Gestalt und sein Ausgangsvolumen wieder erreicht hat.
• Bei der Aussführung nach kig. 2, bei welcher der Deckelteil 4 dicht eingeschweißt ist, ist der Schwungring 5 rotationssymmetrisch zu seiner Achse mit einer Anzahl von Sackbohrungen versehen, von welchen nur eine Sackbohrung 13 dargestellt ist. Diese Sackbohrung 13 mündet in einer Seitenflä.che des Schwungringes 5 und ist nahe dieser durch einen in der Bohrung gegenüber der Dämpfungsflüssigkeit und einem gasförmigen Bederungsmedium dicht geführten Kolben 14 verschlossen. An ihrer Mündung ist die Sackbohrung 13 mit einem radial einwärts gerichteten, den Kolben 14 abfangenden Hingflansch 15 versehen, welcher in nicht dargestellter Weise beispielsweise aus einem Feder- oder Sicherungsring gebildet sein kann. Eine in der Sackbohrung 13 angeordnete Druckfeder 16 sowie ein in dieser befindliches,gasföimiges i'ederungsmedium belasten den Kolben 14 in Andrückrichtung an den Ringflansch 15; beim Anliegen an diesem Ringflansch 15 befindet sich die der Sackbohrung 13 abgewandte Stitinfläche des Kolbens 14 in einer Ebene mit der Seitenfläche des Schwungringes. Die kunktion des Drehschwingungsdämpfers nach Fig. 2 entspricht derjenigen nach Fig. 1: Sobald sich der Dämpfer erwärmt, wird der Kolben 14 entgegen seiner Belastung durch die Druckfeder 16 und das Federungsmedium in die Sackbohrung hineingedrückt; der Druckaufbau in der Dämpfungsflüssigkeit wird hierdurch derart gehemmt, daß auch bei den höchsten vorkommenden Betriebstemperaturen keine unzulässig hohen Druckwerte erreicht werden.
• Abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, im Vorratsraum 7, in den Sackbohrungen 13 oder an anderen geeigneten Stellen, wie eventuell im Gehäuse 1 angeordneten Ausnehmungen, andersartige Druckbegrenzungskörper als den Ringkörper 11 bzw. den Kolben 14 anzuordnen. So kann es zweckmäßig sein, insbesondere im Vorratsraum 7 ein oder mehrere, an beiden Enden verschlossene Schlauchstücke aus elastischem Material, gefüllt mit dem Federungsmedium, anzuordnen. In den Sackbohrungen können demgegenüber zweckmäßig Wellrohr-flohlkörper untergebracht werden, die beidseitig verschlossen sind und bei Außendruckbelastung ihre Länge verkürzen.

Claims (12)

Patentansprüche

1. Drehschwingunfsdämpfer mit in einem ringförmigen Gehäuse drehbar gelagertem Schwungring, wobei im wesentlichen zwischen Schwungring und Gehäuse ein geringer, mit einer hochviskosen Dämpfungaflüssigkeit gefüllter Spielabstand vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandungsabschnitt des von der Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Raumes bei Überschreiten einer bestimmten Druckgrenze in diesem Raum elastisch ausweichend ausgebildet ist.

2. Drehschwingungsdäiipf er nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandungsabschnitt die Oberfläche eines an den Raum angrenzenden Druckbegrenzungskörpers (11,14) bildet.

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbegrenzungskörper als geschlossener Hohlkörper (11) mit elastisch verfornbaren Wandungen ausgebildet ist.

4. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (11) mit einem gasförmigen Federungsmedium gefüllt ist.

5. Drehschwingungsdamper nach Anfiprui 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper als ei.n im von der Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Raum angeordnetes, beidseitig verschlossenes SchAauchstück ausgebildet ist.

6. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper als ein im von der Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Raum angeordneter, schlauchartiger Ringkörper (11) ausgebildet ist.

7. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 5 oder 6, wobei zwischen dem Gehäuse und dem Schwungring ein erweiterter Vorratsraum für die Dampfungsflüssigkeit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper im Vorratsraum (7) angeordnet ist.

8. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den von der Dampfungaflüssigkeit gefüllten Raum mehrere, zur Drehachse des Drehschwingungsdämpfers rotationssymmetrisch verteilt angeordnete Sackbohrungen (13) münden, in deren Jeder ein Druckbegrenzungskörper angeordnet ist.

9. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sackbohrungen (13), achsparallel zur Drehachse im Schwungring (5) angeordnet sind.

10. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbegrenzungskörper als beidseitig verschlossene Wellrohr-Hohlkörper ausgebildet sind.

11. I)rehschwingungsdämpf ernach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sackbohrungen (13) an ihren Mündungen durch Je einen federbelasteten, gas- und dKmpfungsflüssigkeitsdichten Kolben (14) abgeschlossen sind.

12. I)rehschwingungsdämpfernach Anspruch 11, zu, dadurch gekennzeichnet, daß die Sackbohrungen (13) an ihrer Mündung einen radial einwärts gerichteten, den Kolben (14) abfangenden Ringflansch (15) aufweisen.