DE2644808A1

DE2644808A1 - Drehschwingungsdaempfer mit viskosem daempfungsmedium

Info

Publication number: DE2644808A1
Application number: DE19762644808
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Conseur; Manfred Dipl Ing Hoch
Original assignee: Hasse and Wrede GmbH
Current assignee: Hasse and Wrede GmbH
Priority date: 1976-10-05
Filing date: 1976-10-05
Publication date: 1978-04-06
Also published as: GB1583902A; DE2644808C2

Description

Berlin _v den 5. '/t.T ζ TFI-ha/be - 1375 -

CAEL HASSE & WEEDE GMBH 1000 Berlin 4-7, Jfohriner Allee 30-42

Drehschwingungsdämpfer mit viskosem Dämpfungsmedium

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit viskosem Dämpfungsmedium, insbesondere für Kolbenmaschinen, bestehend aus einer durch einen Schwungring gebildeten seismischen Masse, die vom Dämpfungsmedium umgeben in einem hermetisch geschlossenen, mit der zu dämpfenden Welle verbundenen Gehäuse drehbar gelagert ist.

Drehschwingungsdämpfer der in Rede stehenden Art dienen insbesondere dazu,schädTiche Dreh schwingungen rotierender Wellen, insbesondere von Kurbelwellen, zu dämpfen.

Bekannt sind Schwingungsdämpfer mit viskosem Dämpfungsmedium (DT-PS 951 965), bei welchen eine ringförmige seismische Masse in Form eines Schwungringes in einem mit der Welle umlaufenden Gehäuse eingeschlossen und gelagert ist. Dabei besteht das Gehäuse zumeist aus zwei Teilen, die durch Schweißen, Schrauben oder Dichtwalzen miteinander verbunden sind. Der Schwungring ist an den Laufflächen mit Lagerringen aus Bronze oder Kunstharzpreßmasse versehen und vollführt, durch Wech^eelmomente angeregt, relativ zum Gehäuse kleine Drehschwingungen mit Frequenzen von 50 bis 200 Hz aus. Andere Störschwingungen bewirken eine zusätzliche,' der Drehschwingung überlagerte langsame Rotation des Ringes.

Die genannte Art der bekannten Schwungringlagerung hat den Nachteil, daß im verhältnismäßig engen Lage^spalt die Fadenmoleküle des Dämpfungsmediums stark beansprucht

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werden und zuweilen sogar Festkorperberührung zwischen den beiden Lagerpartnem mit unvermeidlichem Reibverschleiß auftritt. Die abgeriebenen Lagerpartikel mischen sich als unen-mnschte Fremdkörper dem Dämpfungsmedium bei.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Drehschwingungsdämpfer der in Sede stehenden Art so auszubilden, daß die Relativdrehung des Schwungringes gegenüber dem Dämpfergehäuse ungehindert möglich ist, ohne daß eine unerwünscht hohe Schubwechselbeanspruchung des viskosen Dämpfungsmediums im Lagerspalt zwischen Schwungring und Gehäuse in Kauf genommen werden muß. Es soll insbesondere vermeidbar sein, daß sich eine Festkörperberührung zwischen den Lagerpartnern, also Reibverschleiß, einstellt.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die Merkmale nach dem Patentanspruch i.

Der Schwungring stützt sich auf den Lagerelementen ab, welche vorzugsweise mittels zwischengefügter Füllstücke im inneren oder äußeren Umfangsspalt und/oder in den Seitenspalten zwischen Schwungring und Gehäuse angeordnet sind. Die axiale oder radiale elastische Nachgiebigkeit der Lagerelemente wird durch Lamellen vermittelt, welche in geeigneter Weise ausgebildet sind und auf das zu dämpfende Schwingsystem abgestimmt werden können. Als Werkstoff für die Lagerelemente ist ijedes geeignete und mit dem viskosen Dämpfungsmedium verträgliche, elastisch nachgiebige Material vorgesehen, vorzugsweise Kunststoff, welches in fertigungstechnisch billiger V/eise verarbeitet werden kann. So ist es möglich, die Lagerelemente im Spritzgußverfahren zu fertigen. Bei Verwendung der Lagerelemente kann außerdem auf bisher erforderliche spezielle Lagerringe aus faserverstärkter Kunstharzpreßmasse oder galvanisch kadmierter Bronze

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verzichtet werden.

Weitere zweckmäßige Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig.1 ist eine Teilschnittansicht eines geöffneten Drehschwingungsdämpfers mit eingelegtem Schwungring;

Fig.2 ist eine Meridian-Schnittansicht des Dämpfers nach Fig.1 ;

Fig.3 ist eine Schnittansicht von Linie III-III in Fig.2 ; und

Fig. sind Einzelansichten weiterer Lagerelemente in ihrem 4-10 eingebauten Zustand bei Darstellung unterschiedlicher Formgebung der Lamellen.

In Fig.1 ist ein Teil des geöffneten Drehschwingungsdämpfers dargestellt, der aus dem Gehäuse 1 und der seismischen Masse in Form des Schwungringes 2 besteht. Der radial innen befindliche Flansch 3 dient zum Anschließen des Drehschwingungsdämpfers an die zu dämpfende Welle. Die peripheren und seitlichen Spalte 4 zwischen dem Gehäuse 1 und dem Schwungring 2 in der Größe einiger Zehntelmillimeter sind mit einem viskosen Dämpfungsmedium gefüllt. Im Betrieb dreht sich der mit einer Welle verbundene Dämpfer um seine Rotationsachse, wobei der Schwungring 2 relativ zum Gehäuse 1 kleine Schwingwinkelamplituden vollführte Dabei Wird das viskose Dämpfungsmedium in den Spalten 4 wechselnd geschert. Der Schwungring 2 läuft außerdem relativ zum Gehäuse 1 mit unbestimmter Drehrichtung sehr langsam um.

Der Drehschwingungsdämpfer nach der Erfindung weist Lager-

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elemente 5 auf, wie der Meridianschnitt nach Fig. 2 und die Eig. 3 erkennen lassen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Drehschwingungsdämpfer mit sechs gleichmäßig verteilten Lagerelementen 5 wiedergegeben, die am Innenumfang des Gehäuses 1 befestigt sind. Es kann auch eine andere Verteilung der Lagerelemente 5 vorgesehen sein; im äußersten Falle kann der gesamte Spaltraum zwischen Gehäuse 1 und dem Schwungring 2 mit Lagerelementen ausgestattet werden, welche elastisch verformbar sind und etwa in Form eines Borstenflors bestehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 trennen Füllstücke 6, ebenfalls am Innenumfang des Gehäuses 1 befestigt, die einzelnen Lagerelementen 5 voneinander.

Die Schnittansicht nach Fig. 3 zeigt die Zuordnung des Gehäuses 1, des Schwungringes 2 und eines Lagerelementes 5 im gewählten Ausführungsbeispiel. Das bei Dämpferrotation der Fliehkraft unterworfene Lagerelement 5 ist vorzugsweise über eine formschlüssige Verbindung 7 i^m Gehäuse 1 verankert. Die freien Enden 8 der in Umfangsrichtung biegsamen Lamellen 9 der Lagerelemente führen den Schwungring 2 radial, während die aus Fig. 3 ersichtlichen seitlichen Stirnkanten 10 die axiale Führung bestimmen.

In Fig. 4 ist ein Lagerelement dargestellt, dessen Formgebung dem eingebauten Zustand entspricht. Das Lagerelement weist Lamellen 9 mit verstärktem Kopf 11 auf. Dank dieser Formgebung stützen sich die Lamellen im ausgebogenen Zustand gegenseitig abj die Lamellenenden sind leicht gerundet, um ein besseres Abwälzen des Schwungringes 2 zu ermöglichen.

Die Figuren 5-10 geben weitere Ausführungsformen von Lagerelementen wieder. So ist das Lagerelement nach Fig. 5 mit einer Vielzahl foliendünner Lamellen gleicher

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Höhe ausgestattet, während beim Lagerelement nach Fig. 6 die Reihe foliendünner Lamellen von Nennhöhe durch Lamellen geringerer Höhe unterbrochen sind»

In Fig. 7 ist ein Trag- oder Lagerelement tfiedergegeben, welches aus aufeinandergeschichteten und miteinander nachträglich verbundenen Folienabschnitten verschiedener Höhe besteht. Fig. 8 als Seitenansicht und Fig. 9 als abgewickelte Draufsicht geben ein erfindungsgemäßes Lagerelement wieder, bei dem Lamellen 12 der radialen Führung und Lamellen 13 der axialen Führung des Schwungringes 2 dienen.

In Fig. 10 ist ein Abschnitt eines Trag- oder Lagerelementes wiedergegeben, daß als endliches oder endloses Band in den inneren oder äußeren Umfangsspalt zwischen Gehäuse 1 und Schwungring 2 einlegbar ist. Borstenartige Stacheln 14 bzw. kurze, aus dem Band aufragende Lamellen, führen den Schwungring 2, wie dies vorstehend beschrieben wurde.

Die Trag- oder Lagerelemente bestehen aus einem geeigneten elastischen Werkstoff, so aus ausreichend nachgiebigem Kunststoff, aus Hartgummi, Federstahl oder dergleichen. Die Lamellen der Lagerelemente werden unter dem Einfluß der Helativschwingung bzw. -drehung zwischen dem Schwungring und dem Gehäuse entsprechend den Schwingwinke lamplituden (etwa - 0,00175 rad) elastisch ausgebogen. Beim Überschreiten dieses Winkels'legen sich die Lamellen an den sie seitlich begrenzenden Füllstücken an (Fig. 2), die mit dem Gehäuse 1 verbunden sind. Der Schwungring kann sich dannfin Umfangsrichtung weiterdrehen, indem er über die vorzugsweise abgerundeten Enden der Lamellen hinwegrutscht.

Die Viskositäts-Drehschwingungsdämpfer nach der Erfindung, welche die elastischen Lagerelemente vorbeschrie-

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"bener Art aufweisen, zeichnen sich dank der biegeweichen Lamellen durch überwiegend geschwindigkeitsproportionales Dämpfungsverhalten aus. Die Dämpfungsarbeit wird vor allem am Außenumfang und an den beiden Seitenflächen des Schwungringes verrichtet. Mit dem durch die erfindungsgemäßen Trag- bzw. Lagerelemente vollzogenen Ersatz des bisher üblichen zylindrischen Gleitlagers erübrigt sich für das viskose Dampfungsmedium die Aufgabe eines Gleitoder Schmiermittels; außerdem entfällt dessen unerwünscht hohe Schubwechselbeanspruchung im bestehenden Lagerspalt. Die Lebensdauer des Dämpfungsmediums und damit des ganzen Schwingungsdämpfers 'erhöht sich dementsprechend.

Wie vorstehend bereits ausgeführt ist; bestehen die Trag- oder Lagerelemente, vor allem deren Lamellen, aus geeigneten elastischen Werkstoffen, beispielsweise aus warmfestem und gegenüber dem Dämpfungsmedium chemisch neutralem Kunststoff. Sie werden vorzugsweise nahe der sogenannten Gehäusenabe angebracht, damit das dynamisch wirksame polare Massenträgheitsmoment des Schwungringes durch den Einbauraum der Lagerelemente möglichst wenig verringert wird. Es sind jedoch auch andere Anordnungen der Lagerelemente denkbar. So können diese in Umkehrung der vorgenannten Konstruktion im Schwungring befestigt werden. Dies bedeutet, daß die Lamellen radial nach innen gerichtet sind und sich am Gehäuse abstützen, während die durchgehende Seite der Lagerelemente im Schwungring befestigt ist.

Abgesehen von der qualitativen Verbesserung der Dämpferkonstruktion tragen die elastisch nachgiebigen Lagerelemente, die sich in preisgünstiger Kunststoff-Spritztechnik fertigen lassen, zu einer Verbilligung der Drehschwingungsdämpfer bei, da die bei bisher bekannten Konstruktionen verwendeten speziellen Lagerringe aus faserverstärkter Kunstharzpreßmasse oder galvanisch kad-

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mierter Bronze entfallen.

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	jöezugszei	ss Gehäuse
1	ss Schvrungring
2	ss Flansch
5	= Spalt
4	s= Lagerelement
5	= Killstück
6	= Verbindung
7	= Ende
8	se Lamelle
9	=> Stirnkante
10	ss Kopf
11	ss Lamelle
12	= Lamelle
13	ss Borste
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TP1-hn/be

chenliste

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Claims

Berlin, den -JB. - ΈΡΙ-hn/be - 1375 - Pat ent ansprüch e V ,

1. Drebschwingungsdämpfer mit viskosem Dämpfungsmedium, insbesondere für Kolbenmaschinen, bestehend aus einer durch einen Schwungring gebildeten seismischen Masse, die vom Dämpfungsmedium umgeben in einem hermetisch geschlossenen, mit der zu dämpfenden Welle verbundenen Gehäuse drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwungring (2), ohne den freiheitsgrad der Drehbewegung gegenüber dem Gehäuse (1) zu verlieren, von elastisch nachgiebigen Lagerelementen (5) radial und axial geführt ist.

2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch nachgiebigen Lagerelemente (5) im inneren oder äußeren Umfangsspalt und/oder in den Seitenspalten zwischen Gehäuse und Schwungring angeordnet bestehen und entweder-mit dem Gehäuse (1) oder mit dem Schwungring (2) verbunden sind.

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente (5) aus einem gegenüber dem Dämpfungsmedium verträglichen elastischen Werkstoff bestehen.

4·· Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente (5) unter Verwendung zwischen jeweils zwei Lagerelementen eingesetzter Millstücke (6) gleichförmig verteilt am Innenumfang des Gehäuses (1) befestigt sind, und daß sich von den Lagerelementen jeweils den Schwungring (2) tragende Lamellen (9) radial nach außen gerichtet erstrecken.

5. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 4-, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß die Lamellen abwechselnd unterschiedliche radiale Erstreckung besitzen.

6. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen an ihren Enden in Berührung mit dem Schwungring befindliche abgerundete Köpfe (11) tragen.

7. Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch an den Lagerelementen zusätzlich ausgebildete, axial sich erstreckende Lamellen (13).

8. Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen als Borsten (14) ausgebildet sind.

9. Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente (5) aus geschichteten, miteinander verbundenen Folien von geeignetem elastischem Werkstoff bestehen.

10. Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen kontinuierlichen, um Innen- und/oder Außenumfang des Schwungringes zwischen diesem und Gehäuse verlaufenden, aus Lagerelementen gebildeten Lagerring.

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