DE2714230A1

DE2714230A1 - Drehschwingungsdaempfer mit viskosem daempfungsmedium

Info

Publication number: DE2714230A1
Application number: DE19772714230
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: 1977-03-30
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1978-10-05
Also published as: US4208928A; GB1597760A

Description

28.2.1977 TP1-hn/be

CABL HASSE & WEEDE GMBH 1000 Berlin 47, Mohriner Allee 30-42

Drehschwingungsdämpfer mit viskosem Dämpfungsmedium

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit viskosem Dämpfungsmedium, insbesondere für Kolbenkraftmaschinen, bestehend aus einer Sekundärmasse , die gegenüber der mit der zu dämpfenden Welle verbundenen Primärmasse elastisch gelagert und dre.belastisch gefesselt ist, mit einem zwischen Primärmasse und Sekundärmasse bestehenden, das Dämpfungsmedium aufnehmenden Arbeitsraum.

Drehschwingungsdämpfer der genannten Art eignen sich dazu, schädliche Drehschwingungen rotierender Wellen, insbesondere von Kurbelwellen, zu dämpfen.

Bekannt sind Drehschwingungsdämpfer mit viskosem Dämpfungsmedium, bei welchen eine ringförmige seismische Masse in Form eines Schwungringes, die sogenannte Sekundärmasse, in einem mit der Welle umlaufenden Gehäuse eingeschlossen und drehbar gelagert ist (DT-PS 951 965). Bei anderen Schwingungsdämpfern stützt sich die außenliegende seismische Masse über wechselnd tordierte Kinggummifedern gegenüber dem wellenfesten Bauteil,der Primärmasse,ab, wobei die Gummifedern nicht nur als Lagerelemente, sondern zugleich als Dichtung für das Dämpfungsmedium dienen (DT-PS 1 074 333).

Bei beiden bekannten Konstruktionen setzt das viskose Dämpfungsmedium Schwingenergie in tfärme um, weil es zwischen den dicht benachbarten glatten Wänden von Primär- und Sekundärteil des Schwingungsdämpfers einer wechseln-

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den Scherbeanspruchung unterworfen wird. Das Arbeitsvermögen und die Haltbarkeit eines solchen Schwingungsdämpfers hängen von der Wandhaftung des Dämpfungmediums und der Widerstandsfähigkeit seiner Molekülstruktur gegen Wechselscherung ab.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Leistungsfähigkeit des Drehschwingungsdämpfers auf zweifache Weise zu verbessern. Es soll die Schwingenergie im viskosen Dämpfungsmedium nicht mehr ausschließlich durch die Scherung zwischen den glatten Wänden umgewandelt werden; außerdem soll der elastische Anteil der bestehenden visko-elastischen Koppelung zwischen der Primär- und der Sekundärmasse des Dämpfers erhöht werden.

Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die erfinderischen Merkmale nach Patentanspruch 1.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.

Gemäß der Erfindung wird das viskose Dämpfungsmedium im Verlauf einer vollen Schwingung unter Aufwand von Quetscharbeit von einer sich verengenden in eine sich erweiternde Kammer des Arbeitsraumes und zurück gelrängt, wobei der Anteil der Scherung möglichst klein gehalten wird. Auf diese Weise wird auch der elastische Anteil der visko-elastischen Koppelung zwischen der Primär- und der Sekundärmasse des Schwingungsdämpfers erhöht.

Durch die zweckentsprechende Gestaltung der angrenzenden Arbeitsraum-Wandflächen, sowohl an den Seiten und/oder am Umfang, werden die Spalträume in eine Vielzahl von Kammern gegliedert, die sich bei Relativschwingungen der Sekundärmasse gegenüber der Primärmasse im Takte der Schwingungen

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verengen und erweitern und so das viskose Dämpfungsmedium um kleine Beträge hin- und herdrängen. Die Anzahl, die Kontur und der Querschnitt der Kammern sowie ihre Richtung in dfer Meridianebene beeinflussen, ebenso wie gewisse Werkstoffkennwerte des Dämpfungsmediums selbst, den elastischen Anteil der visko-elastischen Koppelung.

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

Fig. 1 ist ein halbierter Querschnitt eines Drehschwingungsdämpfers nach der Erfindung, bei welchem die seismische Masse als Gehäuse ausgebildet ist;

KLg. 2 ist ein halbierter Querschnitt eines Drehschwingungsdämpfers, bei welchem die seismische Masse als Schwungring dargestellt ist;

Fig. 3 ist eine Teilansicht eines geöffneten Drehschwingungsdämpfers mit radial sich erstreckenden Rippen und Nuten;

Fig. 4· ist eine Teilansicht eines geöffneten Drehschwingungsdämpfers mit spiralförmig verlaufenden Rippen und Nuten;

Fig.5-8 sind Schnittansichten durch Rippen und Nuten unterschiedlicher Profilierung in Richtung der Schnittlinie I-I in Fig. 3 und 4-.

In Fig. 1 ist die obere Hälfte eines axial geschnittenen Drehschwingungsdämpfers nach der Erfindung dargestellt. Die sogenannte Primärseite besteht aus einer kreisringförmigen Wellscheibe 1, welche mit einem Befestigungsflansch 3 verbunden ist. Der Befestigungsflansca 3 dient zur Verschraubung mit der zu dämpfenden Welle einer Kolbenkraftmaschine oder dergleichen. Ringförmige Gummifedern 5 stützen sich

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an seitlichen Ansätzen 6 der Wellscheibe 1 ab und führen die radial außen liegende seismische Masse, welche im vorliegenden Fall als Sekundärmasse 7 bezeichnet ist. Die Gummifedern 5 vermögen die Sekundärmasse sowohl in radialer als auch in axialer Richtung zu führen. Zwischen der Sekundärmasse 7 und der Wellscheibe 1 erstreckt sich der sogenannte Arbeitsraum 9> der mit einem viskosen Dämpfungsmedium gefüllt ist. Der Arbeitsraum ist durch ineinandergreifende Rippen und Nuten gegliedert, die an der Wellscheibe 1 und an der Sekundärmasse 7 wechselseitig ausgebildet sind. Bei Relativdrehung zwischen der Wellscheibe 1 und der Sekundärmasse 7 entstehen auf diese Weise sich verengende und sich erweiternde Kammern des Arbeitsraumes, wobei das viskose Dämpfungsmedium im Verlauf einer vollen Schwingung unter Aufwand von Quetscharbeit von einer sich verengenden in eine sich erweiternde Kammer und zurück gedrängt wird. Es ist auf diese Weise möglich, den Anteil der Scherung des Dämpfungsmediums möglichst klein zu halten.

In Fig. 2 ist ein Drehschwingungsdämpfer dargestellt, bei

welchem die Primärsßite als hermetisch geschlossenes Geist
hause 11 ausgebildet/ das mit dem Befestigungsflansch 3 an der zu dämpfenden Welle angeschraubt wird und in welchem die ringförmige seismische Masse bzw. Sekundärmasse 7 begrenzt drehbar gelagert ist. Die die Form eines Schwungringes besitzende Sekundärmasse 7 ist vorzugsweise mittels dreier oder mehrerer Blattfedern 13 gelagert. Die Sekundärmasse 7 kann auch mittels Ringgummifedern in einer der Anordnung nach Fig. 1 vergleichbaren Weise gelagert sein. Zwischen dem Gehäuse 11 und der Sekundärmasse 7 befindet sich der Arbeitsraum 9, der im vorliegenden Fall zwischen den seitlichen Kreisringflächen und zwischen den inneren und äußeren Umfangsflächen von Gehäuse und Sekundärmasse gebildet ist. Wie bei der Anordnung nach Fig. 1 ist der

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Arbeitsraum 9 erfindungsgemäß durch' wechselseitig ineinandergreifende Bippen und Nuten an der Sekundärmasse und am Gehäuse gegliedert. Die Gliederung besteht sowohl an den seitlichen Kreisringflächen als auch an den inneren und äußeren Umfangsflächen.

Fig. 3 als Schnittansicht zeigt einen Ausschnitt

des geöffneten Drehschwingungsdämpfers. Die innerhalb des Gehäuses angeordnete Sekundärmasse 7 weist Rippen 15 und Nuten 17 auf, welche sich auf den Seitenflächen der Sekundärmasse erstrecken und in entsprechende Hippen und Nuten am Außen- und Innenumfang der Sekundärmasse übergehen. In entsprechender Weise sitid Nuten und Rippen im Gehäuse angeordnet. Bei Bedarf erstrecken sich die Rippen und Nuten jeweils nur am Außen- oder Innenumfang von Sekundärmasse und Gehäuse bzw. nur an deren Seitenflächen. Auch ist es möglich, eine Kombination dieser Anordnungen zu wählen. Vorzugsweise verlaufen die Rippen und Nuten (desgleichen bei der Ausführungsform nach Fig. 1) strahlenförmig; es ist möglich, die Strahlen- oder Keilform unterschiedlich zum bestehenden Radius zu ändern.

In Fig. 4- ist ein der Ausführungsform nach Fig. 3 vergleichbarer Schwingungsdämpfer in geöffneter Lage dargestellt; die Rippen und Nuten sitzen auf den Seitenflächen der Sekundärmasse, verlaufen jedoch in Form von Archimedischen Spiralen. Es ist auch im Rahmen des der Erfindung allgemeinen Gedankens möglich, einen gegenüber der radialen Richtung geneigten oder einen höheren Kurven entsprechenden Verlauf der Rippen und Nuten zu wählen. Auch bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung sind die Nuten und Rippen im Gehäuse in gleicher Wei3e verlaufend angeordnet. Die vorbeschriebene Formgebung der Nuten und Rippen ist auch auf die in Fig. 1 dargestellte Bauform des Schwingungsdämpfers anwendbar.

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Die !"ig. 5-8 als Schnitt ansicht en geben verschiedene Formgebungen der Hippen und Nuten wieder. Das Gehäuse 11 und die Sekundärmasse 7 begrenzen jeweils den Arbeitsraum 9i welcher mit viskosem Dämpfungsmedium gefüllt ist. Der Arbeitsraum 9 ist analog ausbildbar zwischen der Wellscheibe 1 und der Sekundärmasse 7 bei der Dämpferbauart nach Fig. 1 vorgesehen.

Die Hippen- und Nutquerschnitte nach Fig. 5 sind als Rechtecke mit gerundeten Ecken ausgebildet; in Fig. 6 sind die Querschnitte als Trapeze mit gerundeten Ecken geformt. Die kleineren, schräg stehenden Trapezseiten können in Anlehnung an eine Evolventenverzahnung gekrümmt sein. Bei der in Fig. 7 dargestellten Anordnung wechseln auf der Sekundärmasse 7 aufgesetzte halbrunde Hippen 15 und planparallele Abschnitte einander ab. Die Ausführungsform nach Fig. 8 kennzeichnet sich durch einen sinusförmigen Verlauf der Rippen und Nuten.

Die Erfindung ist nicnt auf die dargestellte geometrische Anordnung der Rippen und Nuten beschränkt; dies gilt auch für die Oberflächenbeschaffenheit der Sekundärmasse und des Gehäuses. Dies bedeutet, daß zusätzlich zu den Rippen- und Nutprofilen kleinere Profile an den einander zugewandten Seiten - und Umfangsflachen von Gehäuse und Sekundärmasse ausgebildet sein können.

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Claims

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1. Drehschwingungsdämpfer mit vikosem Dämpfungsmedium, insbesondere für Korbenkraftmaschinen, bestehend aus einer Sekundärmasse (seismische Masse), die gegenüber der mit der zu dämpfenden Welle verbundenen Primärmasse elastisch gelagert und drehelastisch gefesselt ist, mit einem zwischen Primärmasse und Sekundärmasse bestehenden, das Dämpfungsmedium aufnehmenden Arbeitsraum, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander gegenüberliegenden und den Arbeitsraum (9) bildenden Wirkflächen der Primär- und Sekundäxmasse Profile (15;17) ausgebildet sind.

2. Drehschwingungsdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile an den Wirkflächen als wechselseitige Profilkörper ausgebildet sind, derart daß bei Relativschwingung der Sekundärmasse gegenüber der Primärmasse in Schwungrichtung sich periodisch vergrößernde und verengende Spalte bilden und quer zur Schwungrichtung stets gleich große Scherspalte verbleiben.

3· Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen der Primärmasse mit radial sich erstreckenden Rippen und die Seitenflächen der Sekundärmasse mit ebensolchen Hüten zur spielbehafteten Aufnahme der vorgenannten Rippen versehen sind.

4-, Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Innen- und Außenumfang des Arbeitsraumes (9) durch entsprechende achsparallele Rippen und Nuten an der Primär- und an der Sekundärmasse unterteilt ist.

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ORIQtNAL INSPECTED

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5. Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile an den einander zugewandten Umfangsflächen der Primär- und Sekundärmasse bestehen, und daß die einander gegenüberliegenden Seitenflächen von Primär- und Sekundärmassen eben sind.

6. Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hippen (15) und Nuten(i7) längs gerader Linien erstrecken, welche zur radialen Richtung geneigt sind.

7· Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen und Nuten in Form von Archimedischen Spiralen etc. höheren Kurven verlaufen.

8. Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieRippen- und Nutenquerschnitte kechteckform besitzen oder als Trapeze mit gerundeten Ecken oder Halbkreisflächen ausgebildet oder von einer Sinuskurve begrenzt sind»

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