DE2829253A1 - Setting tool for torsion damper characteristic - has tool for compressing plastics damping ring bonded to outer peripheral inertia ring - Google Patents
Setting tool for torsion damper characteristic - has tool for compressing plastics damping ring bonded to outer peripheral inertia ringInfo
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Abstract
Description
Vorrichtung zur Verformung einer Elastomerschicht für einen DrehschwingungsdämpferDevice for deforming an elastomer layer for a torsional vibration damper
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verformung und damit zur Einstellung der Vorspannung einer zwischen einer Nabe und einem Trägheitsteil angeordneten Elastomerschicht für einen Drehschwingungsdämpfer für die mit der Nabe verbundene Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a device for deformation and thus to Adjustment of the preload arranged between a hub and an inertia part Elastomer layer for a torsional vibration damper for the one connected to the hub Crankshaft of an internal combustion engine.
Aus der US-PS 3 196 710 ist eine Vorrichtung der angegebenen Gattung bekannt, bei der die Verformung der Elastomerschicht dadurch erfolgt, daß die Elastomerschicht durch Anziehen einer Schraube, welche die die Elastomerschicht umgebenden Teile miteinander verbindet, zusammengedrückt wird, um dadurch eine geeignete Vorspannung zu erhalten.US Pat. No. 3,196,710 discloses a device of the type indicated known, in which the deformation of the elastomer layer takes place in that the elastomer layer by tightening a screw holding the parts surrounding the elastomer layer connects with each other, is pressed together to thereby provide a suitable preload to obtain.
Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung, daß ein solcher Drehschwingungsdämpfer einen relativ aufwendigen Aufbau hat und mehrere Teile erforderlich sind, um die gewünschte Verformung zu erreichen. Außerdem muß diese Verformung sehr exakt ausgeführt werden, d.h., die Schraube muß jeweils so angezogen werden, daß sich die gewünschte Vorspannung ergibt. Und schließlich kann sich, insbesondere bei längerem Betrieb und bei laufenden Erschütterungen, wie sie bei Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nicht zu vermeiden sind, die Schraube lösen, so daß sich die Verformung und damit die Vorspannung der Elastomerschicht ändert.The disadvantage of this device is that such a torsional vibration damper has a relatively complex structure and several parts are required to complete the to achieve desired deformation. In addition, this deformation must be carried out very precisely i.e. the screw must be tightened so that the desired Bias results. And finally, it can, especially with prolonged use and with ongoing vibrations, such as those in internal combustion engines, in particular for motor vehicles, inevitably, loosen the screw so that the Deformation and thus the bias of the elastomer layer changes.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verformung einer Elastomerschicht für einen Drehschwingungsdämpfer der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten.The invention is therefore based on the object of a device for deforming an elastomer layer for a torsional vibration damper of the specified To create a type in which the disadvantages mentioned above do not occur.
Insbesondere soll eine Vorrichtung vorgeschlagen werden, die keine zusätzlichen konstruktiven Maßnahmen erfordert, eine sehr exakte Einstellung der Verformung der Elastomerschicht und damit ihrer Vorspannung ermöglicht und auch nach längerem Gebrauch noch einwandfrei arbeitet, also die einmal vorgenommene Verformung beibehält.In particular, a device should be proposed that no requires additional design measures, a very precise setting of the Deformation of the elastomer layer and thus its bias enables and also still works perfectly after a long period of use, i.e. the deformation that has been carried out once maintains.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine tassenförmige Nabe erreicht, deren Randbereich auf eine einer bestimmten Vorspannung der Elastomerschicht entsprechende Form aufgeweitet worden ist.This is achieved according to the invention by a cup-shaped hub, whose edge area corresponds to a certain pretensioning of the elastomer layer Shape has been expanded.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Aufweitung des Randbereiches durch Tiefziehen der Nabe, wobei der Randbereich entweder die Form eines Zylinders oder die Form eines Kegelabschnittes haben kann.According to a preferred embodiment, the expansion takes place Edge area by deep drawing the hub, the edge area either the shape a cylinder or the shape of a cone section.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgendem Grundgedanken: Wird die Nabe, die fest mit der Elastomerschicht verbunden ist, beispielsweise durch Anvulkanisieren, verformt, so wird die Elastomerschicht einer entsprechenden Verformung unterworfen, die einen mehrachsigen Spannungszustand auslöst. Bei dieser Verformung ändert sich die Federkonstante der Elastomerschicht, wodurch sich eine entsprechende Änderung der Eigenfrequenz der Elastomerschicht und damit des Drehschwingungsdämp fers ergibt. Eine bestimmte Form der Nabe legt also eine bestimmte Vorspannung des Drehschwingungsdämpfers und damit wiederum eine genau definierte Dämpfungscharakteristik fest.The advantages achieved with the invention are based on the following basic idea: Is the hub, which is firmly connected to the elastomer layer, for example by Vulcanizing, deformed, the elastomer layer undergoes a corresponding deformation which triggers a multiaxial stress state. With this deformation changes the spring constant of the elastomer layer, whereby a corresponding Change in the natural frequency of the elastomer layer and thus the torsional vibration damper fers results. A certain shape of the hub thus places a certain preload on the Torsional vibration damper and thus, in turn, a precisely defined damping characteristic fixed.
Werden die Metallteile, beispielsweise die Nabe und das Trägheitsteil, an die Elastomerschicht anvulkanisiert, so treten im allgemeinen Schrumpfspannungen auf, welche die Eigenfrequenz der Elastomerschicht und damit die Dämpfungscharakteristik beeinflussen.Are the metal parts, such as the hub and the inertia part, vulcanized onto the elastomer layer, shrinkage stresses generally occur on which the natural frequency of the elastomer layer and thus the damping characteristics influence.
Auch dieser Einfluß der Schrumpfspannungen auf die Eigenfrequenz kann durch die folgende Verformung der Nabe, beispielsweise durch Tiefziehen, kompensiert werden.This influence of the shrinkage stresses on the natural frequency can also compensated for by the subsequent deformation of the hub, for example by deep drawing will.
Für die Herstellung der Nabe wird hochwertiges Tiefziehblech verwendet, so daß zur Verformung der Nabe durch Tiefziehen zwar hohe Drücke bis in der Größenordnung von 20 t aufgewandt werden müssen, andererseits die Nabe jedoch äußerst formstabil ist und auch bei längerem Gebrauch und ständigen Erschütterungen und Schwingungen, wie sie bei Kurbelwellen für Kraftfahrzeuge nicht zu vermeiden sind, ihre Form nicht ändert.High-quality deep-drawn sheet metal is used to manufacture the hub, so that to deform the hub by deep drawing, although high pressures up to the order of magnitude of 20 t have to be used, but on the other hand the hub is extremely dimensionally stable is and also with prolonged use and constant shocks and vibrations, as they cannot be avoided with crankshafts for motor vehicles, their shape cannot changes.
Dies bedeutet wiederum, daß auch die Dämpfungscharakteristik über längere Zeiträume äußerst konstant bleibt.This in turn means that the damping characteristics are also over remains extremely constant for longer periods of time.
Vor der Verformung der Nabe kann der bereits vulkanisierte Elastomerkörper in den Raum zwischen der Nabe und dem Trägheitsteil eingebracht werden. Anschließend wird dann die Nabe auf die oben erläuterte Weise verformt.Before the hub is deformed, the already vulcanized elastomer body be introduced into the space between the hub and the inertia part. Afterward the hub is then deformed in the manner explained above.
Als Alternative hierzu kann die Elastomerschicht jedoch auch im unvulkanisierten Zustand in diesen Raum eingebracht und erst anschließend ausvulkanisiert werden. Dabei besteht die Möglichkeit, die Elastomerschicht an dem Trägheitsteil, das im allgemeinen als Schwungring ausgebildet ist, der Nabenoberfläche oder an diesen beiden Einzelteilen mittels Haftmitteln anzuvulkanisieren.As an alternative to this, however, the elastomer layer can also be used in the unvulcanized State introduced into this space and only then fully vulcanized. There is the possibility of applying the elastomer layer to the inertia part, which is generally designed as a flywheel, the hub surface or on vulcanize these two parts using adhesives.
Bei diesem Drehschwingungsdämpfer sind also keine zusätzlichen Maßnahmen zur Einstellung der Dämpfungscharakteristik erforderlich, sondern bereits während der Fertigung kann die Eigenfrequenz der Elastomerschicht auf den geplanten Einsatzzweck abgestimmt werden. Bei gehafteten Verbindungen zwischen Nabe, Elastomerschicht und Trägheitsteil werden zunächst die nachteiligen Zugspannungen aufgehoben, bevor bei weiterer Verformung Druckspannungen erzeugt werden, welche die Eigenfrequenz der Elastomerschicht definieren.With this torsional vibration damper there are no additional measures required for setting the damping characteristics, but already during During production, the natural frequency of the elastomer layer can depend on the intended use be matched. In the case of stuck connections between the hub, elastomer layer and Inertia part, the disadvantageous tensile stresses are eliminated before at further deformation compressive stresses are generated, which is the natural frequency of the Define the elastomer layer.
Zweckmäßigerweise wird die Fertigungsmaschine mit einer FrequenzmeBanlage kombiniert, so daß die Eigenfrequenz der Elastomerschicht und damit des Drehschwingungsdämpfers bereits bei der Erzeugung der Druckvorspannung auf den geplanten Einsatzzweck abgestimmt werden kann. Da diese Eigenfrequenz mit großer Genauigkeit eingehalten wird, ist der Ausschuß äußerst gering.The production machine is expediently equipped with a frequency measuring system combined so that the natural frequency of the elastomer layer and thus the torsional vibration damper Already matched to the planned application when generating the pressure preload can be. Since this natural frequency is adhered to with great accuracy the committee extremely small.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Hälfte eines Axialschnittes eines Drehschwingungsdämpfers mit innenliegender Nabe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine Hälfte eines Axialschnittes eines Drehschwingungsdämpfers mit außenliegender Nabe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 eine Hälfte eines Axialschnittes eines Drehschwingungsdämpfers nach Fig. 1, jedoch mit zusätzlicher, axialer Sicherung des Trägheitsteils, Fig. 4 eine Hälfte eines Axialschnittes eines Drehschwingungsdämpfers mit innenliegender Nabe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei die Berührungsflächen die Form von Kegelabschnitten haben, Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch ein Tiefziehwerkzeug für die Verformung der Nabe des in den Figuren 1 und 3 dargestellten Drehschwingungsdämpfers, und Fig. 6 eine Draufsicht auf den Druckstein des in Fig. 5 gezeigten Tiefziehwerkzeugs.The invention is illustrated below with the aid of exemplary embodiments Explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawings. Show it Fig. 1 is a half of an axial section of a torsional vibration damper with an internal Hub according to an embodiment of the invention, FIG. 2 one half of an axial section a torsional vibration damper with an external hub according to a further embodiment of the invention, FIG. 3 one half of an axial section of a torsional vibration damper according to Fig. 1, but with additional, axial securing of the inertia part, Fig. 4 one half of an axial section of a torsional vibration damper with an internal Hub according to a further embodiment of the invention, wherein the contact surfaces have the shape of cone sections, Fig. 5 is a vertical section through a Deep-drawing tool for deforming the hub of the one shown in FIGS. 1 and 3 Torsional vibration damper, and Fig. 6 is a plan view of the pressure block of the in Fig. 5 deep drawing tool shown.
Der in Fig. 1 gezeigte Drehschwingungsdämpfer weist eine aus hochwertigem Tiefziehblech bestehende, tassenförmige Nabe 1 mit zylindrischem Randbereich 2 auf. In dem senkrechten "Bodenbereich" 2a der Nabe 1 befindet sich eine Bohrung 3 für die Aufnahme der (nicht dargestellten) Kurbelwelle; außerdem enthält dieser Bodenbereich 2a weitere Bohrungen 4 für die Befestigungsschrauben (nicht dargestellt), welche die Nabe fest mit der Kurbelwelle verbinden.The torsional vibration damper shown in Fig. 1 has a high quality Deep-drawn sheet metal, cup-shaped hub 1 with a cylindrical edge area 2. In the vertical "bottom area" 2a of the hub 1 there is a hole 3 for the inclusion of the (not shown) crankshaft; this floor area also contains 2a more holes 4 for the fastening screws (not shown), which the hub firmly with connect the crankshaft.
An der Außenfläche des zylindrischen Teils 2 der Nabe 1 liegt fest eine Elastomerschicht 5 an, die entweder im bereits vulkanisierten Zustand auf den zylindrischen Randbereich 2 aufgebracht worden ist, oder aber im unvulkanisierten Zustand aufgebracht worden ist und dann an die Außenfläche des zylindrischen Randbereiches 2 und/oder an die Innenfläche eines Trägheitsteils 6 anvulkanisiert worden ist, das die Elastomerschicht 5 von außen umgibt.On the outer surface of the cylindrical part 2 of the hub 1 is fixed an elastomer layer 5, which is either in the already vulcanized state on the cylindrical edge area 2 has been applied, or in the unvulcanized State has been applied and then to the outer surface of the cylindrical edge area 2 and / or has been vulcanized onto the inner surface of an inertia part 6, which surrounds the elastomer layer 5 from the outside.
Bei einer durch die Pfeile angedeuteten radialen Verformung des zylindrischen Randbereiches 2 der Nabe 1, die im folgenden noch erläutert werden soll, wird in der Elastomerschicht 5 ein Spannungszustand erzeugt, wodurch die Eigenfrequenz der Elastomerschicht und damit die Dämpfungscharakteristik des Drehschwingungsdämpfers eingestellt werden kann.In the case of a radial deformation of the cylindrical, indicated by the arrows Edge area 2 of the hub 1, which will be explained in the following, is shown in the elastomer layer 5 generates a state of stress, whereby the natural frequency of the Elastomer layer and thus the damping characteristics of the torsional vibration damper can be adjusted.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform eines Drehschwingungsdämpfers dargestellt, bei der eine außen liegende Nabe 11 verwendet wird. Auch diese Nabe 11 hat die Form einer Tasse mit einem zylindrischen Randbereich 12 sowie einem Bodenbereich 12a, in dem Bohrungen 13 für die Aufnahme der Kurbelwelle und 14 für Befestigungsschrauben vorgesehen sind.In Fig. 2, an embodiment of a torsional vibration damper is shown, in which an external hub 11 is used. This hub 11 also has the shape a cup with a cylindrical edge area 12 and a bottom area 12a, in the bores 13 for receiving the crankshaft and 14 for fastening screws are provided.
An der Innenfläche des zylindrischen Randbereiches 12 liegt die Elastomerschicht 15 an, auf deren anderer Seite sich das innen liegende Trägheitsteil 16 befindet. Bei dieser Bauart des Drehschwingungsdämpfers erfolgt die radiale Verformung des zylindrischen Randbereiches 12 der Nabe 11 von außen nach innen.The elastomer layer lies on the inner surface of the cylindrical edge region 12 15, on the other side of which the internal inertia part 16 is located. With this type of torsional vibration damper, the radial deformation takes place cylindrical edge area 12 of the hub 11 from the outside to the inside.
In Fig. 3 ist eine Modifikation des in Fig. 1 gezeigten Drehschwingungsdämpfers dargestellt, bei welcher der zylindrische Randbereich 2 der Nabe 1 in eine flanschförmige Schulter 2b übergeht. Auch hierbei liegt die Elastomerschicht 5 als Hohizylinder zwischen dem zylindrischen Randbereich 2 und dem Trägheitsteil 6.FIG. 3 shows a modification of the torsional vibration damper shown in FIG. 1 shown, in which the cylindrical edge region 2 of the hub 1 in a flange-shaped Shoulder 2b passes over. Here, too, the elastomer layer 5 lies as a hollow cylinder between the cylindrical edge area 2 and the inertia part 6.
Die flanschförmige Schulter 2b dient zur axialen Sicherung des Trägheitsteils 6 bei einer eventuellen Zerstörung der Elastomerschicht 5, wie sie bei zu starker Beanspruchung oder bei Materialfehlern auftreten kann.The flange-shaped shoulder 2b serves to axially secure the inertia part 6 in the event of a possible destruction of the elastomer layer 5, as it would if it was too thick Stress or material defects can occur.
In Fig. 4 ist schließlich eine Ausführungsform eines Drehschwingungsdämpfers dargestellt, bei welcher der Randbereich 22 der Nabe 21 nicht rnehr Zylinderforrn wie bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 3, sondern die Form eines Kegelabschnittes hat. Dieser innen liegende, kegelige Abschnitt 22 der Nabe 21 trägt an seiner Außenfläche eine Elastomerschicht 25, die ebenfalls die Form eines Kegelabschnittes hat. Auch das Trägheitsteil 26 weist kegelige Innenflächen auf, die an der entsprechend geformten Außenfläche der Elastomerschicht 25 anliegen.Finally, FIG. 4 shows an embodiment of a torsional vibration damper shown, in which the edge area 22 of the hub 21 is no longer cylindrical as in the embodiment according to Figures 1 and 3, but the shape of a cone section Has. This inner, conical section 22 of the hub 21 carries on its outer surface an elastomer layer 25, which also has the shape of a section of a cone. Even the inertia part 26 has tapered inner surfaces, which on the correspondingly shaped The outer surface of the elastomer layer 25 is in contact.
Auch bei dieser Ausführungsform enthält der Bodenbereich 22a der Nabe 21 Bohrungen 23 bzw. 24 für die Aufnahme der Kurbelwelle bzw. der Befestigungsschrauben.In this embodiment too, the base region 22a contains the hub 21 bores 23 or 24 for receiving the crankshaft or the fastening screws.
Die Verwendung von kegeligen Berührungsflächen ist insbesondere für gehaftete Drehschwingungsdämpfer in der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 zweckmäßig, um die Verbindung zwischen den einzelnen Teilen, insbesondere zwischen der Nabe 21 und der Elastomerschicht 25 zu verbessern.The use of tapered contact surfaces is especially for Adhered torsional vibration damper in the embodiment according to FIGS. 1 and 2 expedient to the connection between the individual parts, in particular between the hub 21 and the elastomer layer 25 to improve.
In den Figuren 5 und 6 ist eine Ausführungsform eines Tiefzieh- bzw. Preßwerkzeuges für die radiale Aufweitung der Nabe der in den Figuren 1 und 3 gezeigten Drehschwingungsdämpfer dargestellt.In Figures 5 and 6, an embodiment of a deep-drawing or Pressing tool for the radial expansion of the hub shown in FIGS Torsional vibration damper shown.
Dabei werden zunächst auf übliche Weise das Trägheitsteil 6, die Elastomerschicht 5 und der zylindrische Randbereich 2 der Nabe 1 miteinander verbunden. Dann wird der auf diese Weise gefertigte Drehschwingungsdämpfer in ein Formunterteil 8 eingelegt.In this case, the inertia part 6, the elastomer layer, are first in the usual way 5 and the cylindrical edge region 2 of the hub 1 are connected to one another. Then it will be the torsional vibration damper manufactured in this way is inserted into a lower mold part 8.
In den Innenraum der tassenförmigen Nabe 1 wird das Formwerkzeug 9 eingeführt, das aus mehreren, voneinander unabhängigen Formelementen 9a besteht, die jeweils näherungsweise die Form eines spitzwinkligen Dreiecks mit radial innen liegender Spitze haben, wie man Fig. 6 entnehmen kann.The molding tool 9 is inserted into the interior of the cup-shaped hub 1 introduced, which consists of several, independent form elements 9a, each approximately the shape of an acute triangle with radially inside have a lying tip, as can be seen in FIG.
In der Mitte lassen die Formwerkzeuge 9a eine kreisförmige Öffnung frei, deren Wandung sich von oben nach unten konisch verjüngt.The forming tools 9a leave a circular opening in the middle free, the wall of which tapers conically from top to bottom.
In diese Öffnung wird die ebenfalls konisch verjüngte Spitze 10a eines Dorns 10 eingeführt, auf den ein bis zu 20 t reichender Druck bei Raumtemperatur ausgeübt wird.The likewise conically tapered tip 10a becomes one in this opening Mandrel 10 introduced, on which a pressure of up to 20 t at room temperature is exercised.
Dabei verschiebt sich der Dorn 10 und damit auch seine Spitze 10a nach unten, wodurch die Formelemente 9a au3eirlandergeschot)en werden und dadurch den zylindrischen Randbereich 2 der Nabe 1 radial aufweiten.In the process, the mandrel 10 and thus also its tip 10a is displaced downwards, as a result of which the shaped elements 9a are shed and thereby Expand the cylindrical edge area 2 of the hub 1 radially.
Durch entsprechende Einstellung der Verschiebung des Dorns läßt sich die gewiinschte Verformung des zylindrischen Randbereiches 2 der Nabe 1 und damit eine optirnale Vorspannung der Elastomerschicht 5 erreichen.By appropriate adjustment of the displacement of the mandrel can the desired deformation of the cylindrical edge area 2 of the hub 1 and thus achieve an optimal pre-tensioning of the elastomer layer 5.
Bei der Verformung der Nabe des in Fig. 2 gezeigten Dämpfers müßte ein Werkzeug verwendet werden, bei dem die Formelemente, die auch als Drucksteine" bezeichnet werden, von außen nach innen verschoben werden; in diesem Fall muß der Dorn durch einen konischen Außenring ersetzt werden.When the hub of the damper shown in FIG. 2 is deformed a tool can be used in which the form elements, which are also called printing stones " to be referred to, to be shifted from the outside to the inside; in this case the The mandrel can be replaced by a conical outer ring.
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Claims (8)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OGA | New person/name/address of the applicant | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: F16F 15/12 |
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| 8130 | Withdrawal |