DE2918379A1 - Daempfungsanordnung - Google Patents

Daempfungsanordnung

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axial
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DE19792918379
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Perry Forbes George De Brie
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National Research Development Corp UK
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Description

Patentanwalt
Dipl. ing.
NRDC N 11 P 28
PO box 236
London SW1E 6SL
ENGLAND
Dämpfungsanordnung
Die Erfindung befaßt sich mit einer Dämpfungsanordnung zum Dämpfen von radialen und axialen Relativbewegungen zwischen einem rotationssymmetrischen Bauelement und einem Gehäuse oder dergl. Die Erfindung geht aus von einer Dämpfungsanordnung beispielsweise nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und kennzeichnet sich durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschriebene Gestaltung des bzw. der Dämpfungsglieder. Anspruch 2 bildet diesen Erfindungsgedanken in zweckmäßiger Weise weiter. Die Erfindung umfaßt auch die Anwendung eines erfindungsgemäßen Dämpfungs-Bauteils in einem Schwenkrollen-Getriebe; siehe insoweit den Anspruch 3, für dessen Gegenstand selbständiger Schutz begehrt wird. Die weiteren Ansprüche 4 bis 12 beschreiben solche Ausgestaltungen des Grundgedankens der Erfindung, die sich im praktischen Einsatz als zweckmäßig erwiesen haben.
Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
D-'IOOO Düsseldorf 1 · Bahnstiaße 62 · Telefon 0211 356338
909.846/08 IS
ORIGINAL INSPECTED
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Schwenk
rollengetriebe mit erfindungsgemäßen Dämpfungsmitteln;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil
einer Dämpfungseinheit;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Dämpfungs
einheit nach Fig. 2 bei axialer Bewegung des Steuergliedes;
Fig. 4 einen Schnitt durch ein Teil eines
weiteren Dämpfungsgliedes;
Fig. 5 einen der Fig. 4 ähnlichen Schnitt
bei axialer Bewegung des Steuergliedes;
Fig. 6 im Schnitt eine andere Ausführungsform
eines Dämpfungsgliedes;
Fig. 7 die Teile nach Fig. 6 bei axialer
Bewegung des Steuergliedes;
Fig. 8 eine stark schematisierte Darstellung
des Dämpfungsgliedes nach Fig. 6 und 7 zur Darstellung einiger wichtiger Abmessungen und diesbezüglicher Parameter;
Fig. 9 einen Längsschnitt durch ein weiteres
Dämpfungsglied;
Fig. 10 eine der Fig. 9 ähnliche Darstellung bei
axialer Verschiebung des Steuergliedes; und
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Fig. 11 eine den Fig. 9 und 10 ähnliche
Darstellung der Teile bei axialer und radialer Verschiebung des Steuergliedes.
In Fig. 1 ist im Schnitt ein Schwenkrollen-Getriebe darges'tellt, welches zwei Antriebsscheiben 1 und 2 auf einer Antriebswelle 3 aufweist; die Teile sind durch eine Axialverzahnung 4 drehfest zueinander festgelegt. Die Scheibe 1 befindet sich innerhalb eines Zylinders 5, der mittels einer Verzahnung 6 drehfest auf der Welle 3 sitzt. Eine konische Feder 7 drückt dabei die Scheibe 1 und den Zylinder 5 in axialer Richtung auseinander. Diese Feder 7 weist außen Zungen auf, die in entsprechende Ausnehmungen eines Ringflansches 8 auf der linken Seite der Scheibe 1 einstehen, und weiter innere Zungen, die in entsprechende Ausnehmungen in einen Ringflansch 9 auf der rechten Seite des Zylinders 5 einstehen. Die beiden Sätze von Zungen an der Feder 7 wirken also zusammen mit den sie aufnehmenden Ausnehmungen in den Flanschen zur drehfesten Kopplung zwischen dem Zylinder 5 und der Scheibe 1; die Scheibe 1 ist - wie bereits erwähnt wurde - drehfest auf der Welle 3 gelagert.
Die aufeinander zu weisenden Arbeitsflächen der Scheiben 1 und 2 haben die Gestalt von Teilen eines Torus, wobei zwischen diesen beiden Antriebsscheiben 1 und 2 eine Abtriebsscheibe 10 ausgebildet ist, die auf ihren beiden - jeweils den Antriebsscheiben zuweisenden - Seiten ebenfalls toroid-förmig gestaltet ist, wie man ohne weiteres aus Fig. 1 erkennt.
Schwenkrollen 11 stellen die Wirkverbindung zwischen den aufeinander zuweisenden Toroid-Flächen der Scheibe 1
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und der Scheibe 10 her, während entsprechende Schwenkrollen 12 zwischen den Arbeitsflächen der Scheibe 2 und der Scheibe 10 arbeiten. Die beiden Sätze von Rollen 11 und 12 sind mechanisch gesehen parallel liegende Übertragungsglieder zwischen der Eingangswelle 3 und der Abtriebsscheibe 10.
Der Zylinder 5 liegt gegen eine Schulter 13 auf der Welle 3 an und die Scheibe 2 liegt gegen eine Schulter auf einem Kragen 15 an und ist gegenüber dem Kragen 15 durch eine achsparallele Verzahnung 16 drehfest. Der Kragen 15 ist seinerseits mittels der Axialverzahnung 4 .drehfest auf der Welle 3 gelagert. Muttern 17 oder dergl. halten dabei den Kragen 15 und die Scheibe 2 in einer aus Fig. 1 ohne weiteres ersichtlichen Weise axial auf der Welle 3 in der gezeigten Lage fest. Beim Zusammenbau werden die Muttern 17 so stark angezogen, daß die Feder 7 eine vorher bestimmte Vorspannung erhält und dadurch die Toroid-'Arbeitsflächen an den Scheiben 1, 10 und 2 in Antriebsverbindung gegeneinander vorspannt, wobei die Schwenkrollen 11 und 12 in eine solche kraftschlüssige Verbindung mit den Arbeitsflächen gedrückt werden, daß nur leichte oder kleine Drehmomente von dem Gesamtgetriebe übertragen werden können. Zum übertragen größerer Drehmomente durch das Getriebe wird eine größere axiale Anpreßkraft auf die Rollen dadurch ausgeübt, daß die Scheibe 1 innerhalb des Zylinders 5 wie ein Kolben wirkt, zu welchem Zweck man in den Zylinderraum 18 durch eine öffnung 19 im Gehäuse 20 unter Druck stehendes Strömungsmittel von einer nicht gezeigten Pumpe führt. Die Leitung 19 führt in einen Ringraum 21 zwischen der Welle 3 und dem Gehäuse 20, wobei der Ringraum beiderseits durch Dichtungen 22 bzw. 23 abgedichtet ist. Eine gestrichelt gezeichnete Durchführung 24 führt aus
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dem Ringraum 21 in den Zylinderraum 18; auf diesem Wege läßt sich mit nicht gezeigten Steuermitteln und entsprechender Pumpe die Scheibe 1 gegenüber dem Zylinder 5 nach rechts vorspannen, sodaß also die in reibendem Eingriff stehenden übertragungsglieder des Getriebes mit der gewünschten Axialkraft aufeinander zu gedrückt werden.
Die Schwenkrollen 11 sind in Rollenlagern 25 aufgenommen und die Lager sind an Schwenkhebeln 26 mittels eines nicht gezeigten Armes befestigt, wobei jeder Schwenkhebel einen weiteren Arm 27 aufweist, der sich radial nach innen in Richtung auf die Welle 3 erstreckt. Das Ende des Armes 27 liegt in einem Lager 28, das in einem Schlitz 29 an einem Ende einer Steuerhülse 30 ausgebildet ist. Die Schwenkhebel 26 sind nach Art von Hebeln auf Zapfen 36 gelagert, die ihrerseits in entsprechenden Armen 37 verankert sind. Die Arme 37 sind außen am Gehäuse 20 verankert, was bei 38 dargestellt ist und innen einstückig mit einer Hülse 39 ausgebildet, die sich durch die Mittelöffnung der Scheibe erstreckt und den Innenring eines Nadelrollenlagers 40 für die Scheibe 10 trägt.
Die Schwenkrollen 12 sind in Schwenkrollenlagern 31 gelagert und die Lager sind an Schwenkhebeln 32 mittels eines nicht gezeigten Armes befestigt. Jeder Schwenkhebel weist einen weiteren Arm 33 auf, der sich wieder radial nach innen in Richtung auf die Welle 3 erstreckt. Das Ende eines jeden solchen Armes 33 liegt in einem Lager 34 in einem Schlitz am anderen Ende der Steuerhülse 30.
Das rechte Ende der Hülse 39 weist eine Axialverzahnung auf, die mit inneren Axialzähnen eines Sternringes 42
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kämmen, von dem aus einstückige radiale Arme 43 ausgehen; die äußeren Enden der Hebel 33 lagern auf Zapfen 44, ähnlich wie dies für den Zapfen 36 gilt.
Da der Abtrieb von der Abtriebsscheibe 10 über eine Glocke 45 abgenommen wird, können die sternförmig verlaufenden Arme 43 mit ihren äußeren Enden nicht am Gehäuse 20 verankert werden, weshalb die Sternringanordnung 42, 43 nur von der Hülse 39 getragen wird.
Die Steuerhülse 30 kann nun sowohl radial wie auch axial "schwimmen" und wird durch die Gegendrehmomente in Stellung gehalten, die auf die Walzenlager 28 und 34 der Schwenkhebel wirken.
Es ist zwischen den Scheiben 1 und 10 ein Satz von drei Rollen 11 mit jeweils zugeordnetem Lager 25, Schwenkhebel 26 und Lager 28 vorgesehen; die drei Schwenkrollen verteilen sich in axialer Richtung gesehen gleichmäßig über den Umfang um die Steuerhülse 30. Wenn die Schwenkrollen nicht alle in dem Sinne eines gleichen Übersetzungsverhältnisses eingestellt sind, dann üben sie naturgemäß unterschied]iahe Gegenkräfte auf die Steuerhülse 30 aus, die sich dann seitlich verschiebt und die daraus resultierenden unterschiedlichen Bewegungen auf die Hebel 26 suchen dann die einzelnen Schwenkrollen so einzustellen, daß ihre Gegenkräfte und damit ihr übersetzungsverhältnis, gleich wird. Die Geometrie dieser ausgleichenden Bewegungen ist in der britischen PS 979 062 beschrieben und auch im übrigen wohl bekannt.
Das im vorstehenden Absatz Ausgeführte gilt in gleicher Weise für den zweiten Satz von Schwenkrollen 12.
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Die Schlitze 29 und 35 in der Steuerhülse 30 sind lang genug um eine gewisse axiale Bewegung der Hülse 30 zu gestatten und im übrigen sind die Schlitze 29 aus der Ebene, welche die Welle 3 enthält, heraus geneigt und die Schlitze 29 sind im entgegengesetzten Sinne schräg geneigt.
Wenn die Schwenkrollensätze 11 und 12 unterschiedliche Kräfte auf die Steuerhülse 30 ausüben, dann ergibt sich aufgrund der gegensinnigen Schrägneigung der Schlitze 29 und 35 und der Lager 38 bzw. 34 eine axiale Kraft auf die Steuerhülse 30, wodurch unterschiedliche Differentialbewegungen der Hebel 26 einerseits und der Hebel 32 andererseits stattfinden; die Richtung dieser Bewegungen ist dabei so, daß differentiell das Übersetzungsverhältnis der Schwenkrollen 11 einerseits und der Schwenkrollen 12 andererseits so geändert wird, daß die auf die beiden Sätze von Schwenkrollen wirkenden Kräfte einander gleich werden. Siehe auch hierzu im einzelnen den technischen Inhalt der GB-PS 979 062.
Die Steuerhülse 30 wird verdreht, um die Schwenkstellung an der Rolle zu ändern und so das Übersetzungsverhältnis des Schwenkrollengetriebes. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Getriebe werden Drehbewegungen der Steuerhülse 30 durch eine Innenhülse 46 gesteuert, welche die Welle 3 umgibt und von dieser und der Steuerhülse 30 durch so großen radialen Abstand getrennt ist, daß die radiale Ausgleichbewegung der Steuerhülse 30 jedenfalls ermöglicht wird. Die innere Hülse 46 ist an das rechte Ende der Steuerhülse 30 mittels Zungen 47 gekoppelt, die an der Steuerhülse ausgebildet sind und radial nach innen in Schlitze 48 der inneren Hülse 46 einstehen. Die Zungen sind im Profil ein wenig abgerundet, um die Schaukelbewegung zwischen den Hülsen 30 und 46 zuzulassen, die bei
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den radialen Ausgleichsbewegungen erfolgen. Zwischen den Schlitzen 48 ist die innere Hülse 46 bei 49 verdickt ausgebildet, um den Spalt zwischen den zwei Hülsen auszufüllen; das Außenprofil dieser verdickten Abschnitte ist ebenfalls abgerundet, um die geschilderten Relativbewegungen jedenfalls ungehindert zuzulassen.
Das' linke Ende der inneren Hülse 46 ist von einem Kragen 50 umgeben, der einstückig mit einem Steuerhebel 51 ausgebildet ist. Der Kragen 50 weist nach innen weisende Zungen 52 auf, die ebenfalls im Profil ein wenig abgerundet sein können, und in Schlitze 53 in der Hülse 46 einstehen. Der Kragen 50 ist über ein Nadelrollenlager 53a in einem Sternarmring 54 gelagert, der einstückige speichenartige Arme 55 aufweist. Die äußeren Enden der Arme 55 sind auf den Zapfen 36 gelagert. Das linke Ende der Innenhülse 46 ist - wie bei 56 angedeutet - zwischen den Schlitzen 63 verdickt, um so Kontakt mit der Innenoberfläche des Sternarmringes 54 herzustellen; auf diese Weise ist keine radiale Bewegung möglich, die sonst aufgrund der über den Hebel 51 angreifenden Drehkräfte möglich wäre.
Auch die dicken Bereiche 56 können ein wenig abgerundet sein, wie dies bei den dicken Bereichen 4 9 am anderen Ende der inneren Hülse 46 der Fall ist.
Die innere Hülse 46 und die Steuerhülse 30 sind gegen Axial-Relativ-Bewegung durch eine Feder 57 vorgespannt und die Innenhülse 46 und der Kragen 50 sind gegen eine axiale Relativbewegung zwischen diesen Teilen durch einen Federring 58 entsprechend vorgespannt,
sodaß bei einer Axialverschiebung der Steuerhülse 30 bei einem Belastungsausgleich zwischen den beiden Sätzen von Schwenkrollen die ganze Anordnung bestehend aus Steuerhülse 30, innerer Hülse 46, Kragen 50 und Hebel 51 als Ganzes axial bewegt; die äußere Oberfläche des Kragens 50, auf \tfelcher die Nadelwalzen 53 laufen, ist dabei in axialer Richtung lang genug, um eine solche Bewegung zuzulassen.
Aufgrund der abgerundeten Gestalt der Zungen 47 und 52 kann die Innenhülse 46 sich auch in radialer Richtung ein wenig verschieben, wenn das rechte Ende der Steuerhülse 30 sich bei einem Belastungsausgleich zwischen den Schwenkrollen 12 radial verschiebt. Das linke Ende der Steuerhülse kann sich ebenfalls in radialer Richtung verschieben, wenn ein Belastungsausgleich zwischen den drei Schwenkrollen 11 stattfindet.
Es besteht nun eine Tendenz, daß die Enden der Steuerhülse 30 radial schwingen und daß die ganze Steuerhülse 30 in axialer Richtung in Schwingungen gerät.
Diese Schwingungstendenz ist übrigens im einzelnen in der GB-PS 1 026 734 erläutert, in welchem Schriftstück man auch Vorschläge zur Dämpfung dieser Radial- und Axial-Schwingungen findet.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer besonderen Art der Verbesserung der Dämpfung dieser Schwingungsbewegungen.
Die Hülse 39, die von den gehäusefesten Sternarmen ortsfest getragen wird, weist nun im vorliegenden Falle an ihrem in der Orientierung nach Fig. 1 linken Ende einen
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Ringspalt auf, in welchem ein in Fig. 1 nur schematisch dargestelltes Dämpfungselement 59 liegt; um diese Dämpfungselemente, die weiter unten im einzelnen erläutert werden, handelt es sich im vorliegenden Falle. Am rechten Ende ist die Steuerhülse von einem Sternarm 60 umgeben, der einstückige und radial nach außen vzeisende Arme 61 aufweist; die äußeren Enden dieser Arme sind an den äußeren Enden auf den Zapfen 44 gelagert. Der Ringraum zwischen der Steuerhülse 30 und dem Ring 60 nimmt ein weiteres der hier angesprochenen Dämpfungselemente auf, welches mit 62 bezeichnet ist und beispielsweise ähnlich dem Dämpfungselement 59 ausgebildet sein kann.
Die GB-PS 1 209 322 beschreibt ein Schwenkrollenlager mit Toroid-Arbeitsflachen mit einem einzigen Satz von Schwenkrollen, welche die Verbindung zwischen Antrieb und Abtrieb darstellen. Ein Belastungsausgleich zwischen den einzelnen Schwenkrollen wird durch radiale Bewegungen einer Steuerhülse bewirkt, die der Steuerhülse 30 gem. Fig. 1 der vorliegenden Anmeldung ähnlich ist, wobei aber in dem vorbekannten Falle keine Notwendigkeit für eine axiale Ausgleichsbewegung der Steuerhülse notwendig ist, weil ja nur ein Schwenkrollensatz vorgesehen ist.
Die soeben erwähnte GB-PS beschreibt ein Dämpfungselement, welches einen Ringraum zwischen der Steuerhülse und einem die Steuerhülse umgebenden Bauteil, welches relativ zum Gehäuse des Getriebes keine radialen Bewegungen ausführen kann. Das Dämpfungselement weist eine flexible und toroidförmige Umhüllung auf, welche nach Art eines Kissens mit einer Viskosenflüssigkeit gefüllt ist. Wenn die Steuerhülse
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eine Radialbewegung ausführt, um einen Lastausgleich zwischen den einzelnen Schwenkrollen herbeizuführen, wird die Umhüllung des Dämpfungsmitgliedes auf einer Seite zusammengedrückt und das Strömungsmittel bzw. die Flüssigkeit darin wird im Umfangssinne innerhalb des Dämpfungselementes verschoben, wobei Energie absorbiert wird, was wiederum das Dämpfen der Radialbewegungen der Steuerhülse darstellt. Ein solcher vorbekannter Dämpfer darf aber in axialer Richtung aus dem Fachmann erkennbaren Gegebenheiten heraus nicht belastet werden und ist infolgedessen unbrauchbar zur Dämpfung von Axialschwingungen.
Die vorliegende Erfindung besteht ihrem Wesen nach darin, ein dem vorbekannten zumindest entfernt ähnliches Dämpfungselement zu beschreiben, welches geeignet und in der Lage ist, etwa im vorliegenden technischen Zusammenhang auftretende Axialschwingungen und Radialschwingungen zu dämpfen.
Im folgenden werden unter Hinweis auf die Fig. 2 bis 11 vier verschiedene Dämpfungselemente beschrieben, die etwa anstelle des Dämpfungselementes 6 2 in Fig. einsetzbar sind.
In allen Figuren 2 bis 11 sind diejenigen Bezugszeichen für entsprechende Teile wieder verwendet, die schon unter Hinweis auf Fig. 1 beschrieben wurden. Die Figuren 2 bis 11 zeigen dabei Schnitte in einer Ebene, welche die Hauptwelle 3 nach Fig. 1 enthält, und zwar jeweils die obere Hälfte des diesbezüglichen kompletten Schnittes.
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Bei der Ausführung nach den Fig. 2 und 3 weist die innere Zylinderfläche des schon erwähnten Stornarmringes 60 eine zylindrische Hülse 63 auf, die also außen um das Dämpfungselement herum führt. In axialer Richtung ist diese Hülse 63 durch entsprechende Sprengringe 64 und 65 in Nuten im Teil 60 festgehalten. Ein Ringschlauch 66 ist mit einem Teil seiner mittigen axial äußeren Fläche an die Hülse 6 3 angeklebt und ferner mit einem Teil seiner axial inneren Oberfläche an eine innere ringförmige Hülse 67, die n;it Paßsitz auf der Steuerhülse 30 sitzt und gegen axiales Freikommen in der dargestellten Weise mittels Sprengringen 69 und 70 festgelegt.
In der Mitte der inneren Hülse 67 befindet sich ein radial nach außen weisender ringförmiger Fortsatz oder Grat 71. Die relativen Durchmesser der beiden Hülsen 63 und 67 sind erkennbar so gewählt, daß die Umhüllung oder der Schlauch 66 ziemlich flach im Querschnitt zwischen den beiden Hülsen in radialer Richtung liegt; der Grat 71 drückt dabei den inneren mittleren Bereich des Schlauches erkennbar nach außen, sodaß für das Strömungsmittel innerhalb des Schlauches durch diese Eindrückung eine ringförmige Drosselstelle 7 zwischen den bezogen auf die Zeichnung linken und rechten Teilen des gesamten Inhaltes des Schlauches entsteht.
Die Verklebung der axial inneren Außenfläche des Schlauches mit der inneren Hülse 77 erstreckt sich über den Grat und in axialer Richtung in beide Richtungen ein Teil von dem Grat 71 weg, aber nicht über die gesamte axiale innere Anlagefläche des Schlauches an die Hülse 67.
Die axialen Endbereiche 73 und 74 des Schlauches 66 sind nicht festgehalten, d.h. nicht mit den entsprechenden
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Hülsen verklebt, wodurch diese Endbereiche im dargestellten Schnitt eine etwa halbkreisförmige Gestalt annehmen. Der Schlauch ist mit einer mehr oder minder hochviskosen Flüssigkeit gefüllt, was durch die Strichelung in den Zeichnungen dargestellt ist.
Fig. 3 zeigt im Schnitt die Anordnung nach Fig. 2, wobei aber die Hülsen 30 und 46 bezogen auf den Ring ein wenig nach rechts verschoben sind. Man sieht, daß der Schlauch 66 bezogen auf das axial feststehende Bauelement 60 nach rechts gewandert ist; wenn man die Enden oder die Krümmungen 73 und 74 des Schlauches im Schnitt als Räder ansieht, ist erkennbar, daß die Gesamtverschiebung des Schlauches bezogen auf den Ring den halben Wert der Distanz d hat, welcher der Verschiebung der Hülsen 30 und 46 relativ zueinander entspricht.
Der Grat 71 hat sich bezogen auf den Ring 60 um die volle Distanz d verschoben, aber aufgrund der Cinematik des Schlauches nur um die halbe Distanz d bezogen auf den Schlauch selber. Jedenfalls befindet sich aber der Grat 71 jetzt näher am Ende 74 und weiter vom Ende 73 , und zwar jeweils um eine Strecke von d/2 und bei der Verschiebung wurde das Dämpfungsströmung smit te 1 aus dem nunmehr kleineren Raum auf der rechten Seite des Grates 71 durch die Drosselstelle 72 in den größeren, sich auf der linken Seite des Grates 71 befindlichen Raum verschoben. Die durch das Überfließen von Flüssigkeit durch die Drosseloder Engstelle 72 verbrauchte Energie dämpft erkennbar die Axialbewegung der Steuerhülse 30. Man sieht aus den Figuren 2 und 3, daß ein entsprechender Vorgang natürlich sinngemäß auch stattfindet, wenn die Hülsen
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und 46 sich aus der in Fig. 2 gezeigten Relativlage nach links bewegen; ein näheres Eingehen auf diesen zu Fig. 3 sozusagen spiegelbildlichen Fall ist nicht erforderlich.
Dabei ist nicht zu vergessen, daß das Dämpfungsglied auch radiale Relativbewegungen der Steuerhülse dämpfen muß und zwar durch Verschiebung von Flüssigkeit im Umfangssinne durch den Schlauch von solchen Zonen, in welchen radial eine Annäherung zwischen dem Ring und der Hülse 30 stattfindet, in Zonen, wo diese beiden Bauelemente sich radial voneinander entfernen. Die radiale Erstreckung der Drosselstelle 72 muß selbstverständlich groß genug sein, damit eine solche Verformung des Schlauches mit der Engstelle möglich ist; dies macht aber keine Schwierigkeiten, da vorteilhafterweise radiale zu dämpfende Relativbewegungen zwischen den Teilen kleiner sind als entsprechende axiale Relativbewegungen .
Das Dämpfungselement nach den Fig. 2 und 3 gestattet relativ große Axialbewegungen der Hülse 30 relativ zum Bauteil 60, aber die Dämpfungswirkung wird durch die körperlichen axialen Verschiebungen des Schlauches 66 verringert, welche die Bewegung des Grates 71 relativ zum Schlauch auf die Hälfte derjenigen Strecke verringert, deren Bewegung gedämpft werden soll.
Der Schlauch ist dabei mittels dem Fachmann nunmehr geläufiger Mittel in einem mittleren Bereich mit der Hülse 63 verklebt, sodaß die Enden des Schlauches - in der Orientierung nach der Zeichnung! - frei bleiben, um auf den Hülsen 63 und 67 abrollen zu können. Der
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Schlauch ist auch mit der Hülse 67 verklebt, und zwar über eine größere axiale Breite, als dem Grat 71 entspricht; aber auch hier geht die Verklebung keineswegs bis an das Ende des Schlauches in der Darstellung nach Fig. 2, bzw. bis an die beiden horizontalen Enden der Anlage der entsprechenden Schlauchteile an die Hülsen. Die im Schnitt dargestellte Abrollbewegung muß jedenfalls in axialer Richtung möglich sein.
Das in den Fig. 4 und 5 sinngemäß dargestellte schlauchförmige Dämpfungselement hat bessere Dämpfungseigenschaften, aber auf Kosten einer gewissen Einengung der axialen Bewegungsmöglichkeit der Hülse 30 relativ zum Ring 60.
Das Verständnis der Wirkungsweise des Dämpfungsgliedes nach den Fig. 4 und 5 wird erleichtert, wenn man diejenigen technischen Mittel berücksichtigt, durch welche das körperliche Abrollen des Schlauches 66 und die daraus resultierende Verringerung der Wirkung der Bewegung des Grates 71 verhindert werden könnte, z.B. durch radial vorspringede Wände oder Wandteile am Ring 60. Dies würde eine Bewegung der Enden 73 und 74 bei axialer Relativbewegung der Steuerhülse verhindern, aber weil ein Spalt zwischen diesen Wänden und der Oberfläche der Hülse 30 vorliegen muß, um radiale Bewegungen der Hülse 30 zu ermöglichen, würde eine Faltung des Schlauches 66 durch einen dieser Spalte stattfinden und eine solche Faltung beansprucht mechanisch den Schlauch so stark, daß eine insoweit angeregte Maßnahme in dieser Form nicht möglich ist.
Wenn man eine Umfangsnut in der Hülse 30 nahe dem inneren Ende einer jeden solchen Wand vorsehen würde, dann könnte
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die Faltung des Schlauches in eine solche Nut hineinrollen, ohne daß Schäden aufträten, und die Wirkung der körperlichen Rollbewegung des Schlauches 66 bei der Anordnung nach den Fig. 2 und 3 würde zumindest verringert. Eine solche Nut würde aber die Hülse 30 schwächen, die ihrerseits relativ dünn sein muß, um in den radial begrenzt vorhandenen Raum hinein zu pas'sen. Eine Alternative dazu wäre, die Position des mittleren Teiles des Schlauches 66 radial von der Hülse 30 weg zu verlegen; genau dies wird in der Anordnung nach den Fig. 3 und 4 vorgenommen.
Die Hülse 63 weist in der Ausbildung nach den Fig. und 5 Endwände oder Rampen 75 und 76 auf, die voneinander weg radial nach innen auseinander streben und sich in Richtung auf die Hülse 30 erstrecken, am freien Ende radial nach außen umgefaltet sind, siehe 77 und 78, und dann mit den freien Enden durch die Sprengringe und 65 axial festgehalten sind. Im Profil bildet also die Hülse 66 in der Anordnung nach den Fig. 4 und 5 eine Art Bett für den Schlauch.
Die in Fig. 2 und 3 im Schnitt zylindrische Hülse hat bei der Ausführung nach den Fig. 4 und 5 die Schnittgestalt etwa eines Trapezes, dessen Mittelteil parallel zu und mit Abstand von der Außenfläche der Hülse 30 angeordnet ist, und an seinen beiden axialen Enden bei 80 und 81 schräg nach innen und voneinander weg geneigt ist; die Enden der Abschnitte 80 und 81 sind dann nach innen umgebogen, verlaufen parallel zum Abschnitt 79 und sind in der gezeigten Weise wieder axial auf der Hülse 30 gesichert. Die
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Seitenabschnitte 80 und 81 der inneren Hülse für den Schlauch verlaufen im wesentlichen parallel und mit Abstand von den schräg verlaufenden Ringflächen 75 und 76 an der Hülse 63, wobei der Abstand etwas größer ist als die maximal mögliche Axial-Relativ-Bewegung der Hülse 30 von einer mittleren Position aus in jeder Richtung, welche gedacht werden muß.
In radialer Richtung ist der Raum zwischen dem mittleren Teil der Hülse 63 und dem mittleren Abschnitt der Hülse 67 mit der Entfernung vergleichbar, die bei der Anordnung nach den Fig. 2 und 3 zwischen dem Grat und der Hülse 63 besteht.
Der Schlauch 66 hat bei seiner Einpassung zwischen die hier diskutierten Hülsen oder Begrenzungsflächen 63 und 67 einen mittleren Abschnitt 72 und zwei Endabschnitte 82 und 83, die sich radial divergierend gegen die Hülse 30 neigen.
Fig. 5 zeigt die relative Lage der Teile, wenn die Steuerhülse 30 so weit nach rechts bewegt wurde, wie überhaupt möglich ist. Der Endabschnitt 83 wird zwischen die schräg verlaufenden Arbeitsflächen des Teiles 76 der Hülse 63 und des Teiles 80 der Hülse eingedrückt, sodaß die Flüssigkeit aus diesem Teil des Schlauches heraus gedrückt wurde, und zwar durch die gewissermaßen eine Drosselstelle bildende Zone zwischen dem Teil 79 der Hülse 67 und dem unmittelbar gegenüber liegenden Teil des mittleren Abschnittes der Hülse 63; die Flüssigkeit wurde dabei in das andere Ende 82 des Schlauches 66 (immer im Schnitt gesehen!) gedrückt, wobei das Volumen dieses Abschnitts
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des Schlauchprofiles natürlich durch die axiale Entfernung zwischen dem schräg verlaufenden Abschnitt der Hülse 73 und dem schräg verlaufenden Abschnitt der Hülse 67 vergrößert wurde. Auf diese Weise wird erheblich mehr Dämpfungs-Strömungsmittel innerhalb des Schlauches 66 durch die Drosselstelle 72 pro Zeiteinheit gedruckt, als der Fall wäre, wenn man bei gleicher Axialverschiebung der Steuerhülse 30 die Verhältnisse nach Fig. 2 und 3 betrachtet.
Es ist aber noch auf eine Beschränkung bzw Begrenzung der axialen Verschiebung der Steuerhülse 30 zu achten, weil bei extremer axialer Verschiebung immer noch genügend Platz zwischen den Schrägflächen 76 und 80 sein muß, um eine maximale radiale Verschiebung der Hülse 30 zuzulassen. Es sieht nun nach Fig. 5 so aus, als ob auf diese Verhältnisse keine Rücksicht genommen wäre; man bedenke aber, daß die Dicke der Haut des Schlauches 66 aus Gründen der Klarheit in der Zeichnung erheblich übertrieben gezeichnet ist. Betrachtet man also die wirklichen Verhältnisse, dann ist der insoweit geforderte Platz ohne weiteres noch vorhanden. Um die axiale Bewegungsmöglichkeit der Hülse 30 zu vejgrößern, muß die Hülse 63 breiter gemacht werden, oder die Hülse 67 - beide in axialer Richtung - muß enger gemacht werden. Die erste angedeutete Möglichkeit könnte aber auf Schwierigkeiten stoßen, und zwar in Hinsicht auf die ungünstigen Platzverhältnisse im Bereich der Hülse 60. Wenn die Hülse 67 etwas schmaler gemacht wird, dann verliert man einen Teil der Verlängerung der Drosselstelle 72 in Richtung der Strömungsrichtung, verglichen mit der Ausbildung der entsprechenden Teile nach den Fig. 2 und 3.
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Da der Gesamtdurchmes^er der inneren Hülse 67 größer ist als der Innendurchmesser der Endwände 75, 77, 76, 78 der Hülse 63, ist eine der Hülsen, hier zweckmäßig die äußere Hülse 63, mit einem achsparallelen Schlitz versehen, damit man die beiden Hülsen ineinander setzen und das Dämpfungsglied einbauen kann.
Um die Schläuche 66 in größeren Mengen herzustellen, kann man z.B. einen kontinuierlichen Schlauch mit der entsprechenden Viskosenflüssigkeit füllen, dann abdichten und in solchen Teilen abschneiden, wie etwa dem Umfang des Ringschlitzes zwischen den beiden Hülsen entspricht, die Enden solcher Stücke von Schlauch werden dann zusammen gebracht, um einen Kreis zu bilden, der dann zwischen die beiden Hülsen eingebracht wird.
Der Schlauch 66 ist an die Hülsen 63 und 67 in dem Fachmann zweckmäßig erscheinender Weise angeklebt, zweckmäßig entlang den Abschnitten der beiden Hülsen, die parallel zur Außenfläche der Steuerhülse verlaufen, sodaß der Schlauch sich an dem Ende, das der Bewegungsrichtung der Hülse 30 entgegen gesetzt liegt, frei ausdehnen kann, sodaß insgesamt die Gestalt gem. Fig. 4 und 5 entsteht.
Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform, und zwar eine Variante der Ausführung nach den Fig. und 5 insoweit, als die aufeinander zuweisenden Oberflächen der Hülsen 63 und 67 im Profil gekrümmt sind, und nicht Kanten oder Ecken aufweisen.
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Das Schnittprofil der. Hülse 63 bildet abgesehen von den radial-parallelen Seitenabschnitten 77 und 78 im Profil einen Kreis vom Radius r mit Mittelpunkt CE (siehe hierzu Fig. 8). Das Querschnittsprofil der Hülse 67 ist außerhalb der umgebogenen Bereiche, die auf der Steuerhülse 30 aufliegen, aus zwei sich schneidenden Radien r. gebildet, r. ist
dabei gleich r - C , wobei C der Zwischenraum ist, ο a a
der notwendig ist, um den Schlauch mit solchem Abstand einzubringen, daß auch noch radiale Relativbewegung zwischen den Teilen 30 und 60 möglich ist, wenn die axiale Bewegungsmöglichkeit eine maximale Amplitude hat. Die beiden im Schnitt kreisförmigen Abschnitte der Hülse 6 7 mit Radius r. haben Mittelpunkte CE0 bzw. CE-, die voneinander in axialer Richtung um den Betrag der größten möglichen Axialbewegung der Steuerhülse in beiden Richtungen von einer Mittelposition gem. Fig. 6 entfernt sind. Der Apex der beiden gekrümmten Kurven mit Radius r. darf nicht näher als C von der in Fig. 8 höchsten Stelle des gebogenen Abschnittes der Hülse 63 sein, wobei dieser Wert C der minimale Abstand ist, bei dem noch eine Radialbewegung der Steuerhülse 30 relativ zum Teil 60 möglich ist. Wenn die Kreismittelpunkte CE und CE1. vom Punkt CE weiter entfernt werden, um noch
Ii O
größere axiale Ausschläge der Steuerhülse 30 zu gestatten, dann wird einmal ein Punkt erreicht, bei dem die Kurven sich an einem Punkt schneiden, der genau C von der Hülse 63 entfernt ist. Die beiden Mittelpunkte CEn und CE1. weiter zu trennen, vergrößert den Mittelabstand auf eine Distanz von mehr als CR, sodaß also die Drosselstelle weniger effektiv wird.
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2S
Das Verhalten eines nämpfungsgliedes etwa nach den Fig. 6-8 ergibt sich ohne weiteres aus den diesbezüglichen Zeichnungen; es werden wieder die selben Bezugszeichen wie schon zuvor für gleiche oder äquivalente Bauelemente verwendet.
Erkennbar ist der radiale, d.h. in Fig. 7 vertikale Abstand zwischen dem Apex der beiden gekrümmten Abschnitte 80 und 81 der Hülse 67 und der gegenüberliegenden Oberfläche der Hülse 73 in Fig. 7 dadurch verringert, daß die Steuerhülse 30 gegenüber der in Fig. 6 wiedergegebenen Relativstellung der Teile in Fig. 7 nach rechts verschoben ist. Man muß also bei der Wahl des Wertes C darauf achten, daß in den möglichen axialen Extrem-Relativstellungen der Teile 30 und 60 zueinander der Schlauch nicht abgequetscht werden kann. In Fig. 8 ist die maximale insoweit zulässige axiale Relativverstellung der Teile 30 und zueinander mit 1 dargestellt.
Im Vergleich mit der Anordnung nach den Fig. 4 und 5 ist bei der Ausbildung nach den Fig. 6-8 die Drosselstelle 72 kürzer ausgefallen, während die Raumabschnitte 82 und 83 im Schlauch 66 in axialer Richtung größer geworden sind. Bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform wird also bei gegebener axialer Relativbewegung der Teile 30 und 60 zueinander ein größeres Strömungsmittel- Volumen durch die Drosselstelle gedrückt, wodurch deren geringere Länge gewissermaßen kompensiert ist.
Der Schlauch 66 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel an die Hülsen 63 und 67 über die axial mittleren Abschnitte angeklebt; natürlich dürfen die Klebungen
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nicht in axialer Richtung zu weit führen, damit nicht bei den möglichen Relativbewegungen der Teile zueinander Verklebungen aufgerissen werden.
Bei dem in den Fig. 9-11 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind wieder die bislang schon für gleiche bzw. äquivalente Teile verwendeten Bezugszeichen angewendet.
Wie bei der Anordnung nach Fig. 2 ist auch hier wieder eine Hülse 63 angewendet, die von dem Ring 60 absteht und an ihren axialen Enden schräg verlaufende rampenartige Wandteile 75, 76 aufweist; hier ist aber die Hülse 63 an ihren beiden axialen Enden mit Abschnitten 85 und 86 versehen, die vom Ring 60 einen Abstand haben und parallel zur Steuerhülse 30 verlaufen. Die äußeren Enden der Hülse 63 sind gewissermaßen jeweils auf sich selbst zurückgefaltet und dann radial nach außen gebogen, wodurch sich Wangen 77 und 78 ergeben, die wieder mit den Sprengringen 64 und 65 zusammenwirken.
Die schräg verlaufenden Wandabschnitte 75 und 76 wirken wieder mit in ähnlicher Weise schräg geneigten Abschnitten 80 und 81 der Hülse 67 so zusammen, wie dies unter Hinweis auf die Fig. 4 und 5 für entsprechende Bauelemente schon beschrieben wurde. Die Wandelemente 75 und 76 dienen teilweise dazu, die axialen Umbiegungen 73 und 74 an den axialen Endbereichen des Schlauches zu begrenzen.
Bei der Anordnung nach den Fig. 9-11 ragt aber der Schlauch in ringförmige Zonen 82 und 83 hinein, die durch die Abs-chnitte 85 und 86 der Hülse 63 gebildet
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2?
werden; diese Ringzonen sind radial in ihren Abmessungen auf ein solches Maß reduziert, daß für den Schlauch bzw. seine Biegbarkeit keine Schwierigkeiten entstehen. Die Umbiegungsbereiche des Schlauchprofils bei 73 und 74 sind im Vergleich zur Anordnung nach Fig. 2 radial wesentlich kleiner und enthalten dadurch weniger Dämpfungsflüssigkeit, sodaß das Rollen des Schlauches in den axial äußeren Regionen 82 und 83 weniger nachteilige Wirkung auf das axiale Dämpfungsverhalten hat, als dies bei der einfachen Ausführung nach den Fig. 2 und 3 zugestanden werden mußte. Die Zonen 82 und 83 tragen auch in günstiger Weise zur radialen Dämpfung bei, wodurch die Anordnung nach den Fig. 9-11 zumindest in dieser Hinsicht den früher beschriebenen Ausführungsbeispielen überlegen ist.
Fig. 10 zeigt die Relativstelluhg der Teile zueinander, wenn sich die Steuerhülse 30 nach rechts bewegt, aber in radialer Hinsicht mittig bleibt. Man sieht, daß sich die Faltung 74 des Schlauches nach rechts bis etwa zur radialen Erstreckung der rechten Kante der Hülse 63 bewegt hat, während die Faltung 73 sich vom axial linken Rand der Hülse 63 weg bewegt hat, und sich etwa im axialen Bereich der linken Kante der Hülse 6 7 befindet. In der in Fig. 9 dargestellten mittigen Position der Teile müssen die Faltungen 73 und 74 jeweils kurz vor den Außenkanten der Hülsen 63 und 67 um den halben Betrag der axialen Auslenkung der S'teuerhülse 30 enden; die Verklebung des Schlauches 66 mit den Hülsen 63 und 67 muß also um denselben Betrag vor den Endbiegungen 73 und 74 aufhören, und zwar von der mittleren Ausgangsposition der Teile nach Fig. 9 aus gesehen.
Fig. 11 zeigt die Relativstellung der Teile für den
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Fall, daß die Steuerhülse axial nach rechts und außerdem radial verschoben wurde, und zwar in diesen beiden Richtungen jeweils so weit als möglich. In diesem Fall sollten die Zonen 82 und 83 noch nicht ganz geschlossen sein/ damit die gegenüber liegenden inneren Oberflächen des Schlauches 66 nicht in Berührung miteinander kommen, um auf diese Weise zu große Reibungskräfte zu vermeiden. Außerdem waren dann die Biegeradien bei 73 und 74 ggfs. zu klein und würden so die Standzeit des Schlauches 66 verringern.
Bei den unter Hinweis auf die Fig. 2-11 beschriebenen Ausführungsbeispielen ist jeweils die Hülse 63 an dem Ring 60 angelegt und die Hülse 67 an der Steuerhülse 30. Selbstverständlich kann man die beiden Hülsen auch sinngemäß vertauschen, wobei dann die Hülse 7 3 auf der Steuerhülse 30 liegt und die Hülse 67 innerhalb des Ringes 60, ohne daß dadurch die Dämpfungswirkung geändert würde. In einem solchen Falle würde dann der Grat 71 nach den Fig. 2 und 3 radial nach innen von der Innenoberfläche der Hülse 67 abstehen und die nach innen vorstehenden Seitenstücke 75, 77 bzw. 76 und 78 bei den Fig. 4 und 5 würden sich nach außen erstrecken, während die Hülse 73 sich radial nach innen verjüngen würde anstatt nach außen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 bis 8 könnte die konkave Arbeitsfläche der Hülse 63 auch an der äußeren Oberfläche des Rings angebracht sein und nicht an der Innenoberfläche und die konvexe Oberfläche der Hülse 76 könnte an der Innenoberfläche des Rings angebracht sein und nicht an der Außenfläche der Hülse 60.
Das Dämpfungselement 59 in seiner Lage nach Fig. 1 kann in allen wesentlichen Eigenschaften dem insoweit in Einzelheiten beschriebenen Dämpfungselement 6 2 entsprechen, wobei die Ringarmhülse 39 anstelle des Ringes 60 in den Fig. 2-11 tritt.
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eerse
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Claims (12)

Patentanwalt MICHAEL KORN 29Ί8379 Dipl. Ing. NRDC N 11 P 28 PO box 236 London SW1E 6SL ENGLAND Patentansprüche
1. j Dämpfungsanordnung zum Dämpfen von Schwingungen zwischen zwei Teilen, die einen etwa zylindrischen Ringspalt miteinander bilden, sodaß die Innenseite der radial äußeren Ringspalt-Begrenzung und die Außenseite der radial inneren Ringpspalt-Begrenzung diejenigen Flächen sind, zwischen welchen die auftretenden Schwingungen zu dämpfen sind, wobei in dem Ringspalt ein flexibler, im wesentlichen toroidförmiger Schlauch angeordnet ist, dessen axiale Länge (im Schnitt) größer als die radiale Erstreckung ist und dessen Inneres mit einem Viskosendämpfungsmittel gefüllt ist, und bei der Dämpfung von radialen Relativbewegungen zwischen den zu dämpfenden Teilen das Dämpfungsmittel Bewegungen in ümfangsrichtung des Schlauches durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Abmessungen (im Schnitt!) des flexiblen Schlauches (66) in den axialen Endbereichen (43, Fig. 2 und 3) unterschiedlich sind gegenüber den radialen Abmessungen mindestens irgendeines Punktes des Schlauchquerschnitts zwischen den beiden Endbereichen (73, 74).
D-4000 Düsseldorf 1 Bahnstraße 62 · Telefon 0211'35 63 38
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2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (66) ausgehend von seiner radial inneren Ringfläche zwischen den axialen Endbereichen einen in den Innenraum des Schlauches vorstehenden Grat (71) aufweist, der in Richtung auf die gegenüber liegende Umfangswand des Schlauches (66) vorsteht und eine Engstelle (72) oder Drossel zwischen den beiden axial seitlich davon liegenden Bereichen des Inneren des Schlauches bildet.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens an einem Ende zwischen zwei axialen Hülsen eines Schwenkrollengetriebes etwa nach den GB-PS 1 026 734 angeordnet ist, zwischen welchen Hülsen axiale und radiale Schwingungen zu dämpfen sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch über seinen Umfang (im Querschnitt gesehen!) eine im wesentlichen gleich bleibende Dicke hat, und daß die Drosselstelle durch eine radial gerichtete Auswölbung in Form eines über den Umfang laufenden Grates an einem der beiden gegeneinander zu dämpfenden Bauelemente ausgebildet ist (siehe z.B. Fig. 2, Bezugj,zeichen 71).
5. Anordnung nach Anspruch 1 , de.durch gekennzeichnet, daß (im Axialschnitt gesehen) der Raum innerhalb des flexiblen Schlauches (66) sich radial zu den beiden axialen Enden des Schlauchquerschnittes vergrößert.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erweiterung in axialer Richtung des Schlauches mit weichen übergängen, d.h. graduell,
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ausgebildet ist..
7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erweiterung auf die axialen Endon des Schlauchquerschnittes zu abrupt verläuft, siehe z.B. Fig. 4 und 5 bzw. 9-11.
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial längeren Innenteile des Schlauchquerschnittes, d.h. die radial außen und innen liegenden Schlauchwände außen mit den entsprechenden Oberflächen der gegeneinander zu dämpfenden Bauteile verklebt sind, wobei in axialer Richtung gesehen die Verklebungen kürzer sind als die axiale Erstreckung des Querschnittes des Schlauches.
9. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Axialschnitt gesehen das Profil der beiden axial verlaufenden Wände des Schlauches aus jeweils einem zwischen die zu dämpfenden Bauelemente eingesetzten Ring (63, 67) bestehen, und daß der Schlauch über einen axial mittleren Bereich mit den beiden Ringen verklebt ist.
10. Anordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Axialschnitt gesehen die Querschnittsfläche des Schlauches beiderseits der Drosselstelle (72) zunächst radial größer ist, als im Bereich der Drosselstelle, und daß im Bereich der beiden axialen Enden des Schlauchprofiles die radiale Erstreckung der Querschnittsflache (bei 82 und 83, Fig. 9) kleiner ist als in den unmittelbar auf die Drosselstelle folgenden axialen Bereichen des Schlauches.
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tr
ORIGINAL INSPECTED
11. Anordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Drosselstelle bildende Umfangsgrat radial von außen nach innen in den Querschnitt des Schlauches einsteht.
12. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer derjenigen Ringe, welche zwischen sich den Dämpfungsschlauch aufnehmen, zur Erleichterung der Montage der Anordnung derart geschlitzt ist, daß sein Durchmesser bei der Montage radial kurzfristig vergrößert oder verkleinert werden kann.
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