DE2933586C2

DE2933586C2 - Schwingungstilger für rotierende Wellen

Info

Publication number: DE2933586C2
Application number: DE19792933586
Authority: DE
Inventors: Edwin Dipl.-Ing. 5102 Würselen Hesse
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1979-08-18
Filing date: 1979-08-18
Publication date: 1982-11-18
Also published as: DE2933586A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Schwingungstilger zum Abbau von Torsions- und/oder Biegeschwingungen in rotierenden Wellen, insbesondere Gelenkwellen von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einer mit der Welle verbindbaren sternförmigen Nabe und einem zur Nabe konzentrisch liegenden und über mehrere am Umfang verteilte Gummikörper mit dieser verbundenen Schwungring.

Zur Dämpfung von Drehschwingungen, insbesondere in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen, werden vielfach elastische Wellenkupplungen verwendet. <!·· gleichzeitig als Drehgelenk dienen. Durch die Übertr,:
gung des vollen Drehmomentes über die meist mit Gummifedern ausgerüsteten Wellenkupplungen tritt nur eine geringe Dämpfwirkung ein. Eine nahezu vollständige Tilgung von in Gelenkwellensystemen auftretenden Torsions- und Biegeschwingungen ist nur mit besonderen Schwingungstilgern möglich.

Das Grundprinzip der Schwingungstilger stellt sich wie folgt dar:

Die Tilger bestehen vielfach aus Nabe, Schwungring und zwischen den beiden Teilen angeordneten elastischen Körpern, die anvulkanisiert, angeklebt oder zwischen die Teile gepreßt sein können, wobei der Schwungring im Gegensatz zur drehelästischen Wellenkupplung einen zumindest dreidimensionalen Bewc gilngsFreiheitsgrad besitzt und durch keine Zwangskrafl, zum Beispiel einem zu übertragenden Drehmoment, in seinem Schwingungsverhalten wesentlich beeinträchtigt wird.

Durch die DE-OS 25 34 684 ist eine Einrichtung zur Schwingungsdämpfung im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen bekannt, die aus einem mit einer elastischen Wellenkupplung verbundenen Schwingungstilger besteht Der Tilger setzt sich aus folgenden Teilen zusammen: Einem dreieckigen Tragflansch, der mit der Gelenkwelle verbunden ist, wenigstens einer Tilgermasse und elastischen Körpern in Form \ Dn drei kreissegmentförmigen Abschnitten, die zwischen dem zylindrischen Innenumfang einer Tilgermasse und dem achsparallel abgebogenen Rand des dreieckigen Tragflansches angeordnet sind. Im elastischen Körper zwischen den Spitzen des Tragflansches und der Tilgermasse sind schlitzförmige Ausnehmungen angeordnet, die in Umfangsrichtung verlaufen, wobei durch die Länge dieser Schlitze die Frequenzlage des Tiigers beeinflußt werden kann. In den segmentförmigen Abschnitten der elastischen Körper sind achsparallele Bohrungen vorgesehen, die ebenfalls die Frequenzlage beeinflussen sollen. Der angesprochene Tilger dient sowohl zur Tilgung der Torsionsschwingungen des Antriebsstranges als auch der Biegeschwingungen der Gelenkwelle. Nachteilig ist bei dem angesprochenen Schwingungstilger zu sehen, daß er zwar in radialer Richtung auftretende Schwingungen relativ gut abbaut, die mehr oder weniger weichen Elastomerkörper dabei aber oft zu erheblichen Amplituden bei Erregung in Torsionsrichtung führen, wodurch die Lebensdauer des Tilgers negativ beeinflußt wird. Dies macht sich insbesondere an den Schlitzen bemerkbar, und zwar an den Enden, die in größere abgerundete öffnungen auslaufen. Dort treten die größten Amplituden auf, die im Laufe der Zeit zur Verfestigung beziehungsweise Versprödung des elastischen Werkstoffes und zum anschließenden Einreißen an diesen Stellen führen. Weiterhin ist dieser Tilger in der vorliegenden Form nur begrenzt einsetzbar, da er auf definierte Biege- und Torsionsschwingungen eingestellt i^ci„ daß heißt, er kann nur für einen bestimmten, relativ kleinen Frequenzbereich verwendet werden.

Durch die DE-PS 7 23 596 ist ein federnder Fahrzeugpuffer oder Lagerkörper aus Gummi oder dergleichen bekannt, der öffnungen aufweist, in die Füllkörper beliebiger Nachgiebigkeit eingesetzt werden. Dieser aus einem Stück bestehende Gummikörper ist nicht in der Lage, Torsions- und Biegeschwingungen abzubauen.

Des weiteren ist durch die DE-PS 7 10 556 ein Drehschwingungsdämpfer ähnlicher Bauart, wie im gattungsbildenden Teil des Hauptpatentanspruches beschrieben, bekannt. Auch hier sind Blechkörper zwischen den Gummikörpern vorgesehen, die jedoch mit dem Schwungring einerseits verbunden sind und lediglich eine Vorspannung in den Gummikörpern erzeugen sollen.

Schließlich ist durch die DE-AS 10 81 279 eine Dämpfvorrichtung mit elastischem Block bekannt, wobei letzterer mit einer ihn im Querschnitt schwächenden Ausnehmung versehen ist, in welcher mindestens ein Metallkörper angeordnet ist. Dieser Metallkörper ist so ausgelegt, daß er mittels einer Schraube gespreizt werden kann- Auch hier können keine Torsionsund/öder Biegeschwingungen abgebaut werden, vieU mehr muß in extremen Situationen mit einer BeschädU gung des elastischen Blockes im Bereich der geschwächten Stelle gerechnet werden, da hier bei Belastung

Zugspannungen auftreten, die Gummi bekannterweise nur in begrenztem Umfang aufnehmen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des vorab beschriebenen Schwingungstilgers mit einfachen Mitteln konstruktiv zu vermeiden, und zwar derart, daß der Tilger für einen relativ großen Frequenzbereich verwendet werden kann.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß, bezogen auf die Umfangsrichtung, zwischen benachbarten Gummikörpern, die sich gemeinsam zwischen zwei Armen erstrecken, mit den Gummikörpern verbundene, frei bewegliche Versteifungselemente in Form von Blechkörpern angeordnet sind.

Die Versteifungselemente sind so angeordnet, daß sie radiale Ausschläge nicht stören, Ausschläge in Umfangsrichtung durch ihre Größe und ihre Form hingegen beeinflussen können. Hierbei addieren sich die Steifigkeiten der relativ weicher; Gummikörper und die der Versteifungseiemente. Durch die Einbringung dieser Versteriungselemente werden Risse an den gerundeten Enden der Schlitze vermieden und so die Lebensdauer des Tilgers beträchtlich erhöht. Als Versteifungselemente können Körper beliebiger Materialien, wie Hartgummi, Kunststoff verwendet werden, bevorzugt werden aber Versteifungseiemente aus Blech.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Blechkörper ein im wesentlichen U-förmiges Querschnittsprofil aufweisen, wobei andere Querschnitte, wie beispielsweise halbkreisförmig, T-förmig oder dergleichen ebenfalls denkbar sind. Um ein radiales Schwingen des Tilgers nicht zu beeinträchtigen, sollten die Versteifungseiemente weder mit der Nabe noch mit dem Schwungring verbunden sein, wobei es für die Funktion unbedeutend ist, ob die Versteifungselementc mit ihren öffnungen radial zur Nabe und/oder radial zum Schwungring angeordnet sind. Darüber hinaus sind auch rohrförmige Versteifungseiemente denkbar.

Vorzugsweise sind die Blechkörper an die Gummikörper vulkanisiert. Bei besonderen Anwendungsfällen kann es aber sinnvoll sein, die Blechkörper in den freien Raum zwischen den benachbarten Gummikörpern axial einzupressen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß sich radial zwischen Nabe und Blechkörper und/oder zwischen Schwungring und Blechkörper in Umfangsrichtung verlaufende schlitzförmige Ausnehmungen erstrecken, wobei die Enden der Schlitze in größeren abgerundeten Öffnungen auslaufen. Durch die Gestaltung der Schlitze kann die Frequenzlage des Tilgers weiterhin positiv beeinflußt werden.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

Der Schwingungstilger 1 besteht aus einer sternförmigen Nabe 2, in deren Armen 3 Durchgangslöcher 4 zum Befestigen an einer nicht dargestellten Gelenkwelle angeordnet sind. Die Nabe 2 umgibt in radialer Richtung ein Schwungring 5, der über mehrere, am Umfang verteilte Gummikörper 6 mit der Nabe 2 verbunden ist. Zwischen den Spitzen der Arme 3 der Nabe 2 und der Innenumfangsfläche 7 des Schwungringes 5 erstrecken sich in Umfängst ~:htung verlaufende Schlitze 8, die an ihren Enden in grölie; en Öffnungen 9 auslaufen. Zwischen zwei benachbarten Gummikörpern 6 erstrecken sich Versteifungsbleche 10 mit U-förmigem Querschnittsprofil, die an die Gummikörper 6 vulkanisiert s.;id. Die Öffnungen 11 der Versteifungsbleche 10 sind radial zur Nabe 2 gerichtet. Radial zwischen der Nabe 2 und den Versteifungsblechen 10 und zwischen dem Schwungring 5 und den Versteifungsblechen 10 erstrecken sich in Umfangsrichtung verlaufende schlitzförmige Ausnehmungen 12, 13, die an ihren Enden in größeren abgerundeten Öffnungen 14, 15 und 16, 17 auslaufen. Sowohl die Schlitze 8 als auch die Schlitze 12, 13 dienen zur Beeinflussung der Frequenzlage des Tilgers 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schwingungstilger zum Abbau von Torsions- und/oder Biegeschwingungen in rotierenden Wellen, insbesondere Gelenkwellen von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einer mit der Welle verbindbaren sternförmigen Nabe und einem zur Nabe konzentrisch liegenden und über mehrere am Umfang verteilte Gummikörper mit dieser verbundenen Schwungring, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf die Umfangsrichtung, zwischen benachbarten Gummikörpern (6), die sich gemeinsam zwischen zwei Armen (3) der Nabe (2) erstrecken, mit den Gummikörpern (6) verbundene, frei bewegliche Versieifungselemente (10) in Form von Blechkörpern angeordnet sind.

2. Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechkörper (10) im wesentlichen U-förmig sind.

3. Schwingungstilger nach den Ansprüchen ! und 2, dadurch ^kennzeichnet, daß die Blechkörper (10) an die Gumrnikörper (G) vulkanisiert sind.

4. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechkörper (10) in den freien Raum zwischen den benachbarten Gummikörpern (6) eingepreßt sind.

5. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich radial zwischen Nabe (2) und Blechkörper (10) und/oder zwischen Schwungring (5) und Blechkörper (10) in Umfangsrichtung verlaufende schlitzförmige Hohlräume (8) erstrecken.

6. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, caß die Enden der Hohlräume (8) in größtren abgerundeten Ausnehmungen (9) in den Gummikörpe. .i (6) auslaufen.