DE3023300A1

DE3023300A1 - Drehschwingungsdaempfer bzw. schwingungsdaempfende und drehelastische kupplung

Info

Publication number: DE3023300A1
Application number: DE19803023300
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Pfeifer
Original assignee: Dr Ing Geislinger und Co Schwingungstechnik GmbH
Current assignee: Dr Ing Geislinger und Co Schwingungstechnik GmbH
Priority date: 1979-07-16
Filing date: 1980-06-21
Publication date: 1981-02-05
Also published as: AT361259B; ATA489879A

Description

Drehschwingungsdämpfer bzw. schwingungsdämpfende und
drehelastische Kupplung Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer bzw. eine schwingungsdämpfende und drehelastische Kupplung mit flüssigkeitsgefüllten Kammern zwischen Innen- und Außenteil des Dämpfers bzw. der Kupplung, einem mit den Kammern in Verbindung stehenden inneren Vorratsraum für Flüssigkeit und zumindest einer Ringdichtung od. dgl. zur gegenseitigen Abdichtung von Innen-und Außenteil.
Bei solchen in vielfacher Ausgestaltung mit oder ohne Federn zur Drehmomentenübertragung bekannten Dämpfern bzw. Kupplungen dient die Flüssigkeitsfüllung, meist eine Ölfüllung, zur Schmierung und hydraulischen Dämpfung.
Da sich auf Grund der Drehmomente bzw. Drehschwingungen Außen-und Innenteil relativ zueinander verdrehen, muß zwischen den sich gegeneinander bewegenden Teilen zumindest eine Dichtung vorgesehen sein, die einen Flüssigkeitsaustritt verhindert. Der zur ausreichenden Versorgung der Kammern mit Flüssigkeit notwendige Vorratsraum für diese Flüssigkeit befindet sich nun bisher direkt im Zentrum des Dämpfers bzw. der Kupplung und die Ringdichtung muß daher zwangsläufig weiter außen als der Vorratsraum sein, so daß sich im Betrieb durch die Wirkung der Fliehkraft etwa vorhandene Luft im Zentrum sammelt, die Flüssigkeit hingegen nach außen getrieben wird und an der Dichtung einen gewissen Uberdruck aufweist, gegen den diese standhalten muß. Da es sich bei dieser Ringdichtung nicht um eine berührungslose Dichtung handeln kann, ist somit eine dauernde Abnützung in Kauf zu nehmen, was unweigerlich früher oder später zu einer Undichtheit des Dämpfers bzw.
der Kupplung und zu einem Verlust der Schmier- und Dämpfungsflüssigkeit führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und einen Dämpfer bzw. eine Kupplung der eingangs geschilderten Art zu schafien, bei der auf jeden Fall ein Flüssigkeitsaustritt vermieden werden kann und darüber hinaus die Dichtung praktisch keinem Abrieb mehr unterliegt.
Die Erfindung löst diese Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß der ringförmig um die Drehachse des Dämpfers bzw. der Kupplung angeordnete Vorratsraum wenigstens zum Großteil radial außerhalb des durch die Ringdichtung bzw.
die Ringdichtungen definierten Durchmesserbereiches liegt und die Menge der Flüssigkeit im Dämpfer bzw. der Kupplung dem gemeinsamen Volumen des außerhalb der Ringdichtung liegenden Teiles des Vorratsraumes und der anderen mit Flüssigkeit füllbaren Hohlräume, wie Kammern, Verbindungskanäle u. dgl., entspricht. Bei Stillstand des Dämpfers bzw. der Kupplung gibt es keine Fliehkraftwirkung und keine Relativbewegung zwischen Innen- und Außenteil, die Abdichtung ist kein Problem. Sobald nun der Dämpfer bzw. die Kupplung zu laufen beginnt, wird, wie Versuche gezeigt haben, bereits bei kleinen Drehzahlen innerhalb von Sekundenbruchteilen die Flüssigkeit durch die Fliehkraft nach außen gedrückt und die Luft sammelt sich im Innenbereich des Vorratsraumes. Da die Flüssigkeitsmenge im Dämpfer bzw.
der Kupplung entsprechend bemessen ist, entsteht ein Ölring, dessen Innendurchmesser größer ist als der Durch -messer der Ringdichtung bzw. der Dichtfläche, so daß kurz nach Drehbeginn des Dämpfers bzw. der Kupplung die Dichtung nicht mehr gegen unter Druck stehende Flüssigkeit dichten muß. Ein Austritt von Flüssigkeit durch die Dichtung ist daher von vornherein ausgeschlossen. Durch die fehlende Druckbelastung auf die Dichtung ist aber zusätzlich auch der Abrieb der Ringdichtung selbst so herabgesetzt, daß auch auf lange Zeit hin gesehen die erwünschte Dichtwirkung, die Ja praktisch nur im Stillstand des Dämpfers bzw. der Kupplung vorhanden sein muß, erhalten bleibt.
Es ergibt sich von selbst, daß die eigentliche Ausgestaltung des Dämpfers bzw. der Kupplung oder des Vorratsraumes keine Rolle spielt, es muß nur dafür gesorgt sein, daß die Ringdichtung radial innerhalb der inneren Oberfläche des bei Betrieb durch den Einfluß der Fliehkraft entstehenden Flüssigkeitsringes zu liegen kommt.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Ringdichtung od. dgl. eine Dichtlippe auf, die ab einem bestimmten Drehzahlbereich fliehkraftbedingt von der ihr zugeordneten Dichtfläche abgehoben ist. Ist nämlich die Flüssigkeit auf Grund der Drehung des Dämpfers bzw. der Kupplung nach außen gewandert, braucht die Dichtung überhaupt nicht mehr abzudichten, da ja der Druck der Luft innerhalb und außerhalb des Dämpfers bzw.
der Kupplung gleich groß ist. Sobald daher die Dichtung von der Flüssigkeit frei ist, sie also keine Dichtfunktion zu erfüllen hat, kann die Dichtung ohne Schaden von der ihr zugeordneten Dichtfläche abheben und, da sie nun berührungslos ist, unterliegt sie sicher auch keinem Abrieb mehr. Konstruktiv wird diese Abhebbarkeit der Dichtung durch eine Dichtlippe gelöst, die im Stillstand durch entsprechende Vorspannung an die Dichtfläche gedrückt wird und Innen- und Außenteil damit abdichtet.
Erreicht die Fliehkraft auf Grund der steigenden Drehzahlen eine bestimmte Größte, löst sich die Dichtlippe durch den Einfluß dieser Fliehkraft von der Dichtfläche ab und jeder Verschleiß ist vermieden. Wird der Dämpfer bzw. die Kupplung stillgesetzt, erfolgt der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge. Nimmt die Drehzahl ab, kann die Fliehkraft ab einer gewissen Grenzdrehzahl die Dichtlippe nicht mehr in abgehobener Position halten, und die Dichtlippe legt sich wieder dichtend an die Dichtfläche an.
Erst bei vollkommenem Stillstand des Dämpfers bzw. der Kupplung strömt die Flüssigkeit zurück und die Luft steigt nach oben, zu welchem Zeitpunkt aber bereits die Abdichtung zwischen Innen- und Außenteil sichergestellt ist.
Günstig ist es, wenn erfindungsgemäß die Dichtlippe zur Dichtfläche hin federbelastet ist, wobei die Federkraft vorzugsweise der bei Leerlaufdrehzahl auf die Dichtlippe einwirkenden Fliehkraft entspricht. Die Feder erlaubt eine gute Abstimmung zwischen der Dichtwirkung der Dichtlippe bei Stillstand und dem Drehzahlbereich, bei dem die Dichtlippe abhebt. Da zweckmäßig dieses Abheben der Dichtlippe von der Dichtfläche möglichst bald erfolgen soll, wird die Feder vorzugsweise so ausgelegt sein, daß die Dichtlippe bereits bei Leerlaufdrehzahl abhebt, was ohne weiteres durchführbar ist, da ja die Flüssigkeit innerhalb kürzester Zeit nach Drehbeginn des Dämpfers bzw. der Kupplung nach außen wandert.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand rein schematisch in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kupplung im Axialschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2, wobei die obere Hälfte den Stillstand und die untere Hälfte den Betriebszustand der Kupplung andeuten sollen, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 3 einen Querschnitt durch die Ringdichtung dieser Kupplung in größerem Maßstab.
Zur Drehmomentenübertragung zwischen Außenteil 1 und Innenteil 2 einer schwingungsdämpfenden und drehelastischen Kupplung dienen Federpakete 3, die mit ihren inneren Enden in Nuten 4 des Innenteiles 2 eingreifen und an ihren äußeren Enden zwischen je zwei Zwischenstücken 5 festgespannt sind, die von einem Spannring 6 zusammengehalten werden. Die Federpakete 3 bilden zusammen mit Außenteil 1 und Innenteil 2 Kammern 7, die mit öl gefüllt sind, das zur Schmierung undr2ämpfungdient. Die Kammern 7 stehen mit einem Vorratsraum 8 für öl in Verbindung, der im wesentlichen ringförmig um die Drehachse der Kupplung angeordnet ist. Zur gegenseitigen Abdichtung von Außen teil 1 und Innenteil 2 ist nun eine Ringdichtung 9 vorgesehen, die auf einem möglichst kleinen Durchmesser liegt, so daß sich zumindest ein Großteil des Vorratsraumes 8 radial außerhalb dieser Ringdichtung 9 befindet.
Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, weist die Ringdichtung 9 eine Dichtlippe 10 auf, die im Stillstand der Kupplung durch Eigenelastizität oder gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Ringfeder 11 gegen die ihr zugeordnete Dichtfläche 12 angedrückt ist. Sobald allerdings die Kupplung eine gewisse Drehzahl erreicht hat, wird die Federkraft durch die nun wirkende Fliehkraft überwunden und die Dichtlippe 10 hebt von der Dichtfläche 12 ab (dünngezeichnete Darstellung in Fig. 3). Sinkt die Drehzahl der Kupplung wieder unter diesen bestimmten Grenzwert ab, kann auch die Feder die Dichtlippe 10 wieder dichtend an die Dichtfläche 12 andrücken.
Wie in der oberen Hälfte der Fig. 1 angedeutet, sinkt bei Stillstand der Kupplung das öl ab, die vorhandene Luft steigt in den höchsten Kupplungsbereich auf, und es stellt sich etwa ein ölspiegel 13 ein. Die Ringdichtung 9 ist mit ihrer Dichtlippe 10 an die ihr zugeordnete Dichtfläche angedrückt und dichtet Innen- und Außenteil der Kupplung gegeneinander ab. Im Betriebszustand nun, der in der unteren Hälfte der Fig0 1 angedeutet ist, wird das öl fliehkraftbedingt nach außen gedrückt, die Luft sammelt sich im Vorratsraum 8,und es bildet sich ein ölring, dessen innere Oberfläche 14 radial außerhalb der Ringdichtung 9 liegt. Außerdem ist die Dichtlippe 10 der Ringdichtung 9 ebenfalls unter Einfluß der Fliehkraft von der ihr zugeordneten Dichtfläche abgehoben, so daß es keinen Abrieb der Dichtung geben kann.
Da das öl in der Kupplung praktisch sofort bei Drehbeginn nach außen wandert, kann auch die Vorspannung bzw. Federbelastung der Dichtlippe 10 so bemessen sein, daß sie bereits bei Leerlaufdrehzahl von der Dichtfläche abhebt. Damit ist auf einfache Weise zu erreicht, daß einerseits ein ölaustritt aus der Kupplung ausgeschlossen ist und anderseits die Ringdichtung praktisch keinem Verschleiß unterworfen wird, was eine unbegrenzte Lebensdauer der Ringdichtung mit sich bringt.
Leerseite

Claims

Patentansprüche: Drehschwingungsdämpfer bzw. schwingungsdämpfende und drehelastische Kupplung mit flüssigkeitsgefüllten Kammern zwischen Innen- und Außenteil des Dämpfers bzw.

der Kupplung, einem mit den Kammern in Verbindung stehenden inneren Vorratsraum für Flüssigkeit und zumindest einer Ringdichtung od. dgl. zur gegenseitigen Abdichtung von Innen- und Außenteil, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmig um die Drehachse des Dämpfers bzw. der Kupplung angeordnete Vorratsraum (8) wenigstens zum Großteil radial außerhalb des durch die Ringdichtung (9) bzw. die Ringdichtungen definierten Durchmesserbereiches liegt und die Menge der Flüssigkeit im Dämpfer bzw. in der Kupplung dem gemeinsamen Volumen des außerhalb der Ringdichtung (9) od. dgl. liegenden Teiles des Vorratsraumes (8) und der anderen mit Flüssigkeit füllbaren Hohlräume, wie Kammern (7), Verbindungskanäle od. dgl.

angepaßt ist.
2. Dämpfer bzw. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtung od. dgl. eine Dichtlippe (10) aufweist, die ab einem bestimmten Drehzahlbereich fliehkraftbedingt von der ihr zugeordneten Dichtfläche (12) abgehoben ist.
3. Dämpfer bzw. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dab die Dichtlippe (10) zur Dichtfläche (12) hin federbelastet ist, wobei die Federkraft vorzugsweise der bei Leerlaufdrehzahl auf die Dichtlippe einwirkenden Fliehkraft entspricht.