DE3104202A1

DE3104202A1 - "gummi-fluessigkeitstorsiondaempfer und verfahren zu dessen herstellung"

Info

Publication number: DE3104202A1
Application number: DE19813104202
Authority: DE
Inventors: Gordon W. 14059 Elma N.Y. Kamman; Ronald L. 14059 Tonawanda N.Y. McLean
Original assignee: Houdaille Industries Inc
Current assignee: Houdaille Industries Inc
Priority date: 1980-02-07
Filing date: 1981-02-06
Publication date: 1981-11-26
Also published as: US4368807A; SE8100792L; GB2069095A

Description

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Gummi-Flüssigkeitstorsionsdämpfer und Verfahren zu dessen Herstellung

Die Erfindung betrifft einen Gummi-FIiissigkeitstorsionsdämpfer mit einer Rotorscheibe, deren an eine Nabe anschließender Rand in eine ringförmige Ausnehmung und eine Arbeitskammer einer Trägheitsmasse konzentrisch eingreift, und mit einem in der Arbeitskammer befindlichen Dämpfungsmedium, welches einen Scherfilm zwischen zwei einander gegenüberliegenden Arbeitsflächen am Rand der llotorscheibe und an den jeweiligen ringförmigen äußeren Teil der Trägheitsmasse bildet, und ferner mit elastischen, die Arbeitskammer im Bereich der ringförmigen Ausnehmung dicht verschließenden sowie die Rotorscheibe und die Trägheitsmasse auf Abstand haltenden Ringen, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Torsionsdämpfer dieser Art werden besonders vorteilhaft zum Dämpfen von Torsionsschwingungen an Kurbelwellen von Verbrennungsmaschinen verwendet. Bei der Herstellung derartiger Gummi-Flüssigkeitstorsionsdämpfer ergeben sieh vielfache Schwierigkeiten, welche sich sowohl nachteilig für die Fabrikationskosten als auch für eine Standardisierung auswirken. Durch die US-PS 4 114 246 ist ein derartiger Torsionsdämpfer bekannt, bei welchem die Metallteile aus schwerem Stahlblech ausgestanzt werden, wobei zwei plattenförmige Stanzteile miteinander

verbunden

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verbunden werden, um die Trägheitsmasse zu bilden. Innerhalb einer ringförmigen Ausnehmung der Trägheitsmasse ist eine Rotorscheibe befestigt, die ebenfalls durch Stanzen hergestellt und verformt ist. Die beiden Teile sind durch elastische Ringe miteinander verbunden. Eine im äußeren Rand der Trägheitsmasse liegende Arbeitskammer ist mit einem Dämpfungsmedium gefüllt, wobei sich ein Scherfilm zwischen den Arbeitsflächen an der Rotorseheibe und den gegenüberliegenden Arbeitsflächen im äußeren ringförmigen Teil der Trägheitsmasse ausbildet.

Bei einem derartigen Gumm-Flüssigkeitstorsionsdämpfer ergeben sich große Schwierigkeiten während der Montage, um die Trägheitsmasse und den elastischen Ring sowie die Rotorscheibe konzentrisch zueinander anzuordnen. Außerdem sind für die Montage eine Vielzahl von Arbeitsschritten notwendig, welche die Herstellungskosten sehr nachteilig beeinflussen. Die Bindung zwischen den elastischen Ringen und der Rotorscheibe einerseits sowie der Trägheitsmasse andererseits wird mit Hilfe von adhäsiven Klebern hergestellt, wobei es bisher nicht möglich ist, eine sichere Verbindung zu gewährleisten, die den hohen Betriebsbeanspruchungen zuverlässig gewachsen ist. Es wurde wohl versucht, durch ein teilweises Einvulkanisieren der elastischen Ringe diese Schwierigkeit zu überwinden, jedoch ist es nach wie vor notwendig, zumindest eine Verbindungsfläche mit Hilfe einer adhäsiven Klebung herzustellen. Damit werden jedoch die auf der Klebung beruhenden Nachteile nicht überwunden.

Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß die separat hergestellten elastischen Ringe mit äußerster Sorgfalt hergestellt werden müssen, um eine identische Größe sowie eine gleichbleibende Härte zu gewährleisten, damit der notwendige gleiche Abstand zwischen den Arbeitsflächen in der Arbeitskammer gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Gummi-Flüssigkeitstorsionsdämpfer und ein Verfahren zu dessen Herstellung

zu

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zu schaffen, mit welchem die vorausstehend genannten Schwierigkeiten überwunden werden können und der ein einfaches Herstellungsverfahren mit hoher Sicherheit der Bindung der elastischen Gummiringe an die Metallteile gewährleistet.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs erwähnten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in zumindest einem Teil der von äußeren ringförmigen Teilen der Trägheitsmasse begrenzten Arbeitskammer ein metallisches, bei niedriger Temperatur schmelzendes Abdichtmittel eingebracht wird, daß die ringförmige Ausnehmung mit einer Elastomermasse ausgegossen wird, daß die Elastomermasse unter Ausbildung von Gummiringen an die Rotorscheibe und die inneren ringförmigen Teile der Trägheitsmasse anvulkanisiert wird, daß das Abdichtmittel nach der Verfestigung der Elastomermasse und der Ausbildung der Gummiringe geschmolzen und aus der Arbeitskammer entfernt wird, und daß in die Arbeitskammer das Dämpfungsmedium eingebracht und die Arbeitskammer dicht verschlossen wird.

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand von weiteren Verfahrensansprüchen.

Für einen Gummi-Flüssigkeitstorsionsdämpfer der eingangs genannten Art ist ferner vorgesehen, daß sich eine Vielzahl fingerartiger Vorsprünge von den Gummiringen aus über zumindest einen Teil der Arbeitsflächen bzw. in die Arbeitskammer erstrecken, wobei die fingerartigen Vorsprünge eine Dicke haben, die kleiner als der freie Raum für den Scherfilm ist.

Weitere Ausgestaltungen des Gummi-Flüssigkeitstorsionsdämpfers sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Durch die Maßnahmen der Erfindung ist es möglich, einen Gummi-Flüssigkeitskorsionsdämpfer zu schaffen, der sehr einfach und mit geringen Kosten hergestellt werden kann, und aufgrund der guten Bindung

zwischen

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zwischen den gummielastischen Teilen sowie den Metallteilen eine hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer hat. Durch eine spezielle Ausgestaltung der gummielastischen Teile ist es möglich, auch für eine Stoßdämpfung zu sorgen, welche bei axialen Stößen eine Berührung zwischen der Rotorscheibe und der Trägheitsmasse auslösen würde. Die Maßnahmen der Erfindung machen es möglich, die konzentrische Positionierung der Rotorscheibe in der Trägheitsmasse mit hoher Genauigkeit zu ermöglichen und einen Torsionsdämpfer zu schaffen, dessen charakteristische Eigenschaften während des Herstellungsverfahrens
sicher und definiert einstellbar sind.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1

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Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf einen Gummi-Flüssigkeitstorsionsdämpfer gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie H-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt einer modifizierten Form des Torsionsdämpfers,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3,

Fig. 5 bis 8 dem Schnitt gemäß Fig. 2 entsprechende Schnitte, welche verschiedene aufeinanderfolgende Schritte bei der Fertigung des Torsionsdämpfers zeigen,

Fig. 9 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens zur Herstellung eines Torsionsdämpfers gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 10, 11 und 12 partielle Flußdiagramme für modifizierte Verfahrensabläufe,

Fig. 13 einen Vertikalsehnitt durch einen Teil des Torsionsdämpfers, welcher dem Verfahrensschritt gemäß Fig. 5 zugeordnet ist und ein Abdichtmittel mit niederem Schmelzpunkt zur Montage der Motorscheibe zeigt,

Fig. 14 einen Vertikalschnitt durch die Trägheitsplatten, an welchen ein Abdichtmittel mit niederem Schmelzpunkt angeordnet ist,

Fig. 15

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Fig. 15 eine Ausführungsform der Erfindung mit einer abgeänderten Ausgestaltung des Abdichtmittels mit niederem Schmelzpunkt,

Fig. 16 eine Ausführungsform der Erfindung mit einem abgewandelt ausgebildeten Abdichtmittel niederen Schmelzpunktes.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Gummi-Flüssigkeitstorsionsdämpfer 20 besteht aus einer Rotorscheibe 21 und einer ringförmigen Trägheitsmasse 22, welche an der Rotorscheibe 21 mittels eines elastischen Gummiringes 23 befestigt ist, der außerdem dem Zweck der Abstandshalterung und der Abstimmung sowie Abdichtung dient. In einer innerhalb der Trägheitsmasse 22 in Verbindung mit der Rotorscheibe 21 ausgebildeten Arbeitskammer 25 ist ein flüssiges Dämpfungsmedium 24 angeordnet, das die Arbeitskammer im wesentlichen ausfüllt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Rotorscheibe 21 aus einer runden Metallscheibe, z.B. aus Stahl, welche beispielsweise mit einem geeigneten Werkzeug in gewünschter Größe aus einem Flachmaterial ausgestanzt bzw. ausgepreßt werden kann. Die Rotorseheibe hat eine Mittelbohrung 27, durch welche der Endzapfen einer Kurbelwelle 28 verläuft. An diesem Endzapfen ist ein Flansch 30 ausgebildet, der mit dem die Mittelbohrung 27 umgebenden Nabenabschnitt 29 verschraubt ist. Zu diesem Zweck sind im Nabenabschnitt 29 längs einer Kreislinie Bohrungen 31 zum Einsetzen von Bolzen vorgesehen. An den Nabenabschnitt 29 sehließt über eine Abkröpfung 32 ein ringförmiger sowie flacher flanschartiger Rand 33 an, der sich radial nach außen in die Arbeitskammer 25 erstreckt. Im Bereich dieser Arbeitskammer sind auf beiden Seiten des flanschartigen Randes 33 Arbeitsflächen 34 vorgesehen, welche mit entsprechenden ringförmig verlaufenden Arbeitsflächen 35 auf der Innenseite der Trägheitsmasse 22 zusammenarbeiten. Diese Arbeitsflächen liegen in einem Abstand parallel zueinander, so daß sich ein Zwischenraum ergibt, welcher mit dem flüssigen Dämpfungsmedium 24 ausgefüllt ist, wodurch filmartige

Flüssigkeits-

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Flüssigkeitsschichten entstehen, welche im Betrieb einer Scherbeanspruchung ausgesetzt sind.

Bei der bevorzugten Ausführungsform besteht die ringförmige Trägheitsmasse 22 aus zwei im wesentlichen identischen konzentrischen Teilen 37, weiche komplementiir zueinander ausgebildet sind und ebenfalls durch Ausstanzen oder Ausdrücken aus einem schweren Blechmaterial hergestellt sein können. Sowohl die Rotorscheibe 21 als auch die Teile 37 der Trägheitsmasse 22 können beispielsweise aus einem warmgewalzten Stahlblech mit niederem Kohlenstoffgehalt mit einer Stärke von etwa 5,8 mm bis etwa 6 mm hergestellt sein, wobei von einem Außendurchmesser in der Größenordnung von etwa 312 mm ausgegangen wird. Die Teile 37 der ausgestanzten Trägheitsmasse sind längs ihrem äußeren Umfang mit einem in radialer Richtung abgebogenen Rand 38 versehen, wobei die Ränder der beiden Teile stirnseitig im zusammengebauten Zustand der Trägheitsmasse aneinander anliegen und durch eine in eine V-förmige Vertiefung 40 eingebrachte Schweißnaht 39 miteinander verbunden sind. Durch diese Schweißnaht 39 wird nicht nur eine dauerhafte, feste Verbindung der beiden Teile 37 der Trägheitsmasse 22 sondern auch eine völlige Abdichtung der Arbeitskammer 25 bewirkt. Die Ränder 38 sind in ihren Abmessungen so ausgelegt, daß sich zwischen den Arbeitsflächen 35 eine ringförmige Ausnehmung zwischen den äußeren Teilen 41 der Trägheitsmasse ergibt. Zur Mitte zu sind die ringförmigen Teile abgekröpft und gehen in innenliegende ringförmige Teile 43 über, die einen größeren Abstand voneinander haben, so daß sich eine ringförmige Ausnehmung 44 für den flachen Rand 33 der Rotorscheibe 21 ergibt. Dieser flache Rand 33 der Rotorseheibe wird in der Ausnehmung 44 durch ein ringförmiges Gummiteil 45 gehalten, welches mit der Rotorscheibe einerseits und den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Ausnehmung 44 durch Vulkanisation verbunden ist. Je nach dem speziellen Einsatz und den Erfordernissen für den Torsionsdämpfer 20 können unterschiedliche elastische Materialien verwendet werden, wobei vorzugsweise unter dem Begriff Gummi synthetische Materialien verstanden werden. Es kann

sich

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sich dabei z.B. um folgende Materialien handeln: Polymere, Copolymere oder Mischpolymere aus Acrylsäure-Äthylen, Vinylacetat-Äthylen, Äthylen-Propylen, Epichlorhydrin, c hlorsulfonisiertes Polyäthylen, Fluorkohlenwasserstoffe.

Die ausgewählten Materialien müssen die Eigenschaft haben, daß sie während der Verarbeitung vergossen und vulkanisiert bzw. ausgehärtet werden können und sieh in situ mit den zugeordneten Teilen durch Vulkanisation verbinden. Bei einem Torsionsdämpfer mit einem Durchmesser von etwa 30 cm kann der Gummiring 45 zwischen dem äußeren und inneren Durchmesser eine radiale Abmessing von etwa 2,8 cm und eine axiale Abmessung bzw. Dicke von 9,5 mm haben.

Um nicht nur das Ausformen zu vereinfachen, sondern um auch die Haftung der Gummiringe 45 zu verbessern, sind diese Gummiringe mit einstückig angeformten Verbindungsansätzen 47 versehen, welche durch Bohrungen 48 in dem flanschartigen Rand 33 der Rotorscheibe verlaufen. Bei einem Torsionsdämpfer mit den angegebenen Abmessungen, bei welchem die Differenz des inneren und äußeren Durchmessers der Trägheitsmasse 22 etwa 6,2 cm beträgt, können vierundzwanzig Bohrungen 48 in gleichem Abstand längs einer Kreislinie im Rand 33 vorgesehen sein, wobei der Durehmesser der einzelnen Bohrung etwa 6,3 mm betragen kann. Es ist auch wünschenswert, daß die Gummiringe 45 auf ihrer Außenseite mit Verbindungsansätzen 49 versehen sind, welche in entsprechende Bohrungen 50 des ringförmigen inneren Teils 43 der Trägheitsmasse eingreifen und diese ausfüllen. Von diesen Bohrungen 50 können ebenfalls vierundzwanzig über einen Umfang in gleichmäßigem Abstand verteilt sein, wobei die Bohrungen ebenfalls einen Durchmesser von etwa 6,3 mm haben können. Diese Bohrungen 50 sind vorzugsweise mit kegelstumpfförmigen Aufweitungen 51 auf der Innenseite und einer entsprechenden kegelförmigen Aufweitung 52 auf der Außenseite versehen, wobei der geringste Durchmesser etwa im Mittelbereich liegt

und

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und die Aufweitung auf der Außenseite kleiner als die Aufweitung auf der Innenseite sein kann. Durch diese Ausgestaltung wird nicht nur das Ausformen des Gummirings vereinfacht, sondern auch die durch Vulkanisieren hergestellte Haftung in den Bohrungen 50 verbessert.

Es ist ferner wünschenswert, daß sich ein dünner Überzug 53 des elastischen Materials vom inneren Durchmesserbereich des Gummiringes 45 auf der Außenseite der Trägheitsmasse nach außen erstreckt und mit den Verbindungsansätzen 49 einstückig verbunden ist. Dieser Überzug kann sieh bis über die Abkröpfung 42 an der Trägheitsmasse erstrecken. Um die Stabilität bzw. Haftung an den Arbeitsflächen unter den Arbeitsbedingungen des Torsionsdämpfers zu verbessern, sind am Übergangsbereich des inneren Durchmessers der Gummiringe 45 zur Rotorscheibe 21 hohlkehlartige Übergänge 54 ausgebildet. Desgleichen sind derartige hohlkehlartige Übergänge 55 im Haftungsbereich zum flanschartigen Rand 33 und hohlkehlartige Übergänge 57 im Haftungsbereich zum jeweiligen Teil 37 der Trägheitsmasse am äußeren Durchmesser der Gummiring vorgesehen.

Der außen liegende Rand der Gummiringe 45 verläuft in einem Bereich innerhalb der Abkröpfung 42, so daß er nicht mit den axialen Abschnitten der Abkröpfung verbunden ist. Dadurch wird die Arbeitskammer f vergrößert und ein größeres Volumen für das Dämpfungsmedium 24

geschaffen. In dem flanschartigen Rand 33 der Rotorscheibe sind im Bereich der Arbeitskammer Bohrungen 58 vorgesehen, wobei über den Umfang verteilt etwa vierundzwanzig Bohrungen mit einem Durchmesser von etwa 4,7 mm vorgesehen sein können. Um das Dämpfungsmedium 24 , welches aus einem geeigneten viskosen Silikon bestehen kann, in den Torsionsdämpfer 20 einfüllen zu können, sind an jeder Scheibe 37 der Trägheitsmasse Füllöffnungen 59 vorgesehen, die etwa einen Durchmesser von 6,2 bis 6,4 mm haben können. Diese Füllöffnungen 59 sind vorzugsweise einander diametral gegenüberliegend angeordnet, wobei die eine Öffnung zum Einfüllen des Dämpfungsmediums und die andere Öffnung als Entlüftungsöffnung dienen kann. Nach dem Einfüllen des

Dämpfungsmediums

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Dämpfungsmediums werden die Füllöffnungen 59 mit Verschlußkappen verschlossen, die im Interesse einer dauerhaften Abdichtung mit den Platten 37 der Trägheitsmasse 22 verschweißt sein können.

Bei einer modifizierten Ausführungsform des Torsionsdämpfers 20' gemäß den Fig. 3 und 4 sind mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 überstimmende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die der elastischenAbstimmung sowie Abstandshalterung als auch Abdichtung dienende Elastomermesse 23' besteht ebenfalls aus zwei integral miteinander verbundenen Gummiringen 45', welche am äußeren Rand mit flachen fingerartigen Vorsprüngen 61 versehen sind, die sich in radialer Richtung über den flanschartigen Rand 33 über den Umfang verteilt erstrecken. Diese fingerartigen Vorsprünge sind mit der zugeordneten Arbeitsfläche durch Vulkanisieren fest verbunden und erstrecken sich in die Arbeitskammer 25. Diese fingerförmigen Vorsprünge 61 sind derart ausgebildet, daß sie einen Teil der Arbeitsflächen 34 bis kurz vor den äußeren Rand der Rotorscheibe bedecken und zwischen Bohrungen 58 liegen, die nicht überdeckt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform können sechs derartige Vorsprünge 61 in einer 60°- Verteilung über den Umfang vorgesehen sein, so daß die Vorsprünge 61 jeweils nach jeder vierten Bohrung 58 bei vierundzwanzig über den Umfang verteilten Bohrungen angeordnet sind. Die Dicke der Finger 51 erstreckt sieh vorzugsweise bis zur halben Dicke des Scherfilmes zwischen den Arbeitsflächen 34 und 35. Aufgrund dieser geringeren Dicke im Vergleich zum Scherfilmabstand wird dafür gesorgt, daß innerhalb der Arbeitskammer 25 eine freie Torsionsbewegung der Rotorscheibe 21 relativ zur Trägheitsmasse 22 gewährleistet ist. Andererseits dienen diese fingerartigen Vorsprünge 61 auch als Abstandshalter und Stoßflächen, um einen direkten Kontakt der Arbeitsflächen 34 und 35 bei einer axialen Beanspruchung bzw. Verschiebung der Rotorscheibe 21 relativ zur Trägheitsmasse zu verhindern. Dadurch wird eine Berührung der metallischen Teile der Rotorscheibe und der Trägheitsmasse verhindert. Überdies können die Gummiringe 45 auf der Innenseite mit einem axial nach außen verlaufenden Rand 62

versehen

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versehen sein, der die innere Stirnseite der beiden Platten der Trägheitsmasse 22 überdeckt und mit diesem durch Vulkanisieren verbunden ist. Die Gummiringe 45' haben ebenfalls Verbindungsansätze 49', welche durch entsprechende Bohrungen 50 im ringförmigen inneren Teil 43 der Trägheitsmasse verlaufen- Desgleichen sind Verbindungsansätze 47' vorgesehen, die sich durch die Bohrungen 48 in der Rotorscheibe 21 erstrecken. Im Interesse einer Verringerung der Kerbwirkung und zur Verbesserung der Haftung können die inneren Kanten der Platten der Trägheitsmasse im Bereich der ringförmigen inneren Teile 43 mit einer Abrundung 63 versehen sein.

Um die Schwierigkeiten bei der in situ-Herstellung der Elastomermasse zwischen der Rotorscheibe und der Trägheitsmasse bei gleichzeitiger Beibehaltung der Arbeitskammer zu überwinden, ist vorgesehen, daß ein metallisches Abdichtmittel mit niederem Schmelzpunkt im Bereich der Arbeitskammer eingebracht wird, welche das Ausgießen der ringförmigen Ausnehmung 44 mit der Elastomermasse zuläßt und das Eindringen dieser Elastomermasse in die ringförmigen Arbeitskammer 25 verhindert. Nach dem Vulkanisieren bzw. Aushärten der Elastomermasse wird das metallische Abdichtmittel entfernt, wodurch die Arbeitskammer zum Einfüllen des Dämpfungsmediums frei wird. Die einzelnen hierzu notwendigen Verfahrensschritte können unterschiedlich ablaufen, obwohl sie zum selben Ergebnis führen. So wird z.B. gemäß Fig. 5 das Abdichtmaterial aus einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt auf den flansehartigen Rand 33 der Rotorscheibe 21 in einem vorausgehenden Arbeitssehritt aufgeformt, wobei die Abdichtmasse dasjenige Volumen ausfüllt, welches beim fertiggestellten Torsionsdämpfer als Arbeitskammer Verwendung finden soll. Dieses ringförmig aufgebrachte Abdichtmittel 64 kann mit dem Rand der Rotorscheibe 21 durch Verbindungsstege 65 verzahnt sein, welche durch die Bohrungen 58 im flanschartigen Rand 33 der Rotorscheibe verlaufen. Wenn das Abdichtmittel 64 in einem separaten vorausgehenden Gießverfahren aufgebracht wird, muß die Form dieselbe Oberflächenkontur wie die Arbeitsflächen 35 am äußeren ringförmigen Teil 41 der Trägheitsmasse 22 aufweisen.

Entsprechendes

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Entsprechendes gilt auch für den Rand 38 und die Abkröpfung 42 des äußeren Teils der Platten 37 der Trägheitsmasse. Das Abdichtmittel 44 soll genau an diese Flächen angepaßt sein um zu verhindern, daß beim Einbringen der Elastomermasse 23 bei dem in Fig. 6 dargestellten Verfahrensschritt von dieser Elastomermasse Anteile in den Bereich der Arbeitskammer vordringen können. Um schließlich das Herausschmelzen des Abdichtmittels 64 zu erleichtern und gleichzeitig eine Druckvorspannung in den Gummiringen 45 möglich zu machen, sind die Abmessungen des Abdichtmittels 64 derart gewählt, daß der Abstand der ringförmigen inneren Teile 43 etwas größer ist. Bei einem Torsionsdämpfer mit den vorausgehend angegebenen Abmessungen wird dadurch ein Spalt 66 zwischen den Stirnseiten der Ränder 38 der Trägheitsmasse aufrechterhalten. Dieser Spalt kann etwa 0,9 mm breit sein.

Nach dem Zusammenbau der Rotorscheibe mit dem daran vorgesehenen Abdichtmittel 64 und der Platten 37 der Trägheitsmasse, wird die Anordnung in eine geeignete Form eingesetzt und die Elastomermasse 23 eingebracht. Dieser Verfahrensschritt ist in Fig. 6 dargestellt. Um die hohlkehlartigen Übergänge 55 und 57 zu erhalten, ist das Abdichtmittel 64 mit entsprechenden Rundungen versehen.

Nach dem Einbringen und Vulkanisieren der Elastomermasse 23 wird das Abdichtmittel über seinen Schmelzpunkt hinaus erwärmt und durch den Spalt 66 herausfließen gelassen. Dadurch wird der Hohlraum beiderseits des flanschartigen Randes 33 der Rotorscheibe frei, der die Arbeitskammer 25 bildet. Dieser freie Raum ist aus Fig. 7 entnehmbar.

Anschließend werden die beiden Platten 37 der Trägheitsmasse gegeneinandergepreßt, bis der Spalt 66 versehwindet und die beiden Stirnseiten der Ränder 38 aneinander anliegen. In diesem Zustand werden die beiden Platten miteinander verschweißt, wobei die Schweißnaht 39 gleichzeitig die Arbeitskammer 25 abdichtet. Nach diesem Arbeitsschritt kann die Einheit einem Test mit Druckluft unterzogen werden um festzustellen, ob alle in die Arbeitskammer mündenden Verbindungen

dicht

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dicht sind. Der soweit fertiggestellte Torsionsdämpfer ist in Fig. 8 dargestellt und kann nun in herkömmlicher Weise mit dem Dämpfungsmedium 24 durch die Füllöffnungen 59 gefüllt werden. Wie man aus dem Vergleich der Fig. 6 und 7 mit der Fig. 8 entnehmen kann, werden die Gummiringe 45 nach dem Zusammenschweißen der Trägheitsmassen unter einer Druck vorspannung gehalten, wodurch die Abstimmbzw. Resonanzcharakteristik der Gummiringe 45 verbessert wird.

In Fig. 9 ist ein Flußdiagramm dargestellt, aus welchem die einzelnen Verfahrensschritte gemäß den Fig. 5 und 8 bis zur Fertigstellung des in Fig. 2 dargestellten Torsionsdämpfers hervorgehen. Danach werden einerseits die Rotorscheibe 21 und die Platten bzw. Teile 37 der Trägheitsmasse 22 zunächst in separaten Vorgängen durch Austanzen hergestellt. Anschließend wird auf den flanschartigen Rand 33 der Rotorscheibe das Abdichtmittel 64 aufgebracht und die Platten 37 der Trägheitsmasse derart bearbeitet, daß der äußere Rand 38 entsteht. Die soweit fertiggestellten Teile werden zusammenmontiert und die Elastomermasse eingegossen. Nach dem Aushärten der Elastomermasse wird das metallische Abdichtmittel geschmolzen und entfernt, um anschließend durch Einleitung eines ajcialen Drucks die Platte 37 der Trägheitsmasse gegeneinander zu drücken und den Spalt 66 zu sehließen. In dieser Stellung werden die Platten 37 der Trägheitsmasse durch Anbringen der Schweißnaht 39 miteinander verbunden. Nach einem Dichtigkeitstest wird das Dämpfungsmedium eingefüllt und die Einfüllöffnungen verschlossen. Nach einem weiteren abschließenden Test ist der Torsionsdämpfer fertiggestellt.

Das Abdichtmittel mit dem gewünschten niederen Schmelzpunkt kann aus einer Metallegierung aus Blei und Zinn bestehen. Eine solche Legierung mit etwa 61,9 % Blei und 38,1 % Zinn hat einen Schmelzpunkt von etwa 183°C. Bei einer Blei-Zinn-Legierung mit 70 96 Zinn und 30 % Blei erhält man eine Erstarrungstemperatur von etwa 182⁰C und eine Schmelztemperatur von etwa 192⁰C. Diese Materialien sind zur Verwirklichung der Erfindung geeignet. Die Elastomermasse kann

eine

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eine Gießtemperatur zwischen etwa 162⁰C und 165⁰C haben, so daß das Abdichtmittel bei dieser Gießtemperatur während des gesamten Gießprozesses im starren Zustand verbleibt. Nach dem Gießen der Elastomermasse kann das Werkstück in einem Luftofen bei einer Temperatur von etwa 176⁰C vulkanisiert bzw. ausgehärtet und das Abdichtmittel geschmolzen werden um es entfernen zu können. Das geschmolzene Abdichtmittel kann zum selben Zweck erneut Verwendung finden. Die Pressung der fertiggestellten Gummiringe wird entsprechend der gewünschten Abstimm- bzw. Resonanzcharakteristiken vorgenommen und kann für übliche Anwendungsfälle zwischen 1% und 6 96 Volumenänderung haben. Da die Elastomermasse mit den angrenzenden Arbeitsflächen durch Vulkanisieren fest verbunden ist, können die Gummiringe nur begrenzt durch Pressung verformt werden, wobei sich eine Begrenzung durch die Auswölbung der Stirnseiten auf der Innen- und Außenseite der Gummiringe ergibt. Wenn es notwendig erscheint, kann die Anordnung vor dem Verschweißen und zum Entfernen des geschmolzenen Abdichtmittels mit hoher Geschwindigkeit rotiert werden, damit das Abdichtmittel leichter ausfließt.

In Fig. 13 ist zu erkennen, wie die Abdichtmasse 64 entlang dem flanschartigen Flansch 33 der Rotorscheibe 21 vormontiert ist, damit anschließend die Platte 37 der Trägheitsmasse in konzentrischer Lage zur Rotorscheibe montiert werden kann.

Wenn es wünschenswert ist, die Abdichtmasse 64 anzubringen, indem die Platten 37 der Trägheitsmasse als Form dienen, werden die einzelnen Teile in einer Spannvorrichtung angebracht, in welcher die Platten 37 konzentrisch zueinander und in dem gewünschten Abstand zur Rotorscheibe 21 gehalten werden. Entlang dem äußeren Umfang wird eine Haltevorrichtung befestigt und zum Eingießen des Abdichtmittels der gesamte Aufbau in Rotation versetzt, so daß sieh das Abdichtmittel aufgrund der Fliehkraft in den äußeren Rand verschiebt und dort das der Arbeitskammer zugeordnete Volumen ausfüllt. Nach dem Erkalten des Abdichtmittels ergibt sich der in Fig. 5 dargestellte

Aufbau

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Aufbau, in welchen die elastomere Masse in der bereits beschriebenen Weise eingebracht werden kann, um die Gummiringe 45 herzustellen. Die dadurch sich ergebende Modifikation des Herstellungsverfahrens ist anhand der Fig. 10 besehrieben, wobei ab dem Verfahrensschritt des Eingießens der Elastomermasse der Funktionsablauf gemäß Fig. gilt.

Für die Herstellung eines Torsionsdämpfers gemäß den Fig. 3 und 4 kann nach den Erläuterungen gemäß den Fig. 11 und 14 vorgegangen werden. Bei diesem Verfahrensablauf wird das Abdichtmittel in zwei Hälften 64' in den ringförmigen äußeren Teil 41 der Platte 37 eingeformt. Die beiden Abdichtmittel 64' haben dabei die Volumenform, welche benötigt wird um das Volumen der Arbeitskammer des Torsionsdämpfers auszufüllen. Dabei sind in einem Teilbereich entlang dem Rand 33 der Rotorscheibe Ausnehmungen 67 vorgesehen, welche den fingerförmigen Vorsprüngen 61 entsprechen, so daß sich beim Einbringen der Elastomermasse diese Ausnehmungen füllen und die fingerförmigen Vorsprünge entlang der Oberfläche des flanschartigen Randes 33 der Rotorscheibe ausbilden. Beim Vulkanisieren der Elastomermasse verbindet sich diese auch im Bereich der fingerförmigen Vorsprünge fest mit der Rotorscheibe, so daß man den gewünschten Aufbau erhält. Der Ablauf dieses abgewandelten Herstellungsverfahrens ist in Fig. im Flußdiagramm bis zu dem Arbeitsschritt dargestellt, bei welchem die Elastomermasse eingebracht wird« Es ergibt sich,daß in der zusammengebauten Zuordnung der Rotorscheibe 21 sowie der Platten 37 der Trägheitsmasse alle Teile einschließlich der Abdichtmittel 64' in konzentrische Zuordnung zueinander gehalten werden, so daß bei der nachfolgenden Einbringen der Elastomermasse diese Zuordnung auch für das nach dem restlichen Funktkionsablauf gemäß Fig. 9 fertiggestellte Produkt gewährleistet ist.

Anstelle des Angießens der Abdichtmittel direkt an die Rotorscheibe bzw. die Platten 37 der Trägheitsmasse gemäß den Fig. 13 und 14 können die Abdichtmittel auch als separate Teile hergestellt und bei

der

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der Montage in den Rotationsdämpfer eingelegt werden. In Fig. 15 sind zwei separat hergestellte, im wesentlichen identische ringförmige Teile 68 gezeigt, die aus einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt hergestellt sind. Diese beiden ringförmigen Teile werden zunächst an die Rotorscheibe beiderseits des flanschartigen Randes 33 montiert. Anschließend wird die Rotorscheibe zwischen die beiden Platten 37 der Trägheitsmasse gelegt. Die beiden ringförmigen Teile 68 können derart gestaltet sein, daß sie gegen die Innenseite der Platten im Bereich der Abkröpfung 42 anliegen und die einzelnen Teile konzentrisch zueinander halten. Dabei können die Rotorscheibe 21 und die ringförmigen Teile 68 mit Hilfe von Stiften 69 festgehalten werden, welche durch die Bohrungen 58 verlaufen und in an den ringförmigen Teilen angebrachten Bohrungen 70 im Preßsitz greifen. Diese Stifte 69 können aus demselben Legierungsmaterial wie die ringförmigen Teile 68 hergestellten sein, so daß sie zusammen mit dem Abdichtmittel schmelzen und die Bohrungen 58 in der Arbeitskammer freigeben, wenn das geschmolzene Abdichtmittel entfernt wird.

Wenn es wünschenswert ist, den Torsionsdämpfer mit den fingerartigen Vorsprüngen 61 auszubilden, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, geschieht dies vorzugsweise nach Maßnahmen, die in Fig. 16 angedeutet sind, indem das Abdiehtmittel wiederum in vorgeformten ringförmigen Teilen 68' angebracht wird, wobei sich die Ringe jedoch mit lappenartigen Abschnitten 71 bis zur Stirnseite des Randes 33 erstrecken und mit einer Ausnehmung 72 versehen sind, welche zur Innenseite hin offen ist und jeweils dem fingerartigen Vorsprung 61 entspricht. Auf diese Weise läßt sich entsprechend der in Fig. 14 beschriebenen Weise beim Herstellen der Gummiringe die fingerartigen Vorsprünge in einem Arbeitsgang mit ausbilden. Auch bei dieser Ausführungsform werden die ringförmigen Teile 68 mit Hilfe von Stiften 69 in konzentrischer Lage festgehalten, wie dies bei der Ausführungsform gemäß Fig. 15 der Fall ist.

Das

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Das Flußdiagramm, welches für das Herstellungsverfahren des Torsionsdämpfers gemäß den Fig. 15 und 16 erläutert, ist in Fig. 12 dargestellt. Danach werden die Rotorscheibe und die Platten für die Trägheitsmasse einerseits sowie die ringförmigen Teile für die Abdichtmittel und die zur Befestigung verwendeten Stifte jeweils separat hergestellt. Anschließend werden die Stifte der ringförmigen Teile der Abdichtmittel und die Rotorscheibe vormontiert, um diese mit den Platten der Trägheitsmasse zusammenzumontieren, wenn der Rand dieser Platten auf die vorgeschriebenen Maße abgearbeitet ist. Nach der Montage der Platten für die Trägheitsmasse wird die Elastomer masse in der bereits beschriebenen Weise eingegossen, und der Torsionsdämpfer nach den Verfahrensschritten gemäß Fig. 9 fertiggestellt.

Aus den Erläuterungen ergibt sich, daß unabhängig von der Art der Montage der Rotorscheibe und der Trägheitsplatte sowie der Abdichtmittel die Herstellung der Gummiringe durch Eingießen sowie Vulkanisieren und Aushärten der Gummiringe im wesentlichen nach demselben Ablauf erfolgt. Dadurch ergeben sich Gummiringe von im wesentlichen derselben Dichte und einer weitgehend gleichartigen Charakteristik. Auch die Abmessungen der Gummiringe ist im wesentlichen gleich. Daraus ergibt sich, daß nach der Pressung der Gummiringe diese im fertiggestellten Torsionsdämpfer die metallischen Teile nicht nur auf dem richtigen Abstand festhalten, sondern auch bezüglich der Arbeitskammer eine Lage einnehmen, in welcher man für das Verhalten des Scherfilmes besonders gute Voraussetzung findet, da der Abstand, welcher den Scherfilm bildet, praktisch in axialer Richtung auf beiden Seiten des flanschartigen Randes der Rotorscheibe gleich gehalten werden kann. Da außerdem die Gummiringe im wesentlichen identisch sowohl bezüglich ihrer Größe als auch ihres charakteristischen Verhaltens sind, ergibt sich für alle Ausführungsformen eine effiziente Dämpfung entsprechend der Abstimmung. Durch das Anvulkanisieren der Gummiringe an alle angrenzenden Metallfläehen wird die Sicherheit gegen Ablösen weiter verbessert. Da durch das Herstellungsverfahren die Ausschußhäufigkeit einerseits stark verringert und die Gleichheit der Qualität

verbessert

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verbessert werden kann, lassen sich die Kosten der Herstellung wesentlich verringern und Torsionsdämpfer mit einem weitgehendst übereinstimmenden Dämpfungsverhalten herstellen.

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L eerseit

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines Gummi-Flüssigkeitstorsionsdämpfers mit einer Rotorscheibe, deren an eine Nabe anschließender Rand in eine ringförmige Ausnehmung und eine Arbeitskammer einer Trägheitsmasse konzentrisch eingreift, und mit einem in der Arbeitskammer befindlichen Dämpfungsmedium, welches einen Scherfilm zwischen zwei einander gegenüberliegenden Arbeitsflächen am Rand der Rotorseheibe und an den jeweiligen ringförmigen äußeren Teil der Trägheitsmasse bildet, und ferner mit elastischen, die Arbeitskammer im Bereich der ringförmigen Ausnehmung dicht verschließenden sowie die Rotorscheibe und die Trägheitsmasse auf Abstand haltenden Ringen, dadurch gekennzeichnet,

- daß in zumindest einen Teil der von äußeren ringförmigen Teilen (41) der Trägheitsmasse (22) begrenzten Arbeitskammer (25) ein metallisches, bei niedriger Temperatur schmelzendes Abdichtmittel (64) eingebracht wird,

- daß die ringförmige Ausnehmung (44) mit einer Elastomermasse (23) ausgegossen wird,

- daß die Elastomermasse (23) unter Ausbildung von Gummiringen (45) an die Rotorscheibe (21) und die inneren ringförmigen Teile (43) der Trägheitsmasse (22) anvulkanisiert wird,

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- daß das Abdichtmittel (64) nach der Verfestigung der Elastomermasse (23) und der Ausbildung der Gummiringe (45) geschmolzen und aus der Arbeitskammer (25) entfernt wird, und

- daß in die Arbeitskammer (25) das Dämpfungsmedium (24) eingebracht und die Arbeitskammer dicht verschlossen wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren ringförmigen Teile (41) der Trägheitsmasse (22) vom äußeren abgekröpften Umfangsbereich zweier Platten (37) gebildet wird, welche die Trägheitsmasse (22) darstellen.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Platten (37) der Trägheitsmasse (22) nach dem Einbringen des Abdichtmittels auf einem solchen Abstand gehalten werden, daß sieh zwischen dem äußeren Rand (38) der Platten (37) ein Spalt (66) ausbildet, durch welchen nach dem Vulkanisieren der Elastomermasse (23) das geschmolzene Abdichtmittel (64) entfernt wird.
4.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im inneren ringförmigen Teil (43) der Trägheitsmasse (22) Bohrungen (5o) vorhanden sind, in welche Verbindungsansätze (49) der Gummiringe (45) ragen und an die Wandungen der Bohrung anvulkanisiert sind.
5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch ein dünner Überzug (53) der Elastomermasse (23) auf die Außenseite der inneren ringförmigen Teile (43) der Trägheitsmasse (22) aufvulkanisiert wird, der einstückig über die Verbindungsansätze (49) mit den Gummiringen (45) in Verbindung steht.

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6.) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Gummiringen (45) liegende flanschartige Rand (33) der Rotorseheibe (21) mit Bohrungen (48) versehen ist, in welchen einstückig mit den Gummiringen (45) ausgebildete Verbindungsansätze (47) verlaufen.
7.) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiringe mit flachen an den flanschartigen Rand (33) der Rotorscheibe (21) anvulkanisierten fingerartigen Vorsprüngen (61) versehen ist, welche entlang dem Scherfilm in die Arbeitskammer (25) ragt.
8.) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die fingerartigen Vorsprünge (61) gleichmäßig über den flansehartigen Rand (33) der Rotorscheibe (21) verteilt zwischen Bohrungen (58) angeordnet sind, welche ein Volumenausgleich des Dämpfungsmediums in der Arbeitskammer bei axialer Verschiebung der Rotorscheibe zulassen.
9.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bei niedriger Temperatur schmelzende Abdichtmittel (64) unmittelbar auf den flanschartigen Rand (33) der Rotorscheibe (21) aufgegossen wird.
10.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bei niedriger Temperatur schmelzende Abdichtmittel (64') auf die äußeren ringförmigen Teile (41) der Platten (37) der Trägheitsmasse (22) aufgegossen wird.

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11.) Verfahren nach den Ansprüchen 2, 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das bei niedriger Temperatur schmelzende Abdichtmittel (64') auf die beiden Platten (37) der Trägheitsmasse (22) in Form separater Ringe aufgegossen wird.
12.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bei niedriger Temperatur schmelzende Abdichtmittel in Form ringförmiger Teile (68) separat gegossen wird, und daß die ringförmigen Teile (68) am flanschartigen Rand (33) der Rotorscheibe (21) montiert werden.
13.) Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Montage der ringförmigen Teile (68) ebenfalls aus einem bei niedriger Temperatur schmelzenden Material bestehende Stifte (69) verwendet werden.
14.) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtmittel im Angrenzungsbereich an den flanschartigen Rand (33) der Rotorscheibe (21) mit den fingerartigen Vorsprüngen (61) entsprechenden Ausnehmungen (73) versehen wird.
15.) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Überzug (53) auf der Außenseite der Trägheitsmasse (22) mit allen freiliegenden Oberflächen der Gummiringe (45) einstückig verbunden wird.
16.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner von den Gummiringen (45) aus fingerartige Vorsprünge (61) über die Oberfläche des ringförmigen äußeren Teils (41) der

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Trägheitsmasse (22) in die Arbeitskammer (25) verlaufen, und daß die fingerförmigen Vorsprünge eine Dicke aufweisen, die kleiner als der Abstand für den Scherfilm zwischen den Arbeitsflächen (34) an der Rotorscheibe (21) und den Arbeitsflächen (35) an den inneren ringförmigen Teilen (43) ist.
17.) Gummi-Flüssigkeitstorsionsdämpfer mit einer Rotorscheibe, deren an eine Nabe anschließender Rand in eine ringförmige Ausnehmung und eine Arbeitskammer einer Trägheitsmasse konzentrisch eingreift, und mit einem in der Arbeitskammer befindlichen Dämpfungsmedium, welches einen Scherfilm zwischen zwei einander gegenüberliegenden Arbeitsflächen am Rand der Rotorscheibe und an dem jeweiligen ringförmigen äußeren Teil der Trägheitsmasse bildet, und ferner mit elastischen, die Arbeitskammer im Bereich der ringförmigen Ausnehmung verschließenden sowie die Rotorscheibe und die Trägheitsmasse auf Abstand haltenden Gummiringen, dadureh gekennzeichnet, daß sich eine Vielzahl fingerartiger Vorsprünge (61) von den Gummiringen (45) aus über zumindest einen Teil der Arbeitsflächen (34) bzw. (35) in die Arbeitskammer (25) erstrecken, wobei die fingerartigen Vorsprünge (61) eine Dicke haben, die kleiner als der freie Raum für den Scherfilm ist.
18.) Gummi-Flüssigkeitstorsionsdämpfer nach Anspruch 17, dadureh gekennzeichnet, daß in dem ringförmigen inneren Teil (43) der Trägheitsmasse (22) Bohrungen (50) vorgesehen sind, durch welche einstückig von den Gummiringen (45) ausgehende Verbindungsansätze (49) verlaufen.
19.) Gummi-Flüssigkeitstorsionsdämpfer nach Anspruch 17 oder 18, dadureh gekennzeichnet,

daß ein Teil der Außenseite der Trägheitsmasse (22) mit einem dünnen

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Überzug (53) aus dem gleichen Material wie die Gummiringe (43)
versehen ist, welcher einstückig in die außerhalb der Trägheitsmasse freiliegenden Oberflächen der Gummiringe (45) übergeht.
20.) Gummi-Flüssigkeitstorsionsdämpfer nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet,

daß der flanschartige Rand (33) der Rotorscheibe (21) im Bereich der Gummiringe (45) mit Bohrungen (48) versehen ist, durch welche Verbindungsansätze (47) verlaufen, die die beiden Gummiringe (45) einstückig miteinander verbinden.

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