-
Drehschwingungstilger.
-
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungstilger, bestehend aus
einer mit einem korrespondierenden Maschinenteil verbindbaren Nabe, einem Schwungring
sowie einem zwischen Nabe und Schwungring einvulkanisiertenn mit einer oder mehreren
eingeformten Ausnehmungen versehenen Elastomerkörper.
-
Durch die DE-PS 31 34 310 ist bereits eine Einrichtung zur Dämpfung
(Tilgung) von Schwingungen im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen der angesprochenen
Gattung bekannt.
-
Durch in axialer Richtung verlaufende Ausnehmungen, Schlitze oder
dergleichen ist die Frequenz lage der Torsions- und Biege-Eigenschwingungen des
Schwingungstilgers beeinflußbar.
-
Ferner ist durch die DE-AS 17 75 432 ein Drehschwingungstilger bekannt,
der aus einer Reihe von Einzelteilen besteht, die in bestimmter Reihenfolge zusammengebaut
und festgeklemmt werden, um so im Einbauzustand eine de£inierte Lage zueinander
einnehmen zu können. Elastomerkörper, die sich zwischen einzelnen Bauteilen erstreckenn
weisen Ausnehmungen auf, die mit einer zähen Flüssigkeit gefüllt sind. Die Abdichtung
der einzelnen Ausnehmungen in den Elastomerkörpern erfolgt durch weitere flächenförmig
an den Elastomerkörper anlegbare und gegen diese verspannbare metallische Bauteile.
-
Drehschwingunstilger mit Federelementen mit geringer Eigendämpfung
geben die gespeicherte Energie praktisch ungedämpft ab. Sie sind zum verlustarmen
Abbau von Spannungsspitzen gut geeignet.
-
Drehschwingungstilger mit Federelementen aus elastomeren Materialien
können in ihrer Eigendämpfung in so weiten Grenzen variiert werden, daß sich bei
Verwendung von hochdämpfenden Elastomeren ein fließender Übergang zum Schwingungsdämpfer
ergibt In Motoren und in steigendem Maß in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen
werden Elastomer-Tilger auch zur Gerauschminderung eingesetzt. Beengte Bauräume,
die Forderung nach geringem Gewicht und der Zwang zu niedrigen Eigenfrequenzen führen
zu weichen Elastomermischungen, die eine geringe Eigendämpfung haben und deshalb
für eine Geräuschminderung bei niedrigen Frequenzen schlecht geeignet sind.
-
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der
DE-PS 31 34 310, einen vulkanisierbaren, einstückigen Schwingungstilger zu konzipieren,
der den Forderungen nach geringem Bauraum, einer niedrigen Eigenfrequenz sowie der
Geräuschreduzierung gerecht wird.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurchgelöst, daß die Ausnehmungen
durch einstückig mit dem Elastomerkörper verbundene Dichtelemente verschließbar
sind. Einen solchen vulkanisierten Schwingungstilger mit einer gummiver-
träglichen
Dämpfungsflüssigkeit zu füllen und die Ausnehmungen mit einstückig aus dem Elastomerkörper
herausgeformten Dichtelementen zu verschließen, ist einem mehrteiligen, festklemmbaren
System, wie es etwa in der DE-AS 17 75 432 angesprochen ist, weder zu entnehmen
noch ist es dadurch nahegelegt. Die Mehrkosten des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers
würden hierbei auf die vernachlässigbaren Materialkosten für die Dichtelemente beschränkt
sein, die jedoch in keinem Verhältnis zu den Kosten für die aufwendige Montage des
vorab angesprochenen Tilgers stehen.
-
Die Dichtelemente sind hierbei lappenförmig ausgebildet und können
je nach Anzahl der mit der Dämpiungsflüssigkeit gefüllten Ausnehmungen, in Umfangsrichtung
gesehen, einstückig ausgebildet sein. Ob Nabe und Schwungring konzentrisch ineinander
liegen und die Ausnehmungen sich ein- oder beidseitig offen in axialer Richtung
erstrekken, oder aber Nabe und Schwungring axial nebeneinander oder gar versetzt
zueinander angeordnet sind und die Ausnehmungen hierbei in radialer Richtung verlaufen
oder aber umlaufend ausgebildet sind, ist für den Erfindungsgedanken unerheblich.
Wichtig hierbei ist lediglich die zusätzliche, nach außen abdichtende, einstückig
aus dem Elastomerkörper herausgeformte Verschlußmöglichkeit der Ausnehmungen.
-
Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß sind die Lappen, in Richtung
des jeweils gegenüberliegenden Bauteiles weisend, umgestülpt und mit diesem Bauteil
verbunden.
-
Eine Reihe von Höglichkeiten bietet sich hierbei in Abhängigkeit vom
jeweiligen konstruktiven Aufbau des Schz6wingungstilgers anS um eine Verbindung
der Lappen mit dem jeweils gegenüberliegenden Bauteil zu realisieren.
-
Zum einen besteht die Höglichkeit im Bereich des Elastomerkörpers
rund um die Ausnehmungen eine Dichtzone zu schaffen, die zoBo durch Verklebung der
Lappen mit dem Elastomerkörper in diesen Bereichen erfolgt um den Rest der Lappen
dann weiter, gegebenenfalls unter Eigenspannung, bis zum gegenüberliegenden Bauteil
zu führen. Dies ist sinnvoll bei Tilgern mit großen Auslenkungen in Umfangsrichtung,
um so die Lappen im Bereich ihrer Verbindungsstelle mit dem Elastomerkörper nicht
zu zerstören.
-
Zum anderen ist es auch denkbar, durch gezielte Ausbildung der Lappen
und/oder des gegenüberliegenden Bauteiles durch Umstülpung der Lappen, z.B. durch
Verklebung mit dem Bauteil, Bauteil, eine Verbindung herbeizuführen.
-
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist darin zu sehen, daß
die Lappen im Bereich der Nabe aus dem Elastomerkörper herausgeformt, in Richtung
des Schwungringes umgestülpt und mit diesen verbunden sind.
-
Liegen die Lappen nur lose oder gegebenenfalls unter Eigenspannung
an dem gegenüberliegenden Bauteil an, so kann, einem weiteren Gedanken der Erfindung
gemäß, am freien Ende der Lappen eine in Richtung des mit den Lappen zu verbindenden
Bauteiles wirkende Andruckeinrichtung vorgesehen werden Diese Variante weist folgende
Vorteile auf.
-
Mit Hilfe der Andruckelemente, die vorzugsweise aus Federn gebildet
sind, wird zum einen eine Dichtstelle gebildet, die das Austreten der Dämpfungsflüssigkeit
verhindert. Zum anderen wird zu der Flüssigkeitsdämpfung noch eine zusätzliche Reibungsdämpfung
erzielt, die sich bei der Gesamtauslegung des Schwingungstilgers hinsichtlich des
Bauraumes und der Materialauswahl positiv auswirken kann.
-
Ferner besteht die Möglichkeit, die Lappen im Bereich ihrer freien
Enden verdickt auszubilden, wobei diese Bereiche dann in korrespondierende Ausnehmungen
oder Nuten am jeweils gegenüberliegenden Bauteil eingreifen.
-
Die Lappen können dort sowohl verklebt als auch nur eingeknüpft werden.
-
Einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens entsprechend
sind die Lappen profiliert ausgebildet, um so gegebenenfalls herstellungstechnischen
und/oder konstruktiven Gegebenheiten gerecht zu werden, die sich auf eine sichere
und auf die Lebensdauer des Schwingungstilgers bezogene, absolut dichte Verbindung
zwischen den Lappen und den jeweils damit zu verbindenden Bauteilen beziehen.
-
Aus formtechnischen Gründen ist es hierbei dann sinnvoll, daß das
Profil sich bis in die im Elastomerkörper eingeformten Ausnehmungen hinein erstreckt.
-
Eine mögliche Gestaltung der Lappen besteht darin, das Profil aus
in Längsrichtung der Lappen und/oder der Ausnehmungen verlaufenden Rippen, Erhebungen
oder derglei-
chen aussubilden wobei die Rippen im Bereich der
Ausnehmungen vorzugsweise gegeneinander gerichtet und alternierend ausgebildet sind
Damit ist der Vorteil verbunden, daß die Dämpfungsflüssigkeit im Verlauf einer vollen
Schwingung unter Aufwand von Quetscharbeit von einer sich verengenden in eine sich
erweiternde Kammer des Arbeitsraumes vor- und zurückgedrängt wird, wobei der Anteil
der Scherung möglichst klein gehalten wird Eine bevorzugte Ausgestaltung des Arbeitsraumes
für die Dämpfungsflüssigkeit wird darin gesehen, daß die Rippen von Mabe und Schemagring
ausgehend ineinanderliegen und sich jeweils bis nahe an die gegenüberliegende Fläche
erstrecken Durch diese spezielle Ausbildung des Arbeitsraumes wird bei gleichzeitiger
guter Dämpfung von Schwingungen eine erhebliche Geräuschminderung erzielt.
-
Als bevorzugtes Dämpfungsmedium wird hierbei auf tixotrope Medien
zurückgegriffen Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden
näher beschneben Es zeigen: Figuren 1 - 4 Konstruktive Ausbildungen des Erfindungsgedankens
bei unterschiedlichen Drehschwingungstilgern.
-
Figur 1 zeigt einen Drehschwingungstilger, der aus einer winkelfbrmigen,
aus Blech gezogenen Nabe 1, einem konzentrisch dazu angeordneten Schwungring 2 sowie
einen
zwischen Nabe 1 und Schwungring 2 angeordneten und mit beiden
Teilen zusammenvulkanisierten Elastomerkörper 3 besteht. In den Elastomerkörper
3 sind durch ein nicht weiter dargestelltes Vulkanisierwerkzeug in axialer Richtung
verlaufende, einseitig offene Ausnehmungen 4 eingebracht worden, die zur Aufnahme
eines tixotropen Mediums 5 dienen. Aus dem Elastomerkörper 3 einstückig herausgeformt
ist im Bereich der Nabe 1 ein sich in axialer Richtung erstreckendes, umlaufend
ausgebildetes lappenförmiges Dichtelement 6 (gestrichelt dargestellt).
-
Sind die Ausnehmungen 4 mit dem tixotropen Medium 5 gefüllt, wird
der Lappen 6 radial nach außen in Richtung des Schwungringes 2 umgestülpt. Im Bereich
der Stirnfläche 7 des Elastomerkörpers 3 ist der Lappen 6 mit demselben durch Klebung
verbunden und bildet hier die Dichtstelle 8, um ein Austreten des Mediums 5 zu verhindern.
Der Restbereich 9 des Lappens 6 wird der Kontur des Schwungringes 2 folgend weiter
umgestülpt. Der Schwungring 2 ist im Bereich des Lappens 6 abgestuft 10 ausgebildet.
Der Lappen 6 wird so weit umgestülpt, bis sein freies Ende 11 auf dem abgestuften
Bereich 10 des Schwungringes 2 lose aufliegt. Eine von ihrer Federkraft her abzustimmende
Andruckeinrichtung 12 wird im Bereich des freien Lappenendes 11 aufgebracht. Sie
übt in radialer Richtung eine definierte Kraft auf den Lappen 6 und somit auf den
Schwungring 2 aus. Die Kraft ist so einzustellen, daß eine Reibung zwischen den
Lappenbereichen 11 und dem Schwungring 2 möglich ist, um so die Frequenz des Drehschwingungstilgers
weiter positiv beeinflussen zu können. Die radiale Wandstärke der Andruckeinrichtung
12
ist dabei vorzugsweise so ausgelegt, daß sie mit der äusseren
Umfangsfläche 13 des Schwungringes 2 zusammenfällt.
-
Der Drehschwingungstilger gemäß Figur 2 besteht ebenfalls aus einer
winkelförmigen WSbe 14, einem abgeschrägten Schwungring 15 sowie einem zwischen
beiden Körpern einvulkanisierten Elastomerkörper 16. Nabe L4 und Schwungring 15
liegen hier etwa axial nebeneinander. In den Elastomerkbrper L6 sind am Umfang gleichmäßig
verteilt radial von außen sich radial nach innen erstreckende Ausnehmungen 17 eingeformt,
die mit einer gummiverträglichen Dämpfungsflüssigkeit 18 gefüllt sind Schwungringseitig
sind aus dem Elastomerkörper 16 radial nach außen sich erstreckende lappenförmige
Dichtelemente 19 herausgeformt (gestrichelt gezeichnet), die nach dem Füllen der
Ausnehmengen 17 mit dem Elastomerkörper 16 und der äußeren Umfangs fläche 20 verklebt
werden Die Figuren 3 a,b und 4 zeigen einen Drehschwingungstilger, der - ähnlich
Figur 1 aus einer abgestuften Blechnabe 21 sowie einem konzentrisch dazu angeordneten,
ebenfalls aus Blech gezogenen, abgestuften Schwungring 22 besteht Zwischen gabe
21 und Schwungring 22 erstreckt sich ein mit beiden Teilen zusammenvulkanisierter
Elastomerkbrper 23, in welchen, von beiden Strinflächen 24,25 ausgehend, alternierende
in axialer Richtung verlaufende Ausnehmungen 26,27 eingeformt sind. Aus dem Elastomerkörper
23 einstückig herausgeformt sind von beiden Stirnflächen 23,24 ausgehend etwa axial
sich erstreckende lappenförmige Dichtelemente 28,29. Figur 3a zeigt den ent-
formten
Zustand > während Figur 3b den fertigen Drehschwingungstilger widerspiegelt.
Die Lappen 28,29 sind im Bereich ihrer freien Enden 30,31 verdickt ausgebildet.
-
Der Schwungring 22 ist im stirnseitigen Bereich seiner äußeren Umfangsfläche
32 mit entsprechenden Nuten oder Hinterschneidungen 33,34 zur Aufnahme der verdickten
Bereiche 30,31 der Lappen 28,29 versehen. Die Lappen 28,29 sind ausgehend von dem
Bereich 35,36, der im umgestülpten Zustand nicht mit dem Schwungring 22 zusammenwirkt,
mit in axialer Richtung auf die Ausnehmungen 26,27 zu verlaufenden, rippenartigen
Erhebungen 37 versehen, die sich bis in die Ausnehmungen 26,27 hinein fortsetzen
(Figur 4). Im Bereich der Ausnehmungen 26,27 sind schwungringseitig ebenfalls Rippen
38 in den Elastomerkörper 23 eingeformt. Die alternierend ausgebildeten und ineinanderliegenden
Rippen 37,38 bilden den Arbeitsraum 39 für das einzufüllende tixotrope Medium 40.
Ist dieses eingefüllt, werden die Lappen 28,29 radial nach außen umgestülpt, wobei
die Verdickungen 30,31 in den Nuten 33,34 des Schwungringes 22 zu liegen kommen
und dort mit dem Schwungring 22 durch Verkleben verbunden werden