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Einrichtung zum Dämpfen von Schwingungen in Umlaufsystemen
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Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Dämpfen von Schwingungen
in Umlaufsystemen, mit einem ein umlaufendes Koppelglied mit einer dieses umfassenden
ringförmigen Tilgermasse verbindenden elastomeren Körper, der in achsparallele durchgehende
Bohrungen mit Reibschluß auswechselbar eingesetzte Frequenzabstimmelemente in Form
von hohlzylindrischen metallischen Rohrstücken aufweist.
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Schwingungsdämpfer dieser Art sind beispielsweise im Einsatz mit dem
Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen aus der deutschen Patentschrift 2 534 684 bekannt,
in welchem Falle die aus Massenkräften des Motortriebwerkes angeregten Radialschwingungen
der mit der Getriebeausgangswelle gekoppelten Gelenkwelle in deren Eingangsbereich
unterdrückt werden. Die Frequenzlage des Schwingungsdämpfers kann dabei durch Anbringen
besonders geformter Schlitze oder auch zylindrischer Bohrungen in dem elastomeren
Körper bestimmt werden.
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Eine weitergehende und nach Bedarf auch abgestufte Beeinflussung der
Eigenfrequenzen ist durch Einpressen metallischer Abstimmelemente, in der Praxis
als 'tAbstimmröhrchen" bezeichneter kurzer Rohrstücke in die zylindrischen Bohrungen
möglich. Hiervon wird vor allem wegen der Auswechselbarkeit der Abstimmröhrchen
insbesondere im Kraftfahrzeugbau schon seit längerem mit guten Erfolg Gebrauch gemacht
Als
Nachteil im Gebrauch solcher Schwingungsdämpfer erwies sich aber immer wieder die
unerwünschte Neigung der Abstimmröhrchen, unter dem Einfluß der dynamisch schwingenden
Verformungen des elastomeren Körpers zu wandern und in unvorhersehbarem regellosen
Ausmaß ihre Einbaulage zu verändern. Dies hatte nicht nur Unregelmäßigkeiten und
Wirkungseinbußen in der Arbeitsweise der betroffenen Schwingungsdämpfer zur Folge,
sondern konnte auch zu mechanischen Zerstörungen von Teilen des Umlaufsystems führen.
Versuche, die nur reibschlüssige Halterung der Abstimmröhrchen durch axiale Hinterschneidungen
zu unterstützen, reichten zum sicheren Fixieren nicht aus. Der Erfindung liegt demgemäß
als Aufgabe zugrunde, die Abstimmröhrchen mit fertigungstechnisch einfachen Mitteln
ohne Rücksicht auf die Schwingungsbeanspruchungen zuverlässig in ihrer ursprünglichen
Einbaustellung festzulegen.
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Nach der Erfindung ist für Einrichtungen der eingangs geschilderten
Art vorgesehen, daß die Abstimmelemente kürzer als der Schichtstärke des elastomeren
Körpers entsprechend bemessen und zwischen ihre Stirnflächen radial übergreifenden
Randvorsprüngen an den Mündungen der Bohrungen formschlüssig festgelegt sind. Es
wird damit möglich, unter Verzicht auf schwierig herzustellende und im Ergebnis
doch nicht ausreichende axiale Hinterschneidungen die allgemein üblichen glattzylindrischen
Abstimmröhrchen weiterzubenutzen, wobei als neuartiger Effekt die reibschlüssige
Halterung in dem umgebenden elastomeren Werkstoff durch einen Formschluß ersetzt
bzw. ergänzt wird.
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Wenn die nach Art von Axialanschlägen die Röhrchen beiderseits zwischen
sich einspannenden Randvorsprünge auch mit vergleichsweise nur geringer Schichtstärke
aus dem elastisch verformbaren Werkstoff des elastomeren Körpers gebildet sind,
haben sie doch genügend Festigkeit, um die Röhrchen gegen alle Bewegungstendenzen
zu fixieren, während sie andererseits aber auch wieder das übliche einfache Einbringen
der Röhrchen durch axiales Einpressen gestatten.
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Noch weitergehende Vereinfachungen sowohl der Montage der Abstimmröhrchen
als auch schon der Herstellung des elastomeren Körpers selbst sind möglich, wenn
gemäß wichtigen Teilmerkmalen der Erfin-
dung die Randvorsprünge
an den Bohrungsmündungen über Bogenwinkel von höchstens 1800 durchlaufend geführt
und an jeweils beiden Mündungen in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind,
und zwar bevorzugt über einen Bogenwinkel in einer Größenordnung zwischen 450 und
900 mit über mindestens gleich große Bogenwinkel dazwischen sich erstreckenden LücKen.
Die Erfindung schafft mit dieser Ausführungsforn besonders günstige Voraussetzungen
für eine wirtschaftliche Fertigung in großen Serien unter Anwendung üblicher bewährter
Verfahren, und in weiterer Folge erleichtert sie die wegen der notwendigen radialen
Pressung der Abstimmröhrchen oft problematische Montage.
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Die in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Anordnung der Randvorsprünge
gestattet es, die Bohrungskonturen beispielsweise mit Hilfe geteilter und in sich
verschiebbarer Dorne abzuformen. Darüber hinaus gewinnt der elastomere Werkstoff
an den fertigen Körpern aber auch seitliche Ausweichmöglichkeiten beim Einpressen
der Abstimmröhrchen, so daß einmal schon geringere Preßdrücke ausreichen und zum
anderen der Werkstoff selbst weniger beansprucht wird und infolgedessen eine längere
Lebensdauer im Gebrauch der neuartigen Schwingungsdämpfer zu erwarten ist. Die zuverlässige
formschlüssige Sicherung der Röhrchen innerhalb des elastomeren Körpers mit in beiden
Richtungen definierten Endsteliungen ist dabei in jedem Falle und unter allen Betriebszuständen
gewahrt.
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Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels
in der Zeichnung verdeutlicht. Es zeigen: Fig. 1 einen Schwingsdämpfer nach der
Erfindung in Axialdraufsicht; Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig. 1 in achsparalleler
Schnittdarstellung in vergrößertem Maßstab; Fig. 3 eine Draufsicht auf die Einzelheit
in Fig. 2 in Richtung des Pfeiles III und Fig. 4 eine Draufsicht auf die Einzelheit
in Fig. 2 in Richtung des Pfeiles IV.
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Der gezeichnete Schwingungsdämpfer ist zum Einsatz in dem Antriebsstrang
eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und wird zum Gebrauch drehfest auf die an die Ausgangswelle
des Getriebeblocks angeflanschte Gelenkwelle 5 als Koppelglied in deren Eingangsbereich
aufgesteckt. Er besteht in seinen wesentlichen Teilen aus einem dreiarmigen Tragflansch
6 mit axial abgebogenen Randkanten, einer diesen mit Radialabstand umfassenden ringförmigen
Tilgermasse 7 und einem diese untereinander verbindenden elastomeren Körper 8. Der
letztere, der infolge der sternartigen Grundform des Tragflansches 6 sich im wesentlichen
aus drei untereinander zusammenhängenden Segmentabschnitten zusammensetzt, ist aus
Gummi oder einem gummiähnlichen Kunststoff hergestellt und nach außen wie nach innen
mit den beiden metallischen Teilen 6, 7 haftend verbunden. Zum Einstellen auf eine
bestimmte Frequenzlage ist er im Bereich der Armenden des Tragflansches 6 mit etwa
nierenförmigen Ausnehmungen 18 versehen. Zu dem gleichen Zweck weist er außerdem
in den Bereichen zwischen den Flanscharmen achsparallele durchgehende zylindrische
Bohrungen 28 mit in diese eingesetzten Stahlrohrstücken, den sogenannten Abstimmröhrchen
9, auf. Zum Befestigen des Schwingungsdämpfers beispielsweise an dem nichtgezeichneten
Endflansch der Gelenkwelle 5 sind zum Aufnehmen von Schraubenbolzen bestimmte Bohrungen
16 in den Armen des Tragflansches 6 vorgesehen.
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Die Abstimmröhrchen 9 sind als hohlzylindrische Stahlrohrstücke von
weniger als der Schichtstärke des Gummikörpers 8 entsprechender axialer Länge hergestellt
(Fig. 2). Sie sind mit Reibungsschluß in die Bohrungen 28 eingesetzt und werden
beiderseits von radial einwärts gerichteten Randvorsprüngen 38 eingefaßt. Die Randvorsprünge
38 sind jeweils über einen Bogenwinkel von etwa 900 verlaufend mit gleich großen
gegenseitigen Abständen um das halbe Teilungsmaß in Umfangsrichtung gegeneinander
versetzt so an beide Bohrungsmündungen angeformt, daß sie die anliegenden Stirnflächen
der Röhrchen 9 mindestens überdecken (Fig. 3 und 4). Die Abstimmröhrchen sind auf
diese Weise ohne Aufwendung zusätzlicher mechanischer Mittel formschlüssig gegen
unerwünschte Axialverschiebungen festgelegt.