DE3638209A1 - Drehschwingungsdaempfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, umfas­ send einen Naben- und einen Schwungring, die durch gleich­ mäßig auf dem Umfang verteilte Basisfederelemente (6) ver­ bunden und relativ verdrehbar sind, sowie an dem Nabenring parallel zu an Basisfedern befestigten ersten Federelemen­ ten und zweite Federelemente, die außenseitig bei Wellen­ stillstand einen Abstand von der Innenseite des Schwungrin­ ges haben und durch die sich bei einer gewünschten Drehzahl ergebende Fliehkraft unverrückbar an den Schwungring anpreß­ bar sind, wobei die ersten und die zweiten Federelemente im Bereich ihrer Außenseite einstückig ineinander übergehend ausgebildet sind, und aus einvulkanisierten Gummikörpern bestehen.

Ein Drehschwingungsdämpfer der vorgenannten Art ist aus der DE-PS 35 35 803 bekannt. Der sich dabei häufig schon nach kurzer Betriebsdauer ergebende Verschleiß an den ein­ ander gegenüberliegenden Umfangsflächen der zweiten Feder­ elemente und des Schwungringes ist wenig befriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschwin­ gungsdämpfer zu zeigen, bei dem der betriebsbedingte Ver­ schleiß an den einander gegenüberliegenden Umfangsflächen der zweiten Federelemente und des Schwungringes deutlich vermindert ist und eine verlängerte Gebrauchsdauer gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Drehschwin­ gungsdämpfer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die ersten und die zweiten Federelemente säulenförmig ausgebildet sind, daß einem jeden zweiten Federelement in Umfangsrichtung beiderseits wenigstens ein Federelement zugeordnet ist und daß die ersten und die zweiten Feder­ elemente einer jeden so gebildeten Federeinheit im Bereich ihrer Innenseite einen Umfangsabstand voneinander haben. Die ersten und die zweiten Federelemente sind im Bereich ihres Außenumfanges ineinander übergehend ausgebildet, ge­ meinsam geformt und durch Vulkanisierung verfestigt und festgelegt. Sie haben infolge der geneigten Zuordnung der ersten Federelemente zu den in radialer Richtung verlau­ fenden zweiten Federelementen eine voneinander abweichen­ de, absolute Länge, was während der im Anschluß an die Vulkanisierung eintretenden Abkühlung zu Zugspannungen in den ersten Federelementen und zu Druckspannungen in den zweiten Federelementen führt. Der außenseitige Abstand, den die ersten und die zweiten Federelemente bei nichtdre­ hender Welle von der Innenseite des Schwungringes haben, wird dadurch bis zum Erreichen einer hohen Drehzahl stabi­ lisiert, was das Auftreten jeglichen Verschleißes in der Anlaufphase ausschließt. Dennoch wird eine gute Dämpfungs­ wirkung erzielt, die maßgeblich auf der federnden Nachgie­ bigkeit der Basisfederelemente und der Masse des Schwun­ gringes beruht.

Beim Auftreten noch höherer Drehzahlen legten sich das er­ ste und das zweite Federelement außenseitig unverrückbar an die Innenseite des Schwungringes an und gelangten da­ durch in eine Parallelschaltung zu den Basisfederelementen. Die erzielte Dämpfungswirkung ist folglich abhängig von der insgesamt vorhandenen Federelastizität aller Federelemente in Verbindung mit der Masse des Schwungringes. Sie wird den bei hohen Drehzahlen auftretenden Anforderungen in besonders guter Weise gerecht.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer zeigt sich, insbesondere bei Anwendungen im Bereich der Kfz.-Technik, ein deutlich verminderter Verschleiß der einander gegenüber­ liegenden Umfangsflächen der ersten und der zweiten Feder­ elemente sowie des Schwungringes, welche nur bei hohen Dreh­ zahlen miteinander in Eingriff gelangen.

Es wird angenommen, daß dieser verminderte Verschleiß ins­ besondere darauf zurückzuführen ist, daß Verbrennungsmoto­ ren mit zunehmender Drehzahl ein sehr hohes Leistungsange­ bot verfügbar haben, was das schnelle Durchfahren kriti­ scher Drehzahlen gestattet. Die zeitliche Dauer einer rei­ benden Berührung zwischen der Außenseite der zweiten Feder­ elemente und der Innenseite des Schwungringes ist dadurch auf ein Minimum beschränkt.

Der Gesamtquerschnitt der ersten Federelemente einer jeden Federeinheit und der Einzelquerschnitte der zugehörigen zweiten Federelemente sollten zweckmäßig im wesentlichen übereinstimmen. Die spezifischen Querschnittsbelastungen sind hierdurch weitgehend ausgeglichen, was einen sparsamen Werkstoffeinsatz ermöglicht.

Zweckmäßig sollten die ersten und die zweiten Federelemen­ te im Bereich einer Übergangszone ineinander übergehen, deren Querschnitt im wesentlichen mit dem Querschnitt der ersten Federelemente übereinstimmt. Die durch die Schrump­ fung der ersten Federelemente erzeugten Kräfte lassen sich hierdurch besonders günstig auf die zweiten Federelemente übertragen, was für die Funktion des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers von großer Bedeutung ist.

Die Umfangsabstände der ersten und der zweiten Federelemen­ te einer jeden Federeinheit sollten zweckmäßig so bemessen werden, daß die gedachten Verlängerungen der zugehörigen Achsen einander unter einem Winkel von 25° bis 65° durch­ schneiden. Der betriebsbedingte Verschleiß läßt sich hier­ durch auf ein Minimum reduzieren, wobei es nach einer wei­ teren Ausgestaltung vorgesehen ist, daß die sich beider­ seits ergebenden Winkel einer jeden Federeinheit vonein­ ander verschiedene Werte haben.

Insbesondere bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers im Bereich des Antriebsstranges von Kfz hat sich eine solche Ausbildung als vorteilhaft bewährt. Sie ergibt eine von der Drehrichtung der zuge­ hörigen Welle abhängige Federungscharakteristik und da­ mit voneinander verschiedene Dämpfungseigenschaften, was in Problemfällen häufig erwünscht ist.

Eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Dreh­ schwingungsdämpfers ist in der als Anlage beigefügten Zeichnung ausschnittweise dargestellt. Sie wird nachfol­ gend näher erläutert:

Der gezeigte Drehschwingungsdämpfer besteht aus dem Schwung­ ring 3 und dem Nabenring 4, die durch gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Basisfederelemente und weitere Federein­ heiten verbunden sind. Die Federeinheiten sind untereinan­ der gleich ausgebildet und umfassen jeweils im mittleren Bereich ein sich in radialer Richtung erstreckendes, zwei­ tes Federelement 2, das nur innenseitig und nur an dem Na­ benring 4 statisch festgelegt ist. Dem zweiten Federelement 2 sind in Umfangsrichtung beiderseits zwei erste Federele­ mente 1 benachbart, die in Umfangsrichtung gegensinnig ge­ neigt sind. Sie gehen außenseitig in den Federkörper des zweiten Federelementes 2 über und haben innenseitig einen Umfangsabstand von demselben. Die absolute Länge in Rich­ tung der Erstreckung ist bei den ersten Federelementen 1 größer als bei dem zweiten Federelement 2. Der absolute Wert der Schrumpfung nach vorausgegangener Vulkanisierung ist dadurch im Bereich der ersten Federelemente 1 größer als im Bereich des zweiten Federelementes 2, was den Auf­ bau einer latent vorhandenen, statischen Druckvorspannung in letzterem zur Folge hat.

Der radiale Abstand zwischen der Außenseite des zweiten Federelementes 2 und der Innenseite des Schwungringes 3 bleibt dadurch bis zu einer sehr hohen Drehzahl nahezu un­ verändert erhalten, was das Auftreten reibungsbedingten Verschleißes in der Anlaufphase weitgehend ausschließt.

Bei einer noch höheren Drehzahl wird die Vorspannung über­ wunden und das erste und zweite Federelement 1, 2 legen sich außenseitig an die Innenseite des Schwungringes 3 an. Es wird dadurch hinsichtlich seiner in Umfangsrichtung wirksamen Federelastizität parallel geschaltet zu den Ba­ sisfederelementen (6). Die sich ergebende Dämpfungscharak­ teristik ist hierdurch grundlegend verändert.

Die im Bereich der Außenseite des zweiten Federelementes 2 einvulkanisierte Hilfsmasse 5 besteht z. B. aus Stahl. Ihre Verwendung begünstigt die Erzielung einer starren Ankoppe­ lung der Außenseite des zweiten Federelementes 2 an die In­ nenseite des Schwungringes 3 bei hohen Drehzahlen. Zusätz­ lich kann eine entsprechende Hilfsmasse der sicheren Fest­ legung eines nach außen weisenden Bremsbelages an dem zwei­ ten Federelement 2 dienen. Die Verwendung an sich ist je­ doch in vielen Fällen entbehrlich und bildet nicht den Mit­ telpunkt der vorliegenden Erfindung.

Claims (6)

1. Drehschwingungsdämpfer, umfassend einen Naben- und einen Schwungring, die durch gleichmäßig auf dem Um­ fang verteilte, erste Federelemente verbunden und relativ verdrehbar sind sowie an dem Nabenring paral­ lel zu den Basisfederelementen befestigte erste Fe­ derelement und zweite Federelemente, die außenseitig bei Wellenstillstand einen Abstand von der Innenseite des Schwungringes haben und durch die sich bei einer gewünschten Drehzahl ergebende Fliehkraft unverrück­ bar an den Schwungring anpreßbar sind, wobei die er­ sten und die zweiten Federelemente im Bereich ihrer Außenseite einstückig ineinander übergehend ausgebildet sind und aus einvulkanisierten Gummikörpern bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zwei­ ten Federelemente (1, 2) säulenförmig ausgebildet sind, daß einem jeden zweiten Federelement (2) in Umfangs­ richtung beiderseits wenigstens ein erstes Federele­ ment (1) zugeordnet ist und daß die ersten und die zweiten Federelemente (1, 2) einer jeden so gebilde­ ten Federeinheit im Bereich ihrer Innenseite einen Um­ fangsabstand voneinander haben.

2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der ersten Feder­ elemente (1) einer jeden Federeinheit und der Einzel­ Querschnitt des zugehörigen zweiten Federelementes (2) im wesentlichen übereinstimmen.

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Feder­ elemente (1, 2) im Bereich einer Übergangszone inein­ ander übergehen, deren Querschnitt im wesentlichen mit dem Querschnitt der ersten Federelemente (1) überein­ stimmt.

4. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsabstand der ersten und der zweiten Federelemente (1, 2) einer jeden Federein­ heit so bemessen ist, daß die gedachten Verlängerungen der zugehörigen Achsen einander unter einem Winkel von 25° bis 65° durchschneiden.

5. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die sich beiderseits ergebenden Winkel einer jeden Federeinheit voneinander verschiedene Werte haben.

6. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste Federelement (2) eine Hilfsmas­ se (5) enthält.