DE3810193A1

DE3810193A1 - Auswuchtbares rotierendes maschinenelement, insbesondere gelenkflansch

Info

Publication number: DE3810193A1
Application number: DE19883810193
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hopsch; Einhard Kleinschmit
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1989-10-12

Description

Die Erfindung betrifft ein auswuchtbares rotierendes Maschinenelement, insbesondere einen Gelenkflansch.

Bei Kraftfahrzeugen können im Antriebsstrang Schwingungen und Brummgeräusche auftreten, die durch Unwuchten von Gelenkflanschen verursacht werden. Zwar ist es bei rotieren den Maschinenelementen grundsätzlich bekannt, Unwuchten durch entsprechenden Materialabtrag, beispielsweise durch ent sprechend bemessene Bohrungen zu beseitigen. Jedoch ist dieses Verfahren dann nicht möglich, wenn das jeweilige rotierende Maschinenelement gewichts- bzw. funktionsoptimiert ist, derart, daß zum Auswuchten vorgenommene Bohrungen die Festigkeit oder Funktion des jeweiligen Maschinenelementes beeinträchtigen würden.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, rotierende Maschinen elemente bzw. Gelenkflansche zu schaffen, welche trotz ihrer gewichts- bzw. funktionsoptimierten Form ein Feinwuchten zulassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Maschinenelement bzw. Gelenkflansch zumindest drei zum Auswuchten abarbeitbare Massenteile mit möglichst großem Abstand von der Rotationsachse des Maschinenelementes bzw. Gelenkflansches angeordnet bzw. angeformt sind, wobei diese Massenteile - in Achsansicht des Maschinenelementes bzw. Gelenkflansches - die Ecken eines die Rotationsachse umhüllen den Drei- bzw. Vieleckes bilden.

Die Erfindung beruht also auf dem allgemeinen Gedanken, am Maschinenelement bzw. Gelenkflansch gesonderte Bereiche vorzusehen, an denen Material zum Auswuchten des Maschinen elementes bzw. Gelenkflansches entfernt werden kann.

Um beim Auswuchten möglichst wenig Material entfernen zu müssen bzw. um das Gesamtgewicht der Massenteile möglichst gering zu halten, ist vorgesehen, die Massen teile mit möglichst großem Abstand von der Rotationsachse des Maschinenelementes bzw. Gelenkflansches anzuordnen. In diesem Zusammenhang ist zweckmäßigerweise des weiteren vorgesehen, daß die Massenteile in Achsansicht des Maschinen elementes bzw. Gelenkflansches die Ecken eines gleichseitigen Dreieckes bzw. eines gleichseitigen Vieleckes mit auf einem Umkreis liegenden Ecken bilden, soweit eine solche Anordnung aufgrund der Form des jeweiligen Maschinenelementes bzw. Gelenkflansches möglich ist.

Bei Gelenkflanschen mit mehreren, beispielsweise drei Armen, sind die Massenteile zweckmäßigerweise an den radial äußeren Enden der Arme angeordnet.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Unteransprüche sowie die nachfolgende Beschreibung einer besonders bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung verwiesen.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Gelenkflansches,

Fig. 2 eine Achsansicht des Gelenkflansches entsprechend dem Pfeil II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine schematisierte Achsansicht des Gelenkflansches, wobei ein grafisches Verfahren zur Bestimmung der abzuarbeitenden Massen angegeben ist, um eine Unwucht U zu beseitigen.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Gelenkflansch besitzt drei Arme mit auf einer zur Rotationsachse des Gelenkflansches zentrischen Kreislinie (Lochkreis) angeordneten Flanschlöchern. Der Winkel zwischen zwei benachbarten Armen beträgt jeweils 120°.

Die Form der Arme sowie des gesamten Flansches ist gewichts optimiert, derart, daß ohne Beeinträchtigung der Festigkeit an den Flanscharmen, insbesondere im Bereich zwischen den Flanschlöchern und der Mittelöffnung, keinerlei Material entfernt werden darf.

Um gleichwohl ein Auswuchten bzw. Feinwuchten des Gelenk flansches zu ermöglichen, sind an den Flanscharmen dieselben etwas verlängernde Massenteile 1, 2 und 3 angeordnet, welche ganz oder teilweise abgearbeitet werden dürfen, um Unwuchten des Gelenkflansches zu beseitigen.

Um zu ermitteln, wieviel Material zum Ausgleich einer Unwucht abgetragen werden muß, kann das in Fig. 3 dargestellte grafische Verfahren angewendet werden.

Eine Unwucht eines Maschinenelementes wird bestimmt durch das Produkt aus dem Abstand zwischen Schwerpunkt und Rotations achse des Maschinenelementes sowie dem Gesamtgewicht bzw. der Gesamtmasse des Elementes. Der Pfeil U möge nun eine Länge haben, welche das Maß der Unwucht des Maschinenelementes wiedergibt, und eine Richtung, welche der Richtung eines den Schwerpunkt des Maschinenelementes durchsetzenden und die Rotationsachse des Maschinenelementes schneidenden Radial strahles entspricht. Nunmehr wird ein Parallelogramm gezeich net, dessen eine Diagonale durch den Pfeil U gebildet wird und dessen Seiten parallel zu den benachbarten Radien R ₁, R ₂ verlaufen. Die Radien R ₁, R ₂, R ₃ verbinden die nur schematisch als Punkte dargestellten Massenteile 1, 2 und 3 mit der Rotationsachse des Maschinenelementes.

Die Seiten des Parallelogrammes haben die Längen U ₁ bzw. U ₂. Zur Kompensation der Unwucht U müssen dann an den Massenteilen 1 und 2 folgende Massen m ₁ und m ₂ abgearbeitet werden, wobei gilt:

m₁ = U₁/R₁ und m₂ = U₂/R₂.

Das angegebene grafische Verfahren ist auch dann anwendbar, wenn die Radien R ₁, R ₂ und R ₃ ungleiche Längen aufweisen und miteinander ungleiche Winkel bilden. Im übrigen ist das grafische Verfahren auch dann in entsprechender Weise durch führbar, wenn mehr als drei Massenteile 1, 2 und 3 angeordnet sind. Zum Ausgleich von Unwuchten ist jeweils an den beiden Massenteilen 1, 2 bzw. 2, 3 bzw. 1, 3 Material abzuarbeiten, zwischen denen der die jeweilige Unwucht repräsentierende Pfeil U liegt.

Für den Fall, daß die Radien R ₁, R ₂ und R ₃ alle die gleiche Länge R haben und entsprechend der Fig. 3 insgesamt drei Winkel von je 120° bilden, können die abzuarbeitenden Massen auch wie folgt berechnet werden:

Für einen den Fig. 1 und 2 entsprechenden Gelenkflansch mit einem Lochkreisdurchmesser von 90 mm und einem Gesamt gewicht von 450 g wurde ermittelt, daß die Massenteile 1, 2 und 3 bei einer maximal zu erwartenden Unwucht des Gelenk flansches von 70 g × mm eine Masse von jeweils ca. 1,5 g haben müssen, um auch bei extremer Lage des Schwerpunktes des Gelenkflansches relativ zu seinen Armen noch eine vollständige Kompensation der Unwucht durch Abarbeiten eines oder mehrerer Massenteile 1, 2 und 3 zu ermöglichen. Die Massenteile 1, 2 und 3 haben also ein Gesamtgewicht von ca. 4,5 g. Der Anteil der Massenteile 1, 2 und 3 liegt somit bei ca. 1% des Gesamtgewichtes des Gelenkflansches.

Claims

1. Auswuchtbares rotierendes Maschinenelement, insbesondere Gelenkflansch, gekennzeichnet durch zumindest drei am Maschinenelement bzw. Gelenkflansch mit möglichst großem Abstand von dessen Rotationsachse angeordnete bzw. angeformte und zum Auswuchten abarbeitbare Massenteile (1, 2, 3) , welche - in Achsansicht des Maschinenelementes bzw. Gelenk flansches - die Ecken eines die Rotationsachse umhüllenden Drei- bzw. Vieleckes bilden.

2. Maschinenelement bzw. Gelenkflansch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Massenteile (1, 2, 3) an den radial äußeren Enden von Armen des Maschinen elementes bzw. Gelenkflansches angeordnet sind.

3. Maschinenelement bzw. Gelenkflansch nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine derart funktions- bzw. gewichtsoptimierte Form, daß ein Materialabtrag zum Auswuchten ohne Beeinträchtigung von Festigkeit und/oder Funktion nur an den Massenteilen (1, 2, 3) zulässig ist.

4. Maschinenelement bzw. Gelenkflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abarbeitbaren Massenteile (1, 2, 3) nur so groß bemessen sind, daß eine vorgegebene bzw. durch Meßreihen ermittel bare größte zu erwartende Unwucht noch durch Abarbeiten ausgleichbar ist.

5. Maschinenelement bzw. Gelenkflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtgewicht der Massenteile (1, 2, 3) größenordnungs mäßig bei 1% des Gesamtgewichtes des Maschinenelementes bzw. Gelenkflansches liegt.

6. Maschinenelement bzw. Gelenkflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Massenteile (1, 2, 3) in Achsansicht des Maschinenelementes bzw. Gelenkflansches die Ecken eines gleichseitigen Dreieckes bzw. eines gleichseitigen Vieleckes mit auf einem Umkreis zur Rotationsachse des Maschinenelementes bzw. Gelenkflansches liegenden Ecken bilden.