DE3913547C2 - Drehschwingungstilger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungstilger, insbeson­ dere für die Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs, bestehend aus einer auf einer Welle drehfest montierbaren Nabe, einem die Nabe konzentrisch umgebenden Schwungring, einer den Schwung­ ring mit der Nabe verbindenden in Umfangsrichtung wirksamen Gummifedereinrichtung sowie einem zwischen Nabe und Schwung­ ring wirkenden Metall-Metall-Lager.

Bei einem bekannten Drehschwingungstilger der genannten Art (US-PS 1 944 233) kann das Metall-Metall-Lager in zwei Versio­ nen ausgeführt sein, und zwar erstens als umlaufender Vor­ sprung an der Nabe, der gegen eine in den Schwungring einge­ setzte Hülse anliegt, und zweitens als nach innen gebogener Flansch der Hülse, der sich auf der Nabe abstützt. In beiden Fällen liegt das Metall-Metall-Lager auf der dem Wellenende abgewandten Seite der Gummifedereinrichtung. Bei diesen be­ kannten Konstruktionen wird der Schwungring über das Metall- Metall-Lager nur einseitig abgestützt. In dem abgestützten Bereich ist dadurch zwar eine halbwegs konzentrische Führung des Schwungrings möglich, jedoch kann der Schwungring immer noch Taumelbewegungen ausführen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Schwungring auf der Nabe in Umfangsrich­ tung exakt zu führen und insbesondere zu vermeiden, daß dieser Taumelbewegungen ausführt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schwungring eine nach innen vorspringende, umlaufende Gleit­ rippe aufweist, die sich auf der einen Seite der Gummifeder­ einrichtung in einem Gleitbereich auf der zylindrischen äuße­ ren Umfangsfläche der Nabe abstützt, und daß an der Nabe ein nach außen vorspringender, umlaufender Gleitsteg vorgesehen ist, der auf der anderen Seite der Gummifedereinrichtung in einem Gleitbereich an der Innenfläche einer zylindrischen Aufnahmeöffnung des Schwungringes anliegt.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehschwingungstilger sind also auf beiden Seiten der Gummifedereinrichtung schmale Metall-Metall- Lager vorgesehen, die aufgrund ihres relativ groben Abstandes zueinander jegliches Kippen bzw. Taumeln des Schwungrings ver­ meiden. Dadurch kann der erfindungsgemäße Schwingungstilger insbesondere auch bei der Konstruktion moderner Kraftfahrzeuge eingesetzt werden, bei denen mehr und mehr auf eine labile Schwungringlagerung auf der Gummifeder übergegangen wird. Durch diese neuen Konstruktionsmerkmale ist eine extrem weiche Tilgerfrequenzabstimmung (30-60 Hz) bei außermittigem Schwerpunkt des Schwungrings möglich.

Vorzugsweise liegen die Gleitbereiche in einem Abstand neben der Gummifedereinrichtung, wodurch die wirksame Lagerbreite noch vergrößert und dadurch jegliches Kippen bzw. Taumeln des Schwungrings unterbunden wird.

Die Gleitrippe des Schwungrings kann mit diesem aus einem Stück bestehen.

Die Gummifedereinrichtung ist zweckmäßig als umlaufender Ring ausgebildet, der mit seiner Innenseite an die äußere Umfangsfläche der Nabe anvulkanisiert ist und an seiner Außenseite mit einer anvulkanisierten Metallhülse versehen ist. Der Schwungring weist dabei eine zylin­ drische Aufnahmeöffnung auf, die gegenüber der äußeren Kontur der Metallhülse ein geringes Untermaß hat, so daß die Metallhülse in die Aufnahmeöffnung des Schwungrings eingepreßt werden kann und über diesen Preßsitz fest mit dem Schwungring verbunden ist. Durch den Preßsitz wird ferner erreicht, daß die Torsionssteifigkeit der Gummi­ feder reduziert und somit größere Tilgungsamplituden erreicht werden. Nach der Vulkanisation tritt nämlich eine Schrumpfung des Gummikörpers auf, wodurch sich in dem Gummimaterial eine die Torsionssteifigkeit erhöhende Zugspannung aufbaut. Durch den Preßsitz erhält der Gummikörper eine zusätzliche Druckvorspannung, durch die die bei der Schrumpfung erzeugte Zugspannung zum Teil oder ganz kompensiert werden kann.

Die zylindrische Aufnahmeöffnung des Schwungrings weist zweckmäßig einen axialen Anschlag für die Metallhülse der Gummifedereinrichtung auf, so daß die Position des Schwungrings relativ zu der mit der Gummifedereinrich­ tung versehenen Nabe genau fixiert werden kann.

Die Lage des axialen Anschlags ist vorzugsweise in einem Abstand von der der Gummifedereinrichtung zugewandten Seite der Gleitrippe angeordnet, so daß der Anlagebe­ reich der Gleitrippe an der äußeren Umfangsfläche der Nabe in einem Abstand von der Gummifedereinrichtung liegt. Durch das Auseinanderziehen der beiden Lagerbe­ reiche wird die Taumelstabilität des Schwungrings er­ höht.

In dem die Gummifedereinrichtung bildenden umlaufenden Gummiring können in Abständen über den Umfang verteilt angeordnete freie Durchbrüche vorgesehen sein, durch welche die Torsionssteifigkeit der Gummifedereinrichtung eingestellt werden kann.

Die Nabe besteht häufig aus einem aus Stahlblech gezoge­ nen topfartigen Teil. Bei einer solchen Konstruktion kann der an der Nabe vorgesehene umlaufende Gleitsteg, der sich an der Innenfläche des Schwungrings abstützt, durch einen radial nach außen gerichteten Endabschnitt gebildet sein, der beispielsweise während des Ziehvor­ gangs an die Nabe angeformt werden kann.

Um eine größtmögliche Taumelsicherheit des Schwungrings zu erzielen, ist vorzugsweise die an dem Schwungring vorgesehene Gleitrippe auf der einen Seite der Gummife­ dereinrichtung und der an der Nabe vorgesehene Gleitsteg auf der anderen Seite der Gummifedereinrichtung angeord­ net, so daß ein extrem großes Gegenmoment gegen even­ tuelle Taumelmomente wirken kann.

Die an der Gleitrippe und dem Gleitsteg vorgesehenen Gleitflächen sind zweckmäßig gehärtet, so daß der Abrieb dieser Flächen klein gehalten werden kann. In gleicher Weise können auch die entsprechend gegenüberliegenden Gleitflächen an der Nabe und dem Schwungring gehärtet sein.

Zur Reduzierung des Abriebs können in die Gleitbereiche Schmiermittel eingebracht werden, beispielsweise Gra­ phit.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veran­ schaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die obere Hälfte eines Schnittes durch einen Drehschwingungstilger,

Fig. 2 die obere Hälfte eines anderen Ausführungs­ beispiels eines Drehschwingungstilgers und

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 2, wobei die rechte und linke Seite dieses Schnittes sich in einigen Details voneinander unterscheiden.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel be­ steht der Drehschwingungstilger aus einer Nabe 1, einem die Nabe 1 konzentrisch umgebenden Schwungring 2 sowie einer den Schwungring 2 mit der Nabe 1 verbindenden, in Umfangsrichtung wirksamen Gummifedereinrichtung 3.

Die Nabe 1 weist eine topfförmige Gestalt auf und ist aus Stahlblech tiefgezogen. Der Boden 4 der Nabe 1 ist mit einer großen mittigen Bohrung 5 versehen, mit welcher die Nabe auf eine in der Zeichnung nicht dargestellte Welle gesteckt werden kann. Um die Nabe 1 an einem auf der Welle sitzenden Flansch befestigen zu können, weist der Boden 4 mehrere über den Umfang ver­ teilt angeordnete, in gleichen Abständen von der Naben­ achse entfernt liegende Befestigungsbohrungen 6 auf.

In ihrem äußeren Umfangsbereich ist die Nabe 1 mit einem zylindrischen Abschnitt 7 versehen, an dessen äußere Umfangsfläche 8 die Gummifedereinrichtung 3 anvulkani­ siert ist.

Die Gummifedereinrichtung 3 besteht aus einem durch­ gehend umlaufenden Gummiring 9, der einen im wesentli­ chen rechteckförmigen Querschnitt aufweist. An den einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Gummirings 9 können nierenförmige Vertiefungen 10 vorgesehen sein, die in gleichmäßigen Abständen über den Umfang verteilt angeordnet sind.

Der Gummiring 9 ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsbeispiel an den dem Boden 4 der Nabe 1 abge­ wandten Abschnitt der Umfangsfläche 8 anvulkanisiert, so daß ein Bereich der Umfangsfläche 8 zwischen dem Gummi­ ring 9 und dem Boden 4 freibleibt.

Dieser Bereich dient als Anlagefläche für eine umlau­ fende Gleitrippe 11, die von dem Schwungring 2 radial nach innen vorsteht. Die Gleitrippe 11, die einstückig an den Schwungring 2 angeformt ist, liegt gleitend an der zylindrischen Umfangsfläche 8 der Nabe 1 an. Die Gleitfläche 12 der Gleitrippe 11 kann gehärtet sein. Das gleiche gilt auch für den entsprechenden Anlagebereich der Umfangsfläche 8 der Nabe 1.

Der mit seiner Innenseite an die äußere Umfangsfläche 8 der Nabe 1 anvulkanisierte Gummiring 9 ist an seiner Außenseite mit einer anvulkanisierten Metallhülse 13 versehen, die den gesamten äußeren Umfang des Gummirings 9 bedeckt.

Der Schwungring 2 weist eine zylindrische Aufnahmeöff­ nung 14 auf, die gegenüber der äußeren Kontur der Metallhülse 13 ein geringes Untermaß hat. Insofern kann die Metallhülse 13 stramm in die Aufnahmeöffnung 14 des Schwungrings 2 eingepreßt werden, so daß dadurch über die Gummifedereinrichtung 3 eine feste Verbindung zwi­ schen der Nabe 1 und dem Schwungring 2 entsteht. An den Eingangsbereich der zylindrischen Aufnahmeöffnung 14 schließt sich noch eine leicht konische Aufweitung 15 an, durch die das Einführen der Metallhülse 13 in die Aufnahmeöffnung 14 erleichtert wird.

An ihrem Ende ist die zylindrische Aufnahmeöffnung 14 mit einem axialen Anschlag 16 versehen, gegen den die Metallhülse 13 im eingesetzten Zustand fest anliegt. Durch den Anschlag 16 wird die genaue axiale Relativlage zwischen dem Schwungring 2 und der Nabe 1 festgelegt.

Die Position des axialen Anschlags 16 liegt in einem Abstand von der dem Gummiring 9 zugewandten Seite der Gleitrippe 11 entfernt, so daß dadurch gleichzeitig der Abstand zwischen der Gleitrippe 11 und dem Gummiring 9 vorgegeben ist.

An seinem der Gleitrippe 11 abgewandten Ende kann der Schwungring 2 noch ein Stück weitergezogen sein, da es aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion nicht darauf ankommt, daß der Flächenschwerpunkt des Querschnitts des Schwungrings 2 genau über der neutralen Faser der durch den Gummiring 9 gebildeten Feder liegt.

Bei dem in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbei­ spiel des Drehschwingungstilgers stimmen wesentliche Merkmale mit denen des in Fig. 1 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels überein. Insofern sind für gleiche und ähnliche Teile aus Gründen der Übersichtlichkeit diesel­ ben Positionszahlen verwendet worden.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Schwin­ gungstilger aus einer Nabe 1, einem Schwungring 2 sowie einer Gummifedereinrichtung 3.

Die Nabe 1 ist wiederum aus Stahlblech tiefgezogen und weist in ihrem Boden 4 eine mittige Bohrung 5 zum Durch­ stecken einer Welle auf. Die Befestigung an einem Wellenflansch erfolgt wiederum über Befestigungsbohrun­ gen 6, die in dem Boden 4 gleichmäßig über den Umfang verteilt in gleichen Abständen von der Nabenachse ange­ ordnet sind.

Auf der dem Boden 4 abgewandten Seite der Nabe 1 schließt sich an den zylindrischen Abschnitt 7 ein radial nach außen vorspringender, umlaufender Gleitsteg 17 an, der beim Tiefziehen unmittelbar an den zylindri­ schen Abschnitt 7 angeformt ist. Das radial außen lie­ gende Ende des Gleitstegs 17 ist mit einer Gleitfläche 18 versehen, die in gleitender Berührung an einer in dem Schwungring 2 ausgebildeten Lauffläche anliegt. Die Lauffläche entspricht in diesem Fall der Verlängerung der zylindrischen Aufnahmeöffnung 14 für die Metallhülse 13 des Gummirings 9. Die Gleitfläche 18 des Gleitstegs 17 kann wiederum gehärtet sein. Das gleiche gilt auch für die entsprechende Lauffläche an dem Schwungring 2.

Auf der dem Gleitsteg 17 gegenüberliegenden Seite des Gummirings 9 ist die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Gleitrippe 11 des Schwungrings 9 angeord­ net. Bei dieser Konstruktion stützt sich also die Gleitrippe 11 des Schwungrings 2 auf der einen Seite der Gummifedereinrichtung 3 auf der Umfangsfläche 8 der Nabe 1 ab, während der an der Nabe 1 vorgesehene Gleitsteg 17 auf der anderen Seite der Gummifedereinrichtung 3 liegt und sich an einer entsprechenden Gleitfläche am Schwung­ ring 2 abstützt.

Der Schwungring 2 kann je nach den entsprechenden konstruktiven Bedingungen auf der einen oder anderen Seite noch verlängert sein, so daß der Flächenschwer­ punkt des Querschnitts des Schwungrings 2 erheblich gegenüber der neutralen Faser der Gummifedereinrichtung 3 seitlich versetzt ist. Die Taumelsicherheit des Schwungrings 2 wird durch die Verlagerung des Schwer­ punktes nicht negativ beeinträchtigt.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann der Gummiring 9, wie auf der linken Seite dargestellt, durchgehend geschlossen ausgebildet sein. Alternativ ist es aber auch möglich, den Gummiring 9 mit in Abständen über den Umfang verteilt angeordneten freien Durchbrüchen 19 zu verse­ hen, wie auf der rechten Seite in Fig. 3 dargestellt. Mit Hilfe der Durchbrüche 9 kann die Torsionssteifigkeit der Gummifedereinrichtung reduziert und damit die Til­ gungsamplitude des Schwungrings 2 vergrößert bzw. unterschiedliche Eigenfrequenzen des Systems erzielt werden.

Bezugszeichenliste

1 Nabe
2 Schwungring
3 Gummifedereinrichtung
4 Boden
5 Bohrung
6 Befestigungsbohrungen
7 zylindrischer Abschnitt
8 Umfangsfläche
9 Gummiring
10 nierenförmige Vertiefungen
11 Gleitrippe
12 Gleitfläche
13 Metallhülse
14 zylindrische Aufnahmeöffnung
15 konische Aufweitung
16 axialer Anschlag
17 Gleitsteg
18 Gleitfläche
19 freie Durchbrüche

Claims (11)

1. Drehschwingungstilger, insbesondere für die Antriebs­ welle eines Kraftfahrzeugs, bestehend aus einer auf einer Welle drehfest montierbaren Nabe, einem die Nabe konzentrisch umgebenden Schwungring, einer den Schwung­ ring mit der Nabe verbindenden in Umfangsrichtung wirk­ samen Gummifedereinrichtung sowie einem zwischen Nabe und Schwungring wirkenden Metall-Metall-Lager, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schwungring (2) eine nach innen vorspringende, um­ laufende Gleitrippe (11) aufweist, die sich auf der einen Seite der Gummifedereinrichtung (3) in einem Gleitbereich auf der zylindrischen äußeren Umfangs­ fläche (8) der Nabe (1) abstützt, und daß an der Nabe (1) ein nach außen vorspringender, umlaufender Gleit­ steg (17) vorgesehen ist, der auf der anderen Seite der Gummifedereinrichtung (3) in einem Gleitbereich an der Innenfläche einer zylindrischen Aufnahmeöffnung (14) des Schwungrings (2) anliegt.

2. Drehschwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbereiche jeweils in einem Abstand neben der Gummifederein­ richtung (3) liegen.

3. Drehschwingungstilger nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gleit­ rippe (11) des Schwungrings (2) mit diesem aus einem Stück besteht.

4. Drehschwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifedereinrichtung (3) als umlaufender Ring (9) aus­ gebildet ist, der mit seiner Innenseite an die äußere Umfangsfläche (8) der Nabe (1) anvulkanisiert ist und an seiner Außenseite mit einer anvulkanisierten Metall­ hülse (13) vergehen ist, daß die zylindrische Aufnahme­ öffnung (14) des Schwungrings (2) gegenüber der äußeren Kontur der Metallhülse (13) ein geringes Untermaß auf­ weist und daß die Metallhülse (13) in die Aufnahme­ öffnung (14) des Schwungrings (2) eingepreßt ist.

5. Drehschwingungstilger nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die zylindrische Aufnahmeöffnung (14) des Schwungrings (2) einen axialen Anschlag (16) für die Metallhülse (13) der Gummifedereinrichtung (3) aufweist.

6. Drehschwingungstilger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des axialen Anschlags (16) in einem Abstand von der der Gummifeder­ einrichtung (3) zugewandten Seite der Gleitrippe (11) angeordnet ist.

7. Drehschwingungstilger nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Gummifedereinrichtung (3) bildenden umlaufenden Gummiring (9) in Abständen über den Umfang verteilt angeordnete freie Durchbrüche (19) vorgesehen sind.

8. Drehschwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Nabe aus einem aus Stahlblech gezogenen topfförmigen Teil besteht, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der an der Nabe (1) vor­ gesehene umlaufende Gleitsteg (17) durch einen radial nach außen gerichteten Endabschnitt gebildet ist.

9. Drehschwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Gleitrippe (11) und dem Gleitsteg (17) vorgesehenen Gleitflächen (12 bzw. 18) gehärtet sind.

10. Drehschwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gleitbereiche ein Schmiermittel eingebracht ist.

11. Drehschwingungstilger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Schmiermittel Graphit vorgesehen ist.