DE4020540C2 - Einrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen ei­ ner Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Kardanwelle oder einer Antriebshalbwelle, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art und ein Verfahren zu deren Herstellung.

In der Praxis wird das die ringförmige Tilgermasse tragende Ringelement aus Gum­ mi bisher durch Vulkanisieren einerseits entlang seinem Außenumfang mit der ring­ förmigen Tilgermasse und andererseits entlang seinem Innenumfang mit dem Außen­ umfang eines ihn tragenden Bauelementes (Trägerscheibe, Gleichlaufgelenk u.ä.) verbunden.

Vulkanisiervorgänge stellen im allgemeinen recht aufwendige Arbeitsprozesse dar, die mitunter auch Beschränkungen in der konstruktiven Gestaltung erzwingen. Bei Einrichtungen zur Dämpfung von Drehschwingungen mit anvulkanisierten ringförmi­ gen Tilgermassen ist es darüber hinaus schwierig, bei der Herstellung großer Stück­ zahlen etwa gleichmäßige Kennungen des Schwingungstilgers zu gewährleisten.

In der DE 27 16 508 A1 wird unter anderem auch bereits eine Einrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art beschrieben, bei welcher das zwischen ringförmiger Tilgermasse und zylindrischem Außenumfang eines Gleich­ laufgelenks angeordnete Ringelement aus Gummi nicht anvulkanisiert ist, sondern durch Kraftschluß infolge entsprechenden Übermaßes und/oder durch Formschluß gehalten werden soll. Die Montage soll dabei in der Weise erfolgen, daß die ring­ förmige Tilgermasse mit dem Ringelement aus Gummi seitlich über das außenzy­ lindrische Gleichlaufgelenk übergepreßt wird.

In dieser Weise ausgebildete Einrichtungen zur Dämpfung von Drehschwingungen scheinen in der Praxis noch nicht ausgeführt zu sein. Es erscheint auch schwer realisierbar, die ringförmige Tilgermasse in der vorgeschlagenen Weise mit dem Ringelement aus Gummi aufzuziehen; zweifelsfrei müßten hierzu sehr hohe Seitenpreßkräfte aufgewendet werden. Dabei dürfte es auch sehr schwerfallen, im Ringelement aus Gummi in radialer und axialer Richtung definierte Vorspannungen zu erzielen, was jedoch erforderlich wäre, wenn größere Stückzahlen mit gleichmäßigen Kennungen hergestellt werden sollen.

Außerdem ist aus der DE 30 29 550 A1 eine Lagervorrichtung für Antriebswellen bekannt geworden, bei der ein ringförmiger Wälzlagerkörper die Antriebswelle umfaßt und an seiner radialen Außenseite von einem im Querschnitt etwa knochenförmigen elastischen Lageraufnahmering umspannt ist. An der radialen Außenseite dieses elastischen Aufnahmerings sind Kugeln eines Kugellagers angeordnet, mit deren Hilfe die Antriebswelle über einen Hohlzylinder gegen ein Haltebauteil abgestützt wird.

Schließlich ist aus der DE 35 20 560 A1 ein Keramikleitlager für Pumpenwellenlager bekannt geworden, dessen Lagerschale mit einem Gummielement überzogen ist, wobei auf dessen Innenseite angebrachte Vorsprünge in entsprechende, auf der Außenseite der Lagerschale angebrachte Nuten verdreh- und lagesichernd einrasten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 6 genannten Art zu schaffen, die einerseits vergleichsweise einfach die Herstellung und Anordnung einer Drehschwingungs-Dämpfungsanordnung erlaubt und andererseits ermöglicht, derartige Einrichtungen auch in großen Stückzahlen mit gleichmäßiger Kennung zu fertigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß werden demnach die beiden Stirnseiten des Ringelements aus Gummi bzw. gummiähnlichem Material jeweils entlang ihres Umfangs von einem Ziehwerkzeug greifbare oder hintergreifbare Zugelemente auf. Die Anordnung der Schwingungs- Dämpfungsanordnung auf einer Welle oder einem mit einer Welle verbundenen Bauteil erfolgt derart, daß ein Ziehwerkzeug die Zugelemente des Ringelementes erfaßt und axial auseinanderzieht. Auf diese Weise kann die ringförmige Tilgermasse leicht auf das elastische Ringelement aufgezogen werden, wobei ein Nachlassen der axialen Zugbelastung auf die Zugelemente des Ringelementes zu einer dauerhaft festen Verbindung aller drei Teile untereinander führt, ohne daß diese miteinander verklebt oder vulkanisiert werden müssen.

Vorzugsweise sind dabei die beiden Stirnseiten des Ringelementes jeweils mit axial vorspringenden umlaufenden Ringwülsten versehen, die von dem genannten mechanischen Ziehwerkzeug hintergriffen werden.

Es ist jedoch auch möglich, die beiden Stirnseiten mit glattflächigen umlaufenden Stegen oder Wülsten zu versehen, an denen dann saugende Unterdruck-Ziehwerk­ zeuge axial angesetzt werden können.

Anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Er­ findung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen in prinzipienhafter und schematisierter Weise

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine Kardanwelle mit einer Ein­ richtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung,

Fig. 2 ein Detail eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung und

Fig. 3 einen Teillängsschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

In der Zeichnung sind jeweils lediglich die für das Verständnis der Erfindung not­ wendigen Einzelheiten dargestellt und beziffert.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Antriebswelle 1 eines Kraftfahrzeuges, bei der eine erste Welle 2 über eine Gelenkscheibe 3 nach Art einer bekannten Hardyschei­ be o.ä. mit einer nicht weiter dargestellten zweiten Welle o.ä. drehmomentenüber­ tragend verbunden ist. Am Ende der ersten Welle 2 ist zu diesem Zweck, z.B. durch Reibschweißung o.ä., ein Flanschteil 5 befestigt, an dem die Gelenkscheibe 3 in üb­ licher Weise mittels mehrerer gleichmäßig verteilt angeordneter Schrauben 6 ange­ schraubt ist.

In entsprechender Weise ist der nicht weiter dargestellte zweite Wellenteil über eine formfest mit ihm verbundene flanschförmige Trägerplatte 4 mittels nicht weiter dargestellter gleichmäßig verteilter Schrauben an der anderen Seite der Gelenkscheibe 3 angeschraubt. Die Trägerplatte 4 trägt einen den Außenumfang der Gelenkscheibe 3 mit Spiel übergreifenden Ringflansch 7, auf den unter Zwi­ schenschaltung eines in Umfangsrichtung elastischen Ringelementes 8 aus Gummi oder gummiähnlichem Material eine ringförmige Tilgermasse 9 befestigt ist.

Durch die in Umfangsrichtung elastisch aufgehängte vergleichsweise große Tilger­ masse werden während des Betriebes unerwünschte Drehschwingungen, insbesonde­ re Resonanzschwingungen in bekannter Weise sehr wirkungsvoll getilgt.

Das Ringelement 8 aus Gummi oder gummiähnlichem Material ist derart gestaltet, daß der für den Betrieb erforderliche nötige Festsitz zwischen Tilgermasse 9 und Ringelement 8 bzw. zwischen Ringelement 8 und Ringflansch 7 der Trägerplatte 4 ohne Vulkanisation hergestellt wird. Tilgermasse 9, Ringflansch 7 und Ringelement 8 werden durch entsprechendes radiales Übermaß des Ringelements 8 insbesondere in Umfangsrichtung hauptsächlich durch Kraftschluß zusammengehalten.

An den beiden Stirnseiten des Ringelements 8 sind axial vorspringende umlaufende Ringwülste 81 angeordnet, die von mechanischen Ziehwerkzeugen hintergriffen wer­ den können. Bei der Montage - sinngemäß auch bei einer eventuell erforderlich wer­ denden Demontage - wird das Ringelement 8 durch an den Ringwülsten 81 angreifen­ de Ziehwerkzeuge unter Verkleinerung seines Außendurchmessers axial so weit aus­ einandergezogen, d. h. gestreckt, daß die ringförmige Tilgermasse 9 in einfacher Weise axial aufgeschoben und in eine definierte Position gebracht werden kann Auf diese Weise kann das Ringelement 8 ohne jegliche Verzwängungen positioniert werden, wobei sich eine über die Breite des Ringflansches 7 etwa gleichmäßige Flächenpressung sowie definierte radiale und axiale Vorspannungen im Ringelement 8 ergeben, so daß auch bei Fertigung großer Stückzahlen etwa gleichbleibende Kennungen des Schwingungstilgers gewährleistet sind.

Mit Vorteil kann das Ringelement 8 mit gleichmäßig entlang seines Innenumfangs (Fig. 1) und/oder entlang seines Außenumfangs (Fig. 2) verteilten noppenförmigen o.ä. Erhebungen 82 bzw. 84 versehen sein, welche in korrespondierende Ausneh­ mungen (71) des Ringflansches 7 bzw. der Tilgermasse 9 eingreifen.

Durch solche Noppen wird zusätzlich ein gewisser Formschluß hergestellt, der sich insbesondere in Umfangsrichtung positiv bemerkbar macht; durch die Noppenbildung wird auch bei besonders starken Drehbeschleunigungen und Drehverzögerungen ver­ hindert, daß zwischen ringförmiger Tilgermasse 9 und Ringflansch 7 unzulässiger Schlupf auftritt.

Wie Fig. 3 zeigt, ist es nicht erforderlich, die ringförmige Tilgermasse 9 auf dem Ringflansch einer besonderen Trägerplatte zu befestigen. Sie kann auch unmittel­ bar auf dem zylindrischen Außenumfang der rotierenden Antriebswelle, eines mit der Antriebswelle verbundenen Gleichlaufgelenks oder - wie in Fig. 3 gezeigt - einer mit der rotierenden Antriebswelle verbundenen Gelenkscheibe 3 befestigt sein.

Abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen ist es selbstverständlich grundsätzlich auch möglich, anstelle umlaufender Ringwülste nur gleichmäßig ent­ lang dem Umfang verteilte Zugelemente, wie z.B. Zugösen, Zugnippel oder Ringab­ schnitte anzuordnen. Die Form und Zahl dieser Zugelemente ist nicht entscheidend. Wesentlich ist lediglich, daß diese von einem Ziehwerkzeug gegriffen oder hinter­ griffen werden können und daß es dadurch möglich ist, das Ringelement 8 aus Gum­ mi so gleichmäßig axial zu strecken, daß die ringförmige Tilgermasse 9 leicht auf­ geschoben und definiert positioniert werden kann.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Antriebswelle (1) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer Kardanwelle oder einer Antriebshalbwelle,
mit einer ringförmigen Tilgermasse (9),
welche mittels eines in Umfangsrichtung elastischen Ringelements (8) aus Gummi oder gummiähnlichem Material unvulkanisiert und unverklebt verbunden ist, und bei der das Ringelement (8) auf der Antriebswelle (1) oder dem Außenumfang eines mit dieser verbundenen außenzylindrischen Bauelements (Gleichlaufgelenk, Gelenkscheibe 3 etc.) unvulkanisiert und unverklebt befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Stirnseiten des Ringelements (8) jeweils entlang ihres Umfangs von einem Ziehwerkzeug greifbare oder hintergreifbare, über die Stirnseiten des Ringelements (8) axial hinausragende Zugelemente z. B. Zugösen oder Zugnippel aufweisen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente gleichmäßig an den stirnseitigen Umfängen des Ringelements (8) verteilt angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stirnseiten mit axial vorspringenden und vom Ziehwerkzeug hintergreifbaren, vorzugsweise umlaufenden Ringwülsten (81) versehen sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stirnseiten mit glattflächigen umlaufen­ den Stegen oder Wülsten zum axialen Ansetzen saugender Unterdruck-Ziehwerk­ zeuge versehen sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (8) gleichmäßig entlang seines Außenumfangs und/oder seines Innenumfangs verteilte noppenförmige Erhebungen (82, 84) trägt, die in korrespondierende Ausnehmungen (71) der Antriebswelle (1) bzw. des außenzylindrischen Bauelements (Ringflansch 7) und/oder der ringförmi­ gen Tilgermasse (9) eingreifen.

6. Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Antriebswelle (1) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer Kardanwelle oder einer Antriebshalbwelle, mit einer ringförmigen Tilgermasse (9), welche mittels eines in Umfangsrichtung elastischen Ringelements (8) aus Gummi oder gummiähnlichem Material auf der Antriebswelle oder dem Außenumfang eines mit dieser verbundenen außenzylindrischen Ringelements (Gleichlaufgelenk, Gelenkscheibe 3 etc.) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der ringförmigen Tilgermasse (9) mit dem Ringelement (8) sowie mit der Antriebswelle (1) oder dem Außenumfang des mit dieser verbundenen außenzylindrischen Bauelements an den beiden Stirnseiten des Ringelements (8) angeordnete greifbare oder hintergreifbare Zugelemente von einem Ziehwerkzeug erfaßt und das Ringelement (8) axial auseinander gezogen wird, daß auf das derart axial belastete Ringelement (8) die Tilgermasse (9) aufgezogen wird, und daß das Ringelement (8) anschließend entlastet wird.