DE4111233A1 - Drehschwingungsdaempfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Drehschwingungsdämpfers, bei dem in den Zwischenraum zwi­ schen zwei einander in radialer Richtung umschließenden Maschinenteilen ein Ring aus einem elastisch verformbaren Werkstoff lose eingefügt wird und bei dem der radiale Abstand der Maschinenteile anschließend vermindert und eine radiale Druckvorspannung in dem Ring erzeugt wird.

Die Aufgabenstellung wird abgeleitet aus der GB-PS 8 35 314, Fig. 3. Danach ist ein Drehschwingungsdämpfer bekannt, bei dem der Innen- und der Außenring den in der radialen Zwi­ schenzone angeordneten Gummiring mit glatten Oberflächen berühren. In dem Bestreben, eine Kriechneigung während der späteren Verwendung zu verhindern, ist es daher erforder­ lich, den Ring auf adhäsive Weise an den Maschinenteilen festzulegen. Eine solche Festlegung bedingt indessen einen erheblichen Herstellungsaufwand sowie eine wenig befriedi­ gende Wirtschaftlichkeit.

Es ist auch bekannt, einen fertig vulkanisierten Gummiring zu verwenden und in den radialen Zwischenraum zwischen den beiden einander umschließenden Maschinenteilen einzuschie­ ßen. Eine Kriechneigung des Ringes läßt sich bei solchen Ausführungen nur dann vermeiden, wenn der Ring aus einem Gummiwerkstoff relativ großer Festigkeit besteht. Die schwingungsdämpfenden Eigenschaften von Gummimischungen dieser Art sind wenig befriedigend.

Die Aufgabe der Erfindung kann demgegenüber darin gesehen werden, ein einfaches Herstellverfahren für einen Dreh­ schwingungsdämpfer zu zeigen, das es erlaubt, bei einem verbesserten Dämpfungsverhalten eine verbesserte Gebrauchs­ dauer des Drehschwingungsdämpfers zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs genannten Art nach den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Einzelheiten nehmen die Unteransprüche 2 bis 4 Bezug.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, daß die Maschinenteile vor dem Einfügen des Ringes im Bereich der einander gegenüberliegenden Oberflächenbereiche zumin­ dest teilweise mit einer reliefartigen Oberflächenstruktur versehen werden. Durch die reliefartige Oberflächenstruktur der durch den Ring aus gummielastischem Material verbundenen Maschinenteile ist es möglich, den Ring aus weichelastischem Gummi herzustellen, beispielsweise aus Gummi einer Härte Shore A von weniger als 65. Dennoch genügt eine vergleichs­ weise geringe Vorspannung in radialer Richtung, ohne daß eine Neigung zum Kriechen in Kauf genommen werden müßte. Die Temperaturbelastung während der bestimmungsgemäßen Verwen­ dung ist hierdurch vergleichsweise gering, was von großem Vorteil ist in bezug auf die Erzielung einer verbesserten Gebrauchsdauer. Die reliefartige Oberflächenstruktur bewirkt eine sichere und unverdrehbare Festlegung des Ringes zwi­ schen den beiden in radialer Richtung angrenzenden Maschi­ nenteilen. Eine Festlegung des Ringes auf adhäsive Weise an den Maschinenteilen ist nicht erforderlich.

Der geringe Herstellungsaufwand bedingt eine wirtschaftlich besonders günstige Herstellung des Drehschwingungsdämpfers.

Die Oberflächenstruktur kann bei der Herstellung der Maschi­ nenteile im Zuge eines Sandgußprozesses erzeugt werden. Hierbei ist von Vorteil, daß die Maschinenteile direkt nach dem Ausformen aus der Gießform, also im unbearbeiteten Zustand, eine reliefartige Oberflächenstruktur aufweisen. Durch den eingesparten Arbeitsgang, der normalerweise zum Aufbringen einer reliefartigen Oberflächenstruktur auf die Maschinenteile notwendig wäre, erhöht sich die Wirtschaft­ lichkeit der Herstellung weiter.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Oberflächenstruktur durch eine mecha­ nische Oberflächenbearbeitung erzeugt wird. Dies kann beispielsweise durch Rändeln, Prägen, Drehen oder Sand­ strahlen erfolgen. Diese Verfahren kommen in Abhängigkeit von der späteren Verwendung, insbesondere der Belastungs­ richtung, des Drehschwingungsdämpfers zur Anwendung. Rändeln und Sandstrahlen bewirken ein feines Relief auf der Ober­ fläche der bearbeiteten Maschinenteile, die während ihrer Verwendung vergleichsweise geringe Belastungen in Umfangs­ richtung und axialer Richtung aufzunehmen haben. Maschinen­ teile, deren Oberflächenstrukturen durch Drehen bearbeitet werden, bieten sich insbesondere für Drehschwingungsdämpfer mit ausgeprägten Belastungen in axialer Richtung an. Die Struktur, die beispielweise aus in axialer Richtung anein­ andergefügten Rippen besteht, nimmt diese Belastungen, ohne daß sich der Ring oder eines der Maschinenteile in axialer Richtung verschiebt, auf.

Je deutlicher das Relief auf der Oberfläche der Maschinen­ teile ausgeprägt ist, desto besser ist die Festlegung der Teile aneinander, wobei auch die aufzunehmende Belastung erhöht werden kann.

Der Ring und die Maschinenteile können nach dem Zusammen­ fügen verklebt werden. Hierbei ist von Vorteil, daß insbe­ sondere vergleichsweise flache Oberflächenstrukturen durch eine Verklebung der Maschinenteile mit dem Ring zusätzliche Festigkeit erhalten. Als Klebstoff kann beispielsweise ein Zweikomponentenkleber vorgesehen sein, der, wenn der Ring lose zwischen den Maschinenteilen angeordnet und diese in radialer Richtung aufeinander zu bewegt werden, aushärtet.

Außerdem betrifft die Erfindung einen Drehschwingungs­ dämpfer, erhältlich nach dem Verfahren, bei dem in dem Zwischenraum zwischen zwei sich einander in radialer Rich­ tung umschließenden Maschinenteilen ein Ring aus einem elastisch verformbaren Werkstoff lose eingefügt wird und bei dem der radiale Abstand der Maschinenteile anschließend vermindert und eine radiale Druckvorspannung in dem Ring erzeugt wird.

Ein solcher Drehschwingungsdämpfer ist aus der GB-PS 8 35 314, Fig. 3, bekannt. Daraus ist ein Drehschwin­ gungsdämpfer mit einem Innen- und einem Außenring bekannt, die einander mit radialem Abstand umschließen und in deren Zwischenzone ein Gummiring angeordnet ist, der die glatten Oberflächen von Innen- und Außenring berührt. Der Gummiring ist adhäsiv an den Maschinenteilen festgelegt, um eine Kriechneigung während der späteren Verwendung zu verhindern. Der Herstellungsaufwand für einen solchen Drehschwingungs­ dämpfer ist in wirtschaftlicher Hinsicht wenig befriedigend.

Außerdem besteht der Ring aus einem Gummiwerkstoff mit relativ großer Festigkeit, um eine Kriechneigung des Ringes zu verhindern. Die schwingungsdämpfenden Eigenschaften sind daher wenig befriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschwin­ gungsdämpfer der eingangs genannten Art derart weiterzuent­ wickeln, daß sich ein in wirtschaftlicher Hinsicht günstiger Drehschwingungsdämpfer mit verbessertem Dämpfungsverhalten und einer verbesserten Gebrauchsdauer ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das innere und/oder das äußere Maschinenteil aus einem tiefge­ zogenen Walzblech besteht. Tiefziehen ist ein Fertigungsver­ fahren, nach dem eine große Anzahl von Teilen besonders wirtschaftlich herstellbar ist. Dieses Verfahren bietet sich daher insbesondere zur Herstellung von Maschinenteilen an, die in Drehschwingungsdämpfern verwendet werden.

Eines der Maschinenteile kann mit einem Trägheitsring verbunden sein. Der Trägheitsring kann, in Abhängigkeit vom Verwendungszweck und den an den Drehschwingungsdämpfer angrenzenden Bauteilen, in radialer Richtung außerhalb eines Nabenringes angeordnet sein, der beispielsweise an der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine befestigt ist.

Zur Verhinderung einer relativen Verlagerung der beiden Maschinenteile zueinander kann zumindest eines der Ma­ schinenteile in der dem Ring gegenüberliegenden Ober­ flächenzone ein konvex oder konkav ausgestaltetes Ober­ flächenprofil aufweisen. Dabei besteht die Möglichkeit, daß das Oberflächenprofil in axialer Richtung glockenkurvenähn­ lich gleichmäßig ineinander übergehend ausgebildet ist. Hierbei ist von Vorteil, daß Drehschwingungsdämpfer, die derart ausgebildet sind, vergleichsweise hohe Belastungen in axialer Richtung aufnehmen können. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, daß in axialer Richtung zumindest zwei konvex oder konkav ausgebildete Erhebungen benachbart angeordnet sein können. Diese Ausgestaltung bedingt, im Vergleich zu einem Oberflächenprofil, das aus einer einzigen Wölbung besteht, geringere Ausdehnungen des Drehschwingungs­ dämpfers in radialer Richtung. Außerdem besteht die Möglich­ keit, daß die Oberflächenzone in Umfangsrichtung ein konvex oder konkav ausgestaltetes Oberflächenprofil aufweist. Die Belastung, die auf den Ring, der zwischen den beiden Maschi­ nenteilen angeordnet ist, wirkt, ist dadurch bei großer Belastung in Umfangsrichtung verringert. Diese Belastungen treten beispielsweise während der plötzlichen Beschleunigung eines Nabenringes auf, auf dem ein Gummiring befestigt ist, der von einem Trägheitsring in Umfangsrichtung umschlossen ist. Das Oberflächenprofil, das konvex oder konkav in Umfangsrichtung ausgestaltet ist, weist vorteilhafterweise eine symmetrische Gestalt auf.

Das Oberflächenprofil kann durch zumindest zwei sich paral­ lel zueinander erstreckende, rillenartige Eintiefungen unterbrochen sein. Vorteilhaft darüber hinaus, im Hinblick auf hohe Belastbarkeit des Drehschwingungsdämpfers und gleichbleibende Gebrauchseigenschaften über eine lange Gebrauchsdauer, ist, daß die Eintiefungen scharfkantig begrenzt sind.

Dies trifft insbesondere für die im Montagezustand an dem Gummiring berührend anliegenden Oberflächenbereiche der beiden Maschinenteile zu.

Um eine annähernd gleiche Flächenpressung über die gesamte Oberfläche des zwischen den Maschinenteilen angeordneten Ringes zu gewährleisten, ist es vorgesehen, daß die Eintie­ fungen des inneren und des äußeren Maschinenteiles einander auf Lücke zugeordnet sind. Vorteilhaft darüber hinaus ist, daß durch diese Ausgestaltung die beiden Maschinenteile während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Drehschwin­ gungsdämpfers eine vergleichsweise stabile und konzentrische Lage zueinander einnehmen, wodurch Taumelbewegungen, beispiels­ weise eines Trägheitsringes oder einer Keilriemenscheibe zuverlässig verhindert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind einander überkreuzende, rillenartige Eintiefungen vorgesehen. Sich überkreuzend angeordnete, beispielsweise X-förmige Eintie­ fungen im Oberflächenprofil sind insbesondere dann sinnvoll, wenn sowohl vergleichsweise hohe Lasten in Umfangsrichtung als auch hohe Belastungen in axialer Richtung auf den Drehschwingungsdämpfer wirken. Unabhängig von der Belastungs­ richtung des Drehschwingungsdämpfers ist eine sichere räumliche Zuordnung der beiden Maschinenteile und des Ringes gewährleistet.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Skizzen weiter verdeutlicht: Es zeigen

Fig. 1 und Fig. 3 in längsgeschnittener Darstellung den erfindungsgemäßen Drehschwingungs­ dämpfer im Montagezustand;

Fig. 2 und Fig. 4 jeweils den Drehschwingungsdämpfer gemäß der Fig. 1 und 3 im Fertigzustand.

Die Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung einen Drehschwingungsdämpfer, wobei in Fig. 1 der Montage­ zustand und in Fig. 2 der Fertigzustand dargestellt ist. Der Drehschwingungsdämpfer besteht aus zwei sich einander in radialer Richtung mit Abstand umschließenden Maschinenteilen 1, 2, wobei das erste Maschinenteil 1 als Naben- und das zweite Maschinenteil 2 als Trägheitsring ausgebildet ist. Im Zwischenraum zwischen den beiden Maschinenteilen 1, 2 ist ein Ring 3 aus elastisch verformbarem Werkstoff angeordnet. Im Montagezustand nach Fig. 1 ist dieser in radialer Richtung lose zwischen den beiden Maschinenteilen 1, 2 eingefügt. Die einander gegenüberliegenden, zugewandten Oberflächenbereiche der beiden Maschinenteile 1, 2 sind mit einer reliefartigen Oberflächenstruktur versehen, um die beiden Maschinenteile 1, 2 und den Ring 3 während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Drehschwingungsdämpfers über eine lange Gebrauchsdauer zuverlässig aneinander festzulegen. Nachdem der Ring 3 zwischen den beiden Maschi­ nenteilen 1, 2 lose eingefügt ist, wird der radiale Abstand vermindert und dadurch eine radiale Druckvorspannung in dem Ring 3 erzeugt. Dabei kann es vorgesehen sein, daß das erste Maschinenteil 1 in radialer Richtung nach außen aufgeweitet wird, daß das zweite Maschinenteil 2 in radialer Richtung nach innen gestaucht wird oder daß beide Teile aufeinander zu bewegt werden. Durch die beiden unter Druckvorspannung an dem Ring 3 anliegenden Maschinenteile 1 und 2 ergibt sich eine unveränderliche räumliche Festlegung der Drehschwingungs­ dämpferbestandteile zueinander.

Die reliefartige Oberflächenstruktur der beiden Maschinen­ teile 1 und 2 ist in diesem Fall durch eine gedrehte Ober­ fläche erzeugt. Zur Festlegung des Ringes 3 zwischen den beiden Maschinenteilen 1 und 2 können diese zusätzlich mit dem Ring 3 verklebt werden. Die dem Ring 3 zugewandte Oberflächenstruktur der beiden Maschinenteile 1, 2 besteht aus Eintiefungen, die einander auf Lücke zugeordnet sind. Insbesondere die während des Montagezustandes an dem Ring 3 anliegenden Oberflächenbereiche der Maschinenteile 1, 2 sind scharfkantig ausgebildet, wodurch der Ring 3 während der Verringerung des radialen Abstandes zwischen den beiden Maschinenteilen 1, 2 durch Aufweitung und/oder Stauchung in seiner gewünschten Position gehalten wird.

In den Fig. 3 und 4 ist ein Drehschwingungsdämpfer gezeigt, der im wesentlichen dem Drehschwingungsdämpfer aus den Fig. 1 und 2 entspricht. Dieser weist jedoch zwei Maschinenteile 1, 2 auf, die in axialer Richtung ein glo­ ckenkurvenförmiges Profil aufweisen. In Abhängigkeit vom Wölbungsradius des glockenkurvenförmigen Profils ist die axiale Länge des Ringes 3 vorteilhafterweise so zu wählen, daß dieser im Fertigzustand nach Fig. 4 eine axiale Aus­ dehnung aufweist, die im wesentlichen der axialen Ausdehnung der beiden Maschinenteile 1 und 2 entspricht. Aufgrund des Herstellungsverfahrens kann der Ring 3 aus einer hochdämpfen­ den Polymermischung bestehen.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Drehschwingungs­ dämpfers ist dadurch besonders vereinfacht, daß der Ring 3, der aus polymerem Werkstoff besteht, praktisch spannungs­ frei, ohne Gleitmitteleinsatz und ohne Bindemittelschicht auf den Metallteilen in die vorgesehene Position im Spalt zwischen den beiden Maschinenteilen 1 und 2 eingebracht werden kann, um dann, nach dem Aufbringen einer Radialvor­ spannung beispielsweise einen post-bounding-Vorgang zur Erzeugung einer chemischen Bindung zwischen Ring 3 und den Maschinenteilen 1, 2 einzuleiten. Dadurch wird eine beson­ ders einfache und in wirtschaftlicher Hinsicht günstige Herstellung des Drehschwingungsdämpfers bedingt.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines Drehschwingungsdämpfers, bei dem in den Zwischenraum zwischen zwei einander in radialer Richtung umschließenden Maschinenteilen ein Ring aus einem elastisch verformbaren Werkstoff lose eingefügt wird und bei dem der radiale Abstand der Maschinenteile anschließend vermindert und eine radiale Druckvorspannung in dem Ring erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenteile (1, 2) vor dem Einfügen des Ringes (3) im Bereich der einander gegen­ überliegenden Oberflächenbereiche zumindest teilweise mit einer reliefartigen Oberflächenstruktur versehen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenstruktur bei der Herstellung der Maschi­ nenteile im Zuge eines Sandgußprozesses erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenstruktur durch eine mechanische Oberflä­ chenbearbeitung erzeugt wird (Rändeln, Prägen, Drehen, Sandstrahlen).

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) und die Maschinenteile (1, 2) nach dem Zusammenfügen verklebt werden.

5. Drehschwingungsdämpfer, erhältlich nach einem der Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das innere (1) und/oder das äußere Maschinen­ teil (2) aus einem tiefgezogenen Walzblech besteht.

6. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eines der Maschinenteile (1, 2) mit einem Trägheitsring verbunden ist.

7. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Maschinenteile (1, 2) in der dem Ring (3) gegenüberliegenden Oberflä­ chenzone ein konvex oder konkav gestaltetes Oberflächen­ profil aufweist.

8. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Oberflächenprofil durch zumindest zwei sich parallel zueinander erstreckende, rillenartige Eintiefungen unterbrochen ist.

9. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eintiefungen scharfkantig begrenzt sind.

10. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintiefungen des inneren und des äußeren Maschinenteiles (1, 2) einander auf Lücke zugeordnet sind.

11. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß einander überkreuzende, rillenartige Eintiefungen vorgesehen sind.