DE4136221C1

DE4136221C1 - Torsional vibration damper in two halves - has one half with radially inwards spokes, while second half has radially outward spokes in same plane

Info

Publication number: DE4136221C1
Application number: DE19914136221
Authority: DE
Inventors: Martin 7992 Tettnang De Kaifler
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Kaifler Martin Dipl-Ing 88069 Tettnang De
Priority date: 1991-11-02
Filing date: 1991-11-02
Publication date: 1992-10-15
Anticipated expiration: 2011-11-03

Abstract

A shaft coupling with vibration damping has radial elastic spokes (12,13) alternately attached to each shaft via a support housing. The chambers (22) formed between the spokes provide hydraulic damping vol. linked by flow restriction (27) past the tips of the spokes. The damper is held clamped between outer plates (8) secured by bolts. The outer plates also support ball bearings (5) which run in wave-shaped races for varying amounts of retardation. The combined effect of the hydraulic and mechanical damping applies between the shafts (14,15). ADVANTAGE - Improved hydraulic damping control, simple construction, and use of spring plates for deformation transfer.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er beispielsweise aus der DE 38 31 515 A1 als bekannt hervorgeht.The invention relates to a torsional vibration damper according to the Preamble of claim 1, as for example from the DE 38 31 515 A1 emerges as known.

Bei einem Drehschwingungsdämpfer nach der eingangs genannten Schrift werden als elastische Elemente der einen Dämpferhälfte zugeordnete Platten verwendet, die auf einer Stirnseite auf einem Umfang in Umfangsrichtung vor- und zurückspringende Flächen beinhalten, die zusammen mit entsprechenden Gegenflächen auf der anderen Dämpferhälfte Mulden bilden, die zur Aufnahme von Rollkörpern dienen. Die Abfederung von Drehmomentenstößen wird nun dadurch bewirkt, daß die Rollkörper bei Relativdrehungen der Dämpferhälften auf den Schrägflächen der Mulden auflaufen, wodurch eine elastische Verformung der Platten senkrecht zu ihrer Ebene erfolgt. Vorzugsweise werden die Platten paarweise verwendet und bezüglich einer zwischen den Platten liegenden Mittelebene symmetrisch belastet, um resultierende axiale Lagerkräfte zu vermeiden. Bei Verwendung einer einzelnen Platte treten Axialkräfte auf, die durch geeignete Axiallager aufgefangen werden müssen. Die Dämpfung der Drehbewegungen erfolgt hydraulisch. Hierzu sind an den Stirnseiten der Platten Kammern zur Aufnahme einer Dämpferflüssigkeit, vorzugsweise Schmieröl, angeordnet. Durch die Verdrängung von Dämpferflüssigkeit durch die sich axial verformenden Platten in Drosselkanäle wird die Dämpfung der Drehbewegungen bewirkt. In a torsional vibration damper according to the above Scripture are considered elastic elements of one damper half assigned plates used on one face protruding and recessing a circumference in the circumferential direction Include surfaces that together with corresponding counter surfaces on the other half of the damper form troughs for receiving of rolling elements. The cushioning of torque surges is now caused by the rolling elements at Relative rotations of the damper halves on the inclined surfaces of the Troughs run up, causing an elastic deformation of the plates perpendicular to their plane. Preferably the Plates used in pairs and one between the Plates lying mid-plane symmetrically loaded to Avoid resulting axial bearing forces. Using Axial forces occur on a single plate suitable axial bearings must be collected. The damping of the Rotational movements are hydraulic. For this purpose, the End faces of the plate chambers for receiving a Damper fluid, preferably lubricating oil, arranged. By the displacement of damper fluid by the axially deforming plates in throttle channels will dampen the Causes rotary movements.

Nachteilig ist, daß die erzielbare Dämpfung wegen der kleinen Verformungen der Platten gering ist.The disadvantage is that the achievable damping because of the small Deformation of the plates is small.

Bei einer-Geislinger-Kupplung, wie sie beispielsweise aus der DE-AS 12 22 324 als bekannt hervorgeht, dienen radial angeordnete Blattfedern oder Blattfederpakte zwischen einer treibenden und einer getriebenen Kupplungshälfte als elastische Elemente, die sich in Drehrichtung verformen. Zur Dämpfung der Bewegungen zwischen den Kupplungshälften sind von den Blattfedern zusammen mit stirnseitigen Abdeckungen gebildete Kammern mit Flüssigkeit gefüllt, die infolge der Durchbiegung der Blattfedern über Drosselspalte verdrängt wird, wodurch eine wirksame Dämpfung erzielt wird.With a Geislinger coupling, such as that from the DE-AS 12 22 324 emerges as known, serve radially arranged leaf springs or leaf spring packages between one driving and a driven coupling half as elastic Elements that deform in the direction of rotation. To dampen the Movements between the coupling halves are of the Leaf springs formed together with end covers Chambers filled with fluid due to the deflection the leaf springs are displaced via the throttle gap, creating a effective damping is achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksame hydraulische Dämpfung für einen Drehschwingungsdämpfer aufzuzeigen, bei dem als federnde Elemente Platten Verwendung finden, die bei Drehschwingungen eine Verformung in Richtung der Längsachse der damit gekoppelten Wellen erfahren.The invention is based, an effective task hydraulic damping for a torsional vibration damper to demonstrate, when using panels as resilient elements find a deformation in the direction of the torsional vibrations Experience the longitudinal axis of the shafts coupled with it.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Ausführung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zur wirksamen hydraulischen Dämpfung sind in einer Ebene ineinandergreifende Speichen beider Dämpferhälften vorgesehen, die zusammen mit seitlichen Abdeckungen Kammern bilden, die mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt werden können. Bei Relativbewegungen der Dämpferhälften wird duch Änderung des Rauminhalts der Kammern Dämpfungsflüssigkeit über Drosselkanäle verdrängt. Besonders zweckmäßig ist es, die Drosselkanäle als Drosselspalte an den Speichenenden auszubilden. Durch Verbinden der einen Dämpferhälfte mit einer Antriebswelle und der anderen Dämpferhälfte mit einer Abtriebswelle wird der Drehschwingungsdäpfer als drehelastische Kupplung mit hydraulischer Dämpfung verwendet. Um Beschädigungen des Drehschwingungsdämpfers durch zu starke Relativdrehungen zu vemeiden, ist es zweckmäßig, den Speichen einer Dämpferhälfte an der anderen Dämpferhälfte Anschläge gegenüberzusetzen. Als besonderer Vorteil wird hierin gesehen, daß eine Beschädigung der elastischen Elemente durch zusätzliche Kräfte bei Anschlag ausgeschlossen ist.This task is accomplished in a generic execution the characterizing features of claim 1 solved. To effective hydraulic damping are in one level interlocking spokes provided on both damper halves, which, together with side covers, form chambers that are made with Damping fluid can be filled. At Relative movements of the damper halves is by changing the Damping fluid volume of the chambers via throttle channels repressed. It is particularly useful to use the throttle channels Form throttle gap at the ends of the spokes. By connecting one damper half with a drive shaft and the other Half of the damper with an output shaft is the Torsional vibration damper with torsionally flexible coupling hydraulic damping used. To damage the Torsional vibration damper due to excessive relative rotations avoid, it is advisable to the spokes of one half of the damper to oppose the other damper half stops. As particular advantage is seen here that damage the elastic elements due to additional forces at the stop is excluded.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben; es zeigen:Embodiments of the invention are in the drawing shown and are described in more detail below; it demonstrate:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Drehschwingungsdämpfer; Fig. 1 shows a longitudinal section through a torsional vibration damper;

Fig. 2 einen Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt durch einen Drehschwingungsdämpfer in Anwendung bei einer Wellen kupplung; . Fig. 2 is a longitudinal section corresponding to Fig 1 through a torsional vibration damper clutch as applied to a shaft;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Drehschwingungsdämpfers in Richtung der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie III-III gesehen. Fig. 3 seen a cross-sectional view of a torsional vibration damper in the direction of the section line III-III shown in Fig. 1.

Der in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Drehschwingungsdämpfer besteht aus einer Dämpferhälfte 1, die das Gehäuse und ein an das Gehäuse angeschraubtes Bauteil 2 umfaßt, das an den Stirnseiten auf einem Umfang wellenförmig vor- und zurückspringende Schrägflächen beinhaltet, an denen Rollkörper 5 anliegen. Mit dem Bauteil 2 sind radial einwärts gerichtete Speichen 12 verbunden. Die andere Dämpferhälfte 26, die mit einer Welle 15 verbunden ist, besteht aus zwei senkrecht zu ihren Ebenen elastisch verformbaren Platten 4, die über Flansche 9 und 10 mit einer Nabe 6 verbunden sind. Die Platten 4 sind auf einer Stirnseite auf einem Umfang ebenfalls mit wellenförmig vor- und zurückspringenden Flächen 7 ausgebildet, die derart mit den Gegenflächen 25 des Bauteils 2 zusammenwirken, daß sich muldenförmige Aufnahmen für die Rollkörper 5 ergeben. Bei Relativdrehungen der beiden Dämpferhälften 1 und 26 gegeneinander erfahren die Platten 4 eine Verformung senkrecht zu ihrer Ebene, die eine drehelastische Abfederung von Drehmomentenstößen bewirkt. Das übertragbare Drehmoment bestimmt sich dabei aus der Steifigkeit der Platten 4 in Richtung der Wellenlängsachse. Mit der Nabe 6 sind radial auswärts gerichtete Speichen 13 verbunden, die in der gleichen Ebene wie die radial einwärts gerichteten Speichen 12 liegen.The torsional vibration damper shown in longitudinal section in Fig. 1 consists of a damper half 1 , which comprises the housing and a screwed to the housing component 2 , which includes on the end faces on a circumference wavy protruding and recessed inclined surfaces against which rolling elements 5 rest. Radially inwardly directed spokes 12 are connected to component 2 . The other damper half 26 , which is connected to a shaft 15 , consists of two plates 4 which are elastically deformable perpendicular to their planes and which are connected to a hub 6 via flanges 9 and 10 . The plates 4 are also formed on one end face on a circumference with wave-like protruding and recessed surfaces 7 , which cooperate with the counter surfaces 25 of the component 2 in such a way that trough-shaped receptacles for the rolling elements 5 result. With relative rotations of the two damper halves 1 and 26 against each other, the plates 4 experience a deformation perpendicular to their plane, which causes a torsionally elastic cushioning of torque surges. The transmissible torque is determined from the rigidity of the plates 4 in the direction of the longitudinal axis. Radially outwardly directed spokes 13 are connected to the hub 6 and lie in the same plane as the radially inwardly directed spokes 12 .

In Fig. 2 ist der Drehschwingungsdämpfer in einem Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt in Anwendung bei einer Wellenkupplung dargestellt. Die Dämpferhälfte 1 ist hier mit einer Welle 14 verbunden, beispielsweise der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, die Dämpferhälfte 26 ist mit einer Welle 15 verbunden.In Fig. 2 the torsional vibration damper is shown in a longitudinal section corresponding to Fig. 1 in use in a shaft coupling. The damper half 1 is connected here to a shaft 14 , for example the crankshaft of an internal combustion engine, the damper half 26 is connected to a shaft 15 .

In der Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des Drehschwingungsdämpfers in Richtung der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie III-III gesehen dargestellt. Zwischen den Speichen 12 und 13 befinden sich Kammern 22, die durch Abdeckungen 8 seitlich geschlossen sind. Die Abdeckungen 8 sind vorzugsweise mit den einwärts gerichteten Speichen 12 der Dämpferhälfte 1 verschraubt. Die Kammern 22 werden beispielsweise über eine Bohrung 17 mit Schmiermittel versorgt, das als Dämpfungsflüssigkeit dienen kann, wenn eine Anwendung bei einer Brennkraftmaschine stattfindet. Die Speichen 12 und 13 sind derart ausgebildet, daß sich an ihren Enden, die Umfangsflächen an der jeweils anderen Dämpferhälfte gegenüberliegen, Drosselspalte 27 befinden, über die das Öl verdrängt wird, wenn sich der Rauminhalt der Kammern 22 bei Relativdrehungen der Dämpferhälften 1, 26 gegeneinander verkleinert. In den engen Spalten 27 zwischen den Speichenenden und Nabe 6 bzw. Bauteil 2 entsteht eine hydrodynamische Reibung, durch die die Drehschwingungen gedämpft werden. Der Vorteil der hydrodynamischen Dämpfung liegt darin, daß der Dämpfungsfaktor während der ganzen Lebensdauer des Dämpfers konstant bleibt. Er wird nicht durch Abnützung beeinflußt. Durch geeignete Wahl der Spalte 27 kann die Dämpfung sehr genau abgestimmt werden. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the torsional vibration damper in the direction of the section line III-III shown in FIG. 1. Between the spokes 12 and 13 there are chambers 22 which are closed laterally by covers 8 . The covers 8 are preferably screwed to the inwardly directed spokes 12 of the damper half 1 . The chambers 22 are supplied with lubricant, for example, via a bore 17 , which can serve as a damping fluid when used in an internal combustion engine. The spokes 12 and 13 are designed such that there are throttle gaps 27 at their ends, the circumferential surfaces on the other damper half opposite each other, through which the oil is displaced when the volume of the chambers 22 when the damper halves 1 , 26 rotate relative to one another downsized. In the narrow gaps 27 between the spoke ends and the hub 6 or component 2 , a hydrodynamic friction arises, by means of which the torsional vibrations are damped. The advantage of hydrodynamic damping is that the damping factor remains constant throughout the life of the damper. It is not affected by wear. The damping can be adjusted very precisely by a suitable choice of the column 27 .

Durch Anschläge 28 am Nabenteil, die den Speichen 12 gegenüberliegen, wird eine Überlastung des Drehschwingungsdämpfers verhindert. Besonders vorteilhaft hieran ist, daß die Anschlagkräfte nicht von den empfindlichen federnden Platten 4 aufgenommen werden müssen.An overloading of the torsional vibration damper is prevented by stops 28 on the hub part, which lie opposite the spokes 12 . It is particularly advantageous that the stop forces do not have to be absorbed by the sensitive resilient plates 4 .

Claims

1. Torsional vibration damper with two damper halves, one damper half belonging to at least one plate, the plane of which extends perpendicular to the longitudinal axis of the shafts connected to the torsional vibration damper, and which includes on one end face on a circumference in the circumferential direction undulating and recessed surfaces, which with Counter surfaces of the other damper half serving as an abutment form troughs for receiving rolling elements which, when the damper halves rotate relative to one another, cause an elastic deformation of the plate in the direction of the shaft longitudinal axis, which results in a torsionally elastic damping of torque surges, and the damping of the relative rotations by displacement of a liquid Via throttle channels from chambers, if their volume decreases as a result of the relative rotations of the damper halves, and the displaced liquid is replaced when the volume increases, thereby nnzeich that one damper half ( 1 ) with radially inwardly directed spokes ( 12 ) and the other damper half ( 26 ) is formed with radially outwardly directed spokes ( 13 ) in the same plane, so that between the spokes ( 12 , 13th ) Chambers ( 22 ) are formed, which are delimited at the spoke ends by peripheral surfaces of the other damper half ( 1 , 26 ) and on the sides by covers ( 8 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the throttle channels are designed as a column ( 27 ) at the spoke ends.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that at least two plates ( 4 ) serve as elastic elements which are symmetrically loaded with respect to an imaginary plane between the plates ( 4 ), and that the spokes ( 12 , 13 ) between extend the plates ( 4 ).

4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the damper half ( 26 ), which includes the plates ( 4 ), is connected to a shaft ( 15 ), and that the covers ( 8 ) with the radially inward Spokes ( 12 ) with the other damper halves ( 1 ) are connected.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the damper halves ( 1 , 26 ) connect two shafts ( 14 , 15 ).