DE4328596A1 - Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen an Kurbelwellen - Google Patents
Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen an KurbelwellenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Dämp
fung von Schwingungen an Kurbelwellen mit einer auf der
Kurbelwelle aufgesetzten Nabe und einem damit verbun
denen Schwungring und einer außenliegenden Riemen
scheibe.
Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer, der zur Tilgung
bzw. Dämpfung hochfrequenter Kurbelwellenschwingungen
dient, ist beispielsweise aus der DE 38 16 324 bekannt.
Dabei werden die Nebenantriebe von Verbrennungsmotoren,
wie z. B. die Lichtmaschine oder die Kühlwasserpumpe, in
der Regel über Keilriemen oder sog. Poly-V-Riemen ange
trieben.
Während die Reduzierung der Torsionsschwingungsamplitu
den durch den vorstehend genannten Drehschwingungsdämp
fer auf Basis von Gummi-Metall-Verbindungen sicher be
werkstelligt werden kann, bereitet die Dämpfung von
Drehschwingungen des Riemenantriebs, insbesondere bei
Poly-V-Riemen im unteren Drehzahlbereich, erhebliche
Probleme. Hierbei werden nämlich die der gleichmäßigen
Drehbewegung der Kurbelwelle überlagerten Schwingungen
so groß, daß Geräusche und Verschleiß auftreten können.
Dies ist ganz besonders dann der Fall, wenn der Motor
mit einem Zweimassenschwungrad ausgerüstet ist. Hier
durch werden zwar die im Getriebe eingeleiteten Schwin
gungen reduziert, aber die Drehmasse der Kurbelwelle
wird gleichzeitig gegenüber üblichen Anwendungen herab
gesetzt mit der Konsequenz einer höheren Ungleichför
migkeit, wobei es sich um eine Starrkörperschwingung
der gesamten Kurbelwelle und aller fest damit verbun
denen Teile handelt.
Die Frequenz der erregenden Momente bezüglich der Rie
menscheibe ergibt sich dabei aus der pro Umdrehung der
Kurbelwelle stattfindenden Zündimpulse, wobei z. B. bei
einem Vierzylindermotor zwei Pulse pro Umdrehung auf
treten, womit bei einer Drehzahl von 600 U/min die Fre
quenz dann 20 Hz beträgt.
Es ist dabei bekannt, diese unerwünschten Schwingungen
mittels einer tiefabgestimmten Kupplung vom Riemen
fernzuhalten, wie sie beispielsweise bei einem visko
elastischen Dämpfer nach der DE 31 48 602 A1 bekannt
ist. Dieser Dämpfer ist dabei allein zur Isolierung von
Drehschwingungen an Riemenscheiben bzw. den entspre
chenden Antriebsriemen gedacht.
Daraus ergibt sich, daß nach dem bisher bekannten Stand
der Technik zur Dämpfung der Torsionsschwingungen der
Kurbelwelle sowie der Dämpfung von auf den Riemen über
tragenen Schwingungen stets zwei getrennt arbeitende
Bauelemente erforderlich sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Auf
gabe zugrunde, einen Schwingungsdämpfer zu schaffen,
der einfach aufgebaut ist und bei dem beide Arten von
auftretenden Schwingungen mit einem einzigen Bauteil
erfaßt und bedämpft werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese
hen, daß ein Drehschwingungsdämpfer und ein Riemen
scheibendämpfer derart hintereinander geschaltet sind,
daß der Schwungring des Drehschwingungsdämpfers über
eine Gummispur mit der Nabe verbunden ist und daß der
Schwungring das Gehäuse der über eine viskose oder
viskoelastische Flüssigkeit angekoppelten Riemenscheibe
bildet.
In einer gleichwertigen Lösung dieser Aufgabe ist er
findungsgemäß vorgesehen, daß ein Drehschwingungsdämp
fer und ein Riemenscheibendämpfer derart parallelge
schaltet sind, daß der Schwungring des Drehschwingungs
dämpfers über eine Gummispur mit der Nabe verbunden ist
und die Nabe das Gehäuse der über eine viskose oder
viskoelastische Flüssigkeit angekoppelten Riemenscheibe
bildet.
Durch eine solche Gestaltung können somit auf einfache
Weise mit einem einzigen Bauteil hochfrequente Torsi
onsschwingungen der Kurbelwelle gedämpft und auch nie
derfrequente Schwingungen im niedrigen Drehzahlbereich
von den Riemen ferngehalten werden.
Bei der Reihenschaltung ist es zweckmäßig, wenn der
Schwungring eine radial nach außen offene Ausnehmung
aufweist, in die ein entsprechend geformter, nach innen
ragender Ansatz der Riemenscheibe unter Freilassung
eines umlaufenden Spaltes eingesetzt ist und der Spalt
mit einer viskosen oder viskoelastischen Flüssigkeit
gefüllt ist.
Dabei sollte sich der freie Innenumfang der Riemen
scheibe über ein Gleitlager am Außenumfang des
Schwungringes abstützen.
Bei einer Parallelschaltung von Drehschwingungsdämpfer
und Riemenscheibendämpfer ist es von Vorteil, wenn sich
die Nabe über einen Teilbereich ihrer axialen Breite
radial bis zum axial verlaufenden Bereich der Riemen
scheibe erstreckt und in diesem Bereich eine radiale,
nach außen offene Aufnehmung aufweist, in die ein ent
sprechend geformter, nach innen ragender Ansatz der
Riemenscheibe unter Freilassung eines mit viskoser oder
viskoelastischer Flüssigkeit gefüllten, umlaufenden
Spaltes eingesetzt ist und wobei im übrigen axialen Be
reich eine Schwungmasse über eine Gummispur mit dem in
nenliegenden axialen und dem radialen Bereich der Nabe
verbunden ist.
Dabei soll sich der freie Innenumfang des axialen Be
reiches der Riemenscheibe über Gleitlager am Außenum
fang der Nabe und des Schwungringes abstützen.
Für den nach innen ragenden Ansatz der Riemenscheibe
sind verschiedene geometrische Gestaltungen möglich. So
kann dieser Ansatz einen prismatischen Querschnitt in
Form eines parallelflankigen Ringes oder eines Ringes
mit dreieckförmigem Querschnitt aufweisen.
Es ist aber auch möglich, daß dieser Ansatz einen T-
förmigen Querschnitt aufweist.
Darüberhinaus ist es möglich, daß der scheibenförmig
ausgebildete Ansatz mindestens auf einer Seite mit
axialen Lamellen versehen ist.
Ferner kann der nach innen ragende Ansatz der Riemen
scheibe durch radiale Lamellen gebildet sein, die in
dazwischenliegende, vom Gehäusegrund ausgehende Lamel
len kämmen.
Der flüssigkeitsgefüllte Spalt sollte über zwei Dicht
ringe im Bereich der innenliegenden Enden der Gleitla
gerabschnitte abgedichtet sein.
Zum Einsetzen des Ansatzes der Riemenscheibe in den
Schwungring oder in die Nabe sollte der Schwungring
bzw. die Riemenscheibe axial geteilt und mit Preßpas
sung montierbar sein.
Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und
Funktionsweise von Ausführungsbeispielen nach der Er
findung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Dämpfer mit hin
tereinandergeschaltetem Schwingungsdämpfer und
Riemenscheibendämpfer;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit einer Parallel
schaltung von Drehschwingungsdämpfer und Rie
menscheibendämpfer;
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Schwungring mit
T-förmigem Ansatz der Riemenscheibe;
Fig. 4 eine Gestaltung des Ansatz mit axialen Lamel
len;
Fig. 5 eine V-förmige Ausgestaltung des Ansatzes und
Fig. 6 eine Gestaltung des Ansatzes in Form von radia
len Lamellen.
Wie man aus Fig. 1 ersieht, weist der Schwingungsdämp
fer zunächst eine topfförmige Nabe 1 auf, die an das
nicht näher dargestellte Ende einer Kurbelwelle ange
flanscht ist. Am Außenumfang der Nabe ist über eine
einvulkanisierte oder eingepreßte Gummispur 2 ein
Schwungring 3 aufgesetzt, der auf seinem Außenumfang
eine Riemenscheibe 4 trägt, die nach dem dargestellten
Ausführungsbeispiel zur Aufnahme von Poly-V-Riemen
dient.
Der Schwungring 3 weist dabei eine umlaufende Ausneh
mung 5 auf, in die ein radial nach innen ragender An
satz 6 der Riemenscheibe 4 eingesetzt ist, wobei umlau
fend zwischen der Ausnehmung 5 und dem Ansatz 6 ein
Spalt 7 freigelassen ist. Dieser Spalt 7 ist mit einer
viskosen oder viskoelastischen Flüssigkeit gefüllt, die
über Schubkräfte den Ansatz 6 der Riemenscheibe 4 mit
nimmt.
Die seitlich über den Ansatz 6 der Riemenscheibe 4
überstehenden Bereiche sind über Gleitlager 8 gegen den
Außenumfang des Schwungringes 3 abgestützt, wobei am
innenliegenden Ende der Gleitlager 8 Dichtringe 9 zur
Abdichtung des Spaltes 7 nach außen angeordnet sind.
Zweckmäßigerweise ist der Schwungring 3 in der Weise
axial geteilt, daß die eine Hälfte 10 des den Ansatz 6
überdeckenden Bereiches vom übrigen Schwungring 3 abge
teilt, um die Riemenscheibe 4 leichter einsetzen zu
können, wobei der Ring 10 dann zweckmäßigerweise über
eine Preßpassung zur Aufnahme dynamischer Kräfte wieder
mit dem übrigen Schwungring 3 verbunden wird.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der An
satz 6 der Riemenscheibe 4 einen rechteckigen, flachen
Querschnitt auf. Es sind jedoch auch andere Quer
schnittsgestaltungen möglich, wie später noch erläutert
wird.
Fig. 1 zeigt die Hintereinanderschaltung eines Dreh
schwingungsdämpfers und eines Riemenscheibendämpfers,
wobei die Sekundärseite des Drehschwingungsdämpfers,
nämlich die Schwungmasse 3, gleichzeitig das Gehäuse
des viskosen Riemenscheibendämpfers darstellt.
In Fig. 2 ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel
eine Parallelschaltung von Drehschwingungsdämpfer und
Riemenscheibendämpfer gezeigt. Dabei ist ebenfalls eine
topfförmige Nabe 11 vorgesehen, die sich jedoch in
einem Teilbereich 12 und 12′ radial bis zum axial ver
laufenden Bereich der außen aufgesetzten Riemenscheibe
14 erstreckt. Dieser Bereich 12 bzw. 12′ der Nabe 11
weist eine radial nach außen offene Ausnehmung 15 auf,
in die ein entsprechend geformter, mit einseitigen
axialen Lamellen 16 versehener Ansatz 17 der Riemen
scheibe unter gleichzeitiger Freilassung eines umlau
fenden Spaltes 18 eingesetzt ist. Dieser Spalt 18 ist
ebenso wie nach Fig. 1 mit einer viskosen oder visko
elastischen Flüssigkeit gefüllt.
Der übrige axiale Bereich der Nabe 11, der nicht bis
zum Schwungring 14 reicht, ist mit einer Schwungmasse
20 in Form eines Schwungringes ausgefüllt und über eine
Gummispur 21 im innenliegenden axialen und im radialen
Bereich mit der Nabe 11 verbunden.
Die Riemenscheibe 14 stützt sich dabei ebenfalls über
Gleitlager 22 auf dem Schwungring 20 und über Gleitla
ger 23 auf der Nabe 11 bzw. ihren radialen Ansätzen 12
und 12′ ab.
Auch hierbei ist die Nabe 11 im radialen Bereich 12 zu
sätzlich axial geteilt, wobei das gesonderte Teil 12′
vor dem Aufsetzen ein leichteres Montieren der Riemen
scheibe 14 mit ihrem Ansatz 17 erlaubt, wobei dann das
Teil 12′ ebenfalls mittels Preßpassung auf dem übrigen
Bereich der Nabe 11 befestigt wird.
Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, kann der nach in
nen ragende Ansatz der Riemenscheibe 4 bzw. 14 als
glatter Ring 6 oder als Ring 17 mit axialen Lamellen
auf einer Seite ausgebildet sein.
Wie sich aus den nachfolgend beschriebenen Figuren er
gibt, ist jedoch auch eine andere Geometrie möglich.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist der nach
innen ragende Ansatz 30 der Riemenscheibe 4 einen T-
förmigen Querschnitt auf, der ebenfalls allseitig von
einem Spalt 31 umgeben ist. Auch hierbei ist der
Schwungring 3 axial geteilt mit einem über Preßpassung
aufsetzbaren Teil 10.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 weist die Rie
menscheibe 4 einen radial nach innen ragenden Ansatz 40
mit sich nach beiden Seiten erstreckenden Lamellen 41
auf, die insgesamt ebenfalls von einem Spalt 42 vom
Schwungring 3 beabstandet sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 weist die Rie
menscheibe 4 einen V-förmigen Ansatz 50 auf, der in
einen entsprechend geformten Spalt 51 der Riemenscheibe
3 reicht. Auch hierbei ist ein umlaufender Spalt 52
vorgesehen, der mit einer entsprechenden Flüssigkeit
ausgefüllt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 reichen von der
Riemenscheibe 4 radiale Lamellen 60 in die Ausnehmung
61 des Schwungringes 3, wobei diese radialen Lamellen
60 zwischen radialen Lamellen 62, die am Grund der Aus
nehmung 61 festgelegt sind, kämmen. Auch hierbei ist
der Zwischenraum zwischen den einzelnen Lamellen 60 und
62 mit einer viskosen oder viskoelastischen Flüssigkeit
ausgefüllt.
Die Fig. 3 bis 6 zeigen geometrische Gestaltungen
von Riemenscheibenansätzen, die in einen Schwungring
ragen. In gleicher Weise können diese Ansätze aber auch
für die Parallelschaltung von Drehschwingungsdämpfer
und Riemenscheibendämpfer ausgebildet sein, wobei sie
dann in eine entsprechende Ausnehmung der Nabe ragen.
Damit ist also mit einem einzigen Bauteil die Kombina
tion eines Gummi-Drehschwingungsdämpfers mit einem vis
kosen Riemenscheibendämpfer verwirklicht, wobei beide
Dämpfer hintereinander- oder parallelgeschaltet werden
können und in beiden Fällen eine Kraftübertragung von
der Kurbelwelle auf den Riementrieb durch die viskose
oder viskoelastische Flüssigkeit im Spalt zwischen
Schwungring bzw. Nabe und Riemenscheibe erfolgt.
Claims (13)
1. Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen an Kurbel
wellen mit einer auf der Kurbelwelle aufgesetzten
Nabe und einem damit verbundenen Schwungring und
einer außenliegenden Riemenscheibe, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Drehschwingungsdämpfer und ein
Riemenscheibendämpfer derart hintereinandergeschal
tet sind, daß der Schwungring (3) des Drehschwin
gungsdämpfers über eine Gummispur (2) mit der Nabe
(1) verbunden ist und daß der Schwungring (3) das
Gehäuse der über eine viskose oder viskoelastische
Flüssigkeit (7) angekoppelten Riemenscheibe (4)
bildet.
2. Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen an Kurbel
wellen mit einer auf der Kurbelwelle aufgesetzten
Nabe und einem damit verbundenen Schwungring und
einer außenliegenden Riemenscheibe, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Drehschwingungsdämpfer und ein
Riemenscheibendämpfer derart parallelgeschaltet
sind, daß der Schwungring (20) des Drehschwingungs
dämpfers über eine Gummispur (21) mit der Nabe (11,
12) verbunden ist und die Nabe (12) das Gehäuse der
über eine viskose oder viskoelastische Flüssigkeit
angekoppelten Riemenscheibe (14) bildet.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwungring (3) eine radial nach außen of
fene Ausnehmung (5) aufweist, in die ein entspre
chend geformter, nach innen ragender Ansatz (6) der
Riemenscheibe (4) unter Freilassung eines umlaufen
den Spaltes (7) eingesetzt ist und der Spalt (7)
mit einer viskosen oder viskoelastischen Flüssig
keit gefüllt ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sich der freie Innenumfang der Riemenscheibe
(4) über Gleitlager (8) am Außenumfang des
Schwungringes (3) abstützt.
5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Nabe (11) über einen Teilbereich (12,
12′) ihrer axialen Breite radial bis zum axial ver
laufenden Bereich der Riemenscheibe (14) erstreckt
und in diesem Bereich eine radiale, nach außen of
fene Ausnehmung (15) aufweist, in die ein entspre
chend geformter, nach innen ragender Ansatz (17)
der Riemenscheibe (14) unter Freilassung eines mit
viskoser oder viskoelastischer Flüssigkeit gefüll
ten umlaufenden Spaltes (18) eingesetzt ist und daß
im übrigen axialen Bereich eine Schwungmasse (20)
über eine Gummispur (21) mit dem innenliegenden
axialen und dem radialen Bereich der Nabe (11, 12)
verbunden ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß sich der freie Innenumfang des axialen Berei
ches der Riemenscheibe (14) über Gleitlager (22,
23) am Außenumfang der Nabe (12, 12′) und des
Schwungringes (20) abstützt.
7. Anordnung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der nach innen ragende Ansatz (6; 50)
der Riemenscheibe (4; 14) einen prismatischen
Querschnitt aufweist.
8. Anordnung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der nach innen ragende Ansatz (30)
der Riemenscheibe (4; 14) einen T-förmigen Quer
schnitt aufweist.
9. Anordnung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der scheibenförmig ausgebildete An
satz (17; 40) mindestens auf einer Seite mit axia
len Lamellen (16; 41) versehen ist.
10. Anordnung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der nach innen ragende Ansatz der
Riemenscheibe (4) durch radiale Lamellen (60) ge
bildet ist, die in dazwischenliegende, vom Gehäuse
grund ausgehenden Lamellen (62) kämmen.
11. Anordnung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der flüssigkeitsgefüllte Spalt (7;
18) über zwei Dichtringe (9) im Bereich der innen
liegenden Enden der Gleitlagerabschnitte (8; 12,
12′) abgedichtet ist.
12. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwungring (3) zum Einsetzen des Ansatzes
(6; 30; 40; 50; 60) der Riemenscheibe (4) axial ge
teilt und mit Preßpassung montierbar ist.
13. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß sich der bis zur Riemenscheibe (14) erstrec
kende Bereich (12, 12′) der Nabe (11) zum Einsetzen
des Ansatzes (17; 30; 40; 50; 60) der Riemenscheibe
(14) axial (12′) geteilt und mit Preßpassung mon
tierbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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