DE4328596C2 - Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen an Kurbelwellen - Google Patents
Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen an KurbelwellenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Dämpfung von Schwingun
gen an Kurbelwellen mit einer auf der Kurbelwelle aufgesetzten Nabe
und einer außenliegenden Riemenscheibe, die einen radial nach innen
ragenden Ansatz aufweist, wobei die Riemenscheibe über eine viskose
oder viskoelastische Flüssigkeit angekoppelt ist.
Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer, der zur Tilgung bzw. Dämp
fung hochfrequenter Kurbelschwingungen dient, ist aus der DE 41 10
845 A1 bekannt. Dabei werden die Nebenantriebe von Verbrennungs
motoren, beispielsweise die Lichtmaschine oder die Kühlwasserpumpe,
in der Regel über Keilriemen oder sogenannte Poly-V-Riemen angetrie
ben. Der bekannte Drehschwingungsdämpfer besitzt eine auf einer
Kurbelwelle aufsetzbaren Nabe, die einen mittigen in Radialrichtung
abragenden Teilbereich aufweist. Auf die Nabe sind in Axialrichtung
beabstandete Ringscheiben aufgepreßt. Außenliegend ist eine in zwei
Teile unterteilte Riemenscheibe vorgesehen, wobei jedes Riemenschei
benteil einen radial nach innen ragenden Ansatz aufweist. Die Ring
scheiben begrenzen mit dem radial abragenden Nabenteil zwei Aus
nehmungen, in die die Ansätze der Riemenscheibenteile einragen. Im
zusammengebauten Zustand begrenzen die nach innen ragenden An
sätze der Riemenscheibenteile und die Ringscheiben einen Spalt, in
dem eine viskose Flüssigkeit aufgenommen ist. Die Riemenscheibentei
le sind bei dem bekannten Drehschwingungsdämpfer über eine Gummi
spur mit den zugeordneten Ringscheiben verbunden.
Aus der DE-AS 12 97 410 ist eine Vorrichtung zur Dämpfung von
Torsionsschwingungen an Kurbelwellen bekannt, bei der eine mit der
Kurbelwelle verschraubte Nabe eine in Axialrichtung verlaufende zylin
drische Muffe und einen hiervon radial abragenden Ringansatz auf
weist. Am Außenumfang der zylindrischen Muffe sitzt gleitend ein
Schwungrad auf, das eine mit viskoser Flüssigkeit gefüllte Ausneh
mung aufweist, in die der radiale Ansatz der Nabe einrastet. Zur Ab
dichtung der Ausnehmung sind Dichtungen vorgesehen, die in am
Schwungrad vorgesehenen Nuten einliegen.
Bei Drehschwingungsdämpfern, wie beispielsweise aus der DE 41 10
845 A1 bekannt, bereitet die Dämpfung von Drehschwingungen des
Riemenantriebs, insbesondere bei Poly-V-Riemen im unteren Drehzahl
bereich, erhebliche Probleme. Hierbei werden nämlich die der gleich
mäßigen Drehbewegung der Kurbelwelle überlagerten Schwingungen
so groß, daß Geräusche und Verschleiß auftreten können. Die ist ganz
besonders dann der Fall, wenn der Motor mit einem Zweimassen
schwungrad ausgerüstet ist. Hierdurch werden zwar die im Getriebe
eingeleiteten Schwingungen reduziert, aber die Drehmasse der Kurbel
welle wird gleichzeitig gegenüber üblichen Anwendungen herabgesetzt
mit der Konsequenz einer höheren Ungleichförmigkeit, wobei es sich
um eine Starrkörperschwingung der gesamten Kurbelwelle und aller
fest damit verbundenen Teile handelt.
Es ist bekannt, diese unerwünschten Schwingungen mittels einer tief
abgestimmten Kupplung vom Riemen fernzuhalten, wie sie beispiels
weise bei einem viskoelastischen Dämpfer nach der DE 31 48 602 A1
bekannt ist. Dieser Dämpfer ist dabei allein zur Isolierung von Dreh
schwingungen an Riemenscheiben bzw. den entsprechenden Antriebs
riemen gedacht.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde,
einen Schwingungsdämpfer vorzuschlagen, der bei einfachem Aufbau
sowohl die Dämpfung von Torsionsschwingungen der Kurbelwelle als
auch die Dämpfung von auf den Riemen übertragenen Schwingungen
ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Schwingungsdämpfer der
eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß ein Drehschwingungs
dämpfer und ein Riemenscheibendämpfer derart hintereinander ge
schaltet sind, daß zwischen Nabe und Riemenscheibe ein Schwungring
des Drehschwingungsdämpfers vorgesehen ist, der über eine Gummi
spur mit der Nabe verbunden ist, daß in dem Schwungring eine den
Ansatz der Riemenscheibe aufnehmende, umlaufende Ausnehmung
vorgesehen ist, die mit dem Ansatz einen die viskose oder viskoelasti
sche Flüssigkeit aufnehmenden Spalt begrenzt, daß Gleitlager zur Ab
stützung der über den Ansatz überstehenden Bereiche der Riemen
scheibe gegen den Außenumfang des Schwungrings vorgesehen sind
und daß am innenliegenden Ende der Gleitlager Dichtringe zur Abdich
tung des Spalts angeordnet sind.
Bei einer gleichwertigen Lösung der gestellten Aufgabe ist erfindungs
gemäß vorgesehen, daß ein Drehschwingungsdämpfer und ein Riemen
scheibendämpfer derart parallel geschaltet sind, daß ein Schwungring
des Drehschwingungsdämpfers über eine Gummispur mit der Nabe
verbunden ist, daß in der Nabe eine den Ansatz der Riemenscheibe
aufnehmende Aussparung vorgesehen ist, die mit dem Ansatz eine die
viskose oder viskoelastische Flüssigkeit aufnehmenden Spalt begrenzt,
daß Gleitlager zur Abstützung der überstehenden Bereiche der Riemen
scheibe gegen den Außenumfang der Nabe vorgesehen sind und daß
am innenliegenden Ende der Gleitlager Dichtringe zur Abdichtung des
Spalts angeordnet sind.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung können somit auf einfache
Weise mit einem einzigen Bauteil hochfrequente Torsionsschwingungen
der Kurbelwelle gedämpft und auch niederfrequente Schwingungen im
niedrigen Drehzahlbereich von den Riemen ferngehalten werden. In
beiden Fällen erfolgt eine Kraftübertragung von der Kurbelwelle auf den
Riementrieb durch die viskose oder viskoelastische Flüssigkeit im Spalt
zwischen Schwungring bzw. Nabe und Riemenscheibe. Durch die er
findungsgemäße Ausgestaltung wird einerseits die Geräuschbildung
und andererseits der Riemenverschleiß reduziert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un
teransprüchen.
Bei der Reihenschaltung ist es zweckmäßig, wenn der Schwungring
eine radial nach außen offene Ausnehmung aufweist, in die ein ent
sprechend 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-formigem 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 Kurbelwellen
mit einer auf der Kurbelwelle aufgesetzten Nabe (1) und einer
außenliegenden Riemenscheibe (4), die einen radial nach innen
ragenden Ansatz (6) aufweist, wobei die Riemenscheibe (4) über
eine viskose oder viskoelastische Flüssigkeit angekoppelt ist, da
durch gekennzeichnet, daß ein Drehschwingungsdämpfer und
ein Riemenscheibendämpfer derart hintereinandergeschaltet sind,
daß zwischen Nabe (1) und Riemenscheibe (4) ein Schwungring
(3) des Drehschwingungsdämpfers vorgesehen ist, der über eine
Gummispur (2) mit der Nabe (1) verbunden ist, daß in dem
Schwungring (3) eine den Ansatz (6) der Riemenscheibe (4) auf
nehmende, umlaufende Ausnehmung (5) vorgesehen ist, die mit
dem Ansatz (6) einen die viskose oder viskoelastische Flüssigkeit
aufnehmenden Spalts (7) begrenzt, daß Gleitlager (8) zur Ab
stützung der über den Ansatz (6) überstehenden Bereiche der
Riemenscheibe (4) gegen den Außenumfang des Schwungrings
(3) vorgesehen sind und daß am innenliegenden Ende der Gleit
lager (8) Dichtringe (9) zur Abdichtung des Spalts (7) angeordnet
sind.
2. Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen an Kurbelwellen
mit einer auf der Kurbelwelle aufgesetzten Nabe (11, 12, 12′)
und einer außenliegenden Riemenscheibe (14), die einen radial
nach innen ragenden Ansatz (17) aufweist, wobei die Riemen
scheibe (16) über eine viskose oder viskoelastische Flüssigkeit
angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehschwin
gungsdämpfer und ein Riemenscheibendämpfer derart parallel
geschaltet sind, daß ein Schwungring (20) des Drehschwin
gungsdämpfers über eine Gummispur (21) mit der Nabe (11, 12,
12′) verbunden ist, daß in der Nabe (11, 12, 12′) eine den An
satz (17) der Riemenscheibe (14) aufnehmende Aussparung (15)
vorgesehen ist, die mit dem Ansatz (17) einen die viskose oder
viskoelastische Flüssigkeit aufnehmenden Spalt (18) begrenzt,
daß Gleitlager (22, 23) zur Abstützung der überstehenden Berei
che der Riemenscheibe (14) gegen den Außenumfang der Nabe
(11, 12, 12′) vorgesehen sind und daß am innenliegenden Ende
der Gleitlager (22, 23) Dichtringe (9) zur Abdichtung des Spalts
(18) angeordnet sind.
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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DE19934328596 DE4328596C2 (de) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | Anordnung zur Dämpfung von Schwingungen an Kurbelwellen |
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