DE4328613A1 - Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen an Kurbelwellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen an Kurbelwellen, mit einer auf der Kurbelwelle aufgesetzten Nabe und einem über eine Gummispur damit verbunden Schwungring und einer sich auf dem Schwungring abstützenden Riemenscheibe.

Derartige Drehschwingungsdämpfer, wie sie beispiels­ weise aus der DE 39 16 324 A1 bekannt sind, dienen zur Dämpfung von Torsionsschwingungen an Kurbelwellen. Da­ bei werden die Nebenantriebe von Verbrennungsmotoren, wie z. B. die Lichtmaschine oder die Kühlwasserpumpe in der Regel über Keilriemen oder sog. Poly-V-Riemen (Keilrippenriemen) über starr mit der Kurbelwelle oder auf den Schwungring aufgesetzte Riemenscheiben ange­ trieben.

Die Reduzierung von Torsionsschwingungsamplituden durch Drehschwingungsdämpfer auf Basis von Gummi-Metall-Ver­ bindungen lassen sich sicher bewerkstelligen. Demgegen­ über bereitet die Dämpfung von Drehschwingungen des Riemenantriebes, insbesondere bei Poly-V-Riemen im un­ teren Drehzahlbereich erhebliche Probleme. Hierbei wer­ den nämlich die der gleichmäßigen Drehbewegung der Kur­ belwelle überlagerten Schwingungen so groß, daß Geräu­ sche und Verschleiß auftreten können. Dies ist ganz be­ sonders dann der Fall, wenn der Motor mit einem Zwei- Massen-Schwungrad ausgerüstet ist. Hierbei werden zwar die ins Getriebe eingeleiteten Schwingungen reduziert, aber die Drehmasse der Kurbelwelle wird gleichzeitig gegenüber üblichen Anwendungen herabgesetzt mit der Konsequenz einer höheren Ungleichförmigkeit, wobei es sich um eine Starrkörperschwingung der gesamten Kurbel­ welle und aller fest damit verbundenen Teile handelt.

Die Frequenz der erregenden Momente bezüglich der Rie­ menscheibe ergibt sich dabei aus den pro Umdrehungen stattfindenden Zündimpulsen, wobei z. B. bei einem 4-Zy­ linder-Motor zwei Pulse pro Umdrehung auftreten. Damit beträgt bei 600 U/min die Frequenz dann 20 Hz.

Es ist bekannt, diese unerwünschten Schwingungen mit­ tels einer tief abgestimmten Kupplung vom Riemen fernzuhalten. Derartige Kupplungen bestehen ebenfalls aus Gummi-Metall-Verbindungen, oder können auch unter Verwendung von bogenförmigen Schraubenfedern ausgeführt sein. In jedem Fall sind jedoch bisher zu Dämpfung der Torsionsschwingungen der Kurbelwelle sowie der Dämpfung von auf den Riemen übertragenden Schwingungen zwei ge­ trennt arbeitende Bauelemente erforderlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Auf­ gabe zugrunde, einen Schwingungsdämpfer zu schaffen, der sehr einfach aufgebaut ist, und bei dem beide Arten von auftretenden Schwingungen mit einem einzigen Bau­ teil erfaßt und gedämpft werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese­ hen, daß ein Drehschwingungsdämpfer und ein Riemen­ scheibendämpfer derart hintereinandergeschaltet sind, daß Schwungring und Riemenscheibe über eine radiale Gummikupplung miteinander verbunden sind, und die Rie­ menscheibe sich über ein Gleitlager auf dem Schwungring abstützt.

Durch eine solche Gestaltung können somit auf einfache Weise mit einem einzigen Bauteil Torsionsschwingungen der Kurbelwelle gedämpft als auch unerwünschte Schwin­ gungen im niedrigen Drehzahlbereich von der Riemen­ scheibe ferngehalten werden.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn der Schwungring einen an­ genähert L-förmigen Querschnitt mit einem axialen, sich parallel zur Gummispur erstreckenden Bereich und an ei­ nem Ende des axialen Bereiches radial abragenden, scheibenförmigen Bereich aufweist, dessen Außenumfangs­ fläche als Gleitlager zur Riemenscheibe ausgebildet ist und daß die sich radial erstreckende Gummikupplung par­ allel zum scheibenförmigen Bereich zwischen dem axialen Bereich des Schwungring und dem Innenumfang der die gleiche Breite wie der Schwungring aufweisenden Riemen­ scheibe angeordnet ist.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Gummikupplung aus zwei hintereinandergeschalteten Gummifedern besteht.

Dabei kann die erste Gummifeder sich radial auswärts vom axialen Bereich des Schwungringes bis in die Nähe des Innenumfanges der Riemenscheibe und die zweite Gummifeder sich radial einwärts vom Innenumfang der Riemenscheibe bis in die Nähe des axialen Bereichs des Schwungringes erstrecken, wobei die beiden freien Enden der Gummifedern über einen Ring mit einem angenähert Z- förmigen Querschnitt miteinander verbunden sind.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Funktionsweise eines Ausführungsbeispieles nach der Er­ findung näher erläutert.

Dabei zeigt die einzige Figur einen Querschnitt durch einen Schwingungsdämpfer, mit in Reihe geschaltetem Riemenscheibendämpfer.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, weist der Dreh­ schwingungsdämpfer zunächst eine topfförmige Nabe 1 auf, die an die nicht näher dargestellte Kurbelwelle angeflanscht oder aufgesetzt ist. Auf die Nabe 1 ist über eine einvulkanisierte oder eingepreßte Gummispur 2 ein Schwungring 3 aufgesetzt, der einen axialen, sich parallel zur Gummispur 2 erstreckenden Bereich 4 und einen an einem Ende des axialen Bereiches 4 radial ab­ ragenden scheibenförmigen Bereich 5 aufweist. Am Außen­ umfang dieses scheibenförmigen Bereiches 5 ist die Poly-V-Riemen tragende Riemenscheibe 6 aufgesetzt und über ein Gleitlager 7 gegen den Schwungring 3 abge­ stützt.

Schwungring 3 und Riemenscheibe 6 sind nunmehr über eine sich radial erstreckende Gummikupplung 10 mitein­ ander verbunden, die wie folgt aufgebaut ist:
Die Gummikupplung 10 erstreckt sich parallel zum schei­ benförmigen Bereich 5 zwischen dem axialen Bereich 4 des Schwungringes 3 und dem Innenumfang der die gleiche Breite wie der Schwungring 3 aufweisenden Riemenscheibe 6. Die Gummikupplung 10 besteht dabei aus hintereinan­ dergeschalteten Gummifedern 11 und 12. Die erste Gummi­ feder 11 erstreckt sich dabei radial auswärts vom axia­ len Bereich 4 des Schwungringes 3 bis in die Nähe des Innenumfanges der Riemenscheibe 6. Die zweite Gummife­ der 12 erstreckt sich radial einwärts vom Innenumfang der Riemenscheibe 6 bis in die Nähe des axialen Berei­ ches 4 des Schwungringes 3. Die beiden freien Enden der Gummifedern 11 und 12 sind dabei über einen Ring 13 mit angenähert Z-förmigen Querschnitt miteinander ver­ bunden.

Wie man dazu aus der Zeichnung ersieht, berührt weder der axiale, radial innenliegende Bereich 14 des Z-för­ migen Ringes 13 den axialen Bereich 4 des Schwungring 3 noch der radial außenliegende Bereich 15 des Ringes 13 die Innenumfangsfläche der Riemenscheibe 6, sondern verlaufen im Abstand dazu, ebenso wie der radiale Be­ reich des Ringes 13 keinen Kontakt zu den beiden Ein­ zelfedern 11 und 12 aufweist.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Anbindung der beiden Gum­ mifedern 11 und 12 an ihre Umfangsfläche durch Vulkani­ sation.

Durch diese Ausbildung der Gummikupplung 10 als zwei hintereinandergeschaltete Einzelfedern 11 und 12 ist eine sehr weiche Federkennlinie dieser als Riemenschei­ bendämpfer wirkenden Anordnung sichergestellt.

Damit sind also Riemenscheibendämpfer und Drehschwin­ gungsdämpfer hintereinandergeschaltet, d. h. die Gummi­ kupplung 10 des Riemenscheibendämpfers sitzt auf dem Schwungring 3 des Drehschwingungsdämpfer. Das Gleitla­ ger 7 zur radialen Abstützung der sehr weichen Gummi­ kupplung 10 sitzt ebenfalls auf dem Schwungring 3 des Drehschwingungsdämpfer.

Durch eine solche Anordnung ist es also möglich, mit einem einzigen Baukörper den Riementrieb von den nie­ derfrequenten Kurbelwellenschwingungen zu isolieren und gleichzeitig die hochfrequenten Kurbelwellenschwingun­ gen zu tilgen bzw. zu dämpfen.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen an Kur­ belwellen, mit einer auf der Kurbelwelle aufge­ setzten Nabe und einem über eine Gummispur damit verbundenen Schwungring und einer sich auf dem Schwungring abstützenden Riemenscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehschwingungsdämpfer und ein Riemenscheibendämpfer derart hintereinanderge­ schaltet sind, daß Schwungring (3) und Riemen­ scheibe (6) über eine radiale Gummikupplung (10) miteinander verbunden sind und die Riemenscheibe (6) sich über ein Gleitlager (7) auf dem Schwung­ ring (3) abstützt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schwungring (3) einen angenähert L- förmigen Querschnitt mit einem axialen, sich par­ allel zur Gummispur (2) erstreckenden Bereich (4) und einen an einem Ende des axialen Bereiches (4) radial abragenden, scheibenförmigen Bereich (5) aufweist, dessen Außenumfangsfläche als Gleitlager (7) zur Riemenscheibe (6) ausgebildet ist, und daß die sich radial erstreckende Gummikupplung (10) parallel zum scheibenförmigen Bereich (5) zwischen axialen Bereich (4) des Schwungring (3) und dem Innenumfang der die gleiche Breite wie der Schwungring (3) aufweisenden Riemenscheibe (5) an­ geordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummikupplung (10) aus zwei hintereinander geschalteten Gummifedern (11, 12) besteht.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gummifeder (11) sich radial auswärts vom axialen Bereich (4) des Schwungring (3) bis in die Nähe des Innenumfanges der Riemenscheibe (6) und die zweite Gummifeder (12) sich radial ein­ wärts vom Innenumfang der Riemenscheibe (6) bis in die Nähe des axialen Bereiches (4) des Schwungring (3) erstrecken und daß die beiden freien Enden der Gummifedern (11, 12) über einen Ring (13) mit an­ genähert Z-förmigen Querschnitt verbunden sind.