DE4335766A1 - Schwingungstilger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungstilger zur Verwendung auf dem Außen­ umfang einer um eine Achse rotierenden und an den Enden Verdickungen auf­ weisenden Welle, umfassend zumindest zwei an den Außenumfang der Welle andrückbare Halbschalen, die jeweils durch zumindest ein in Umfangsrichtung verformbares Federelement aus Gummi mit mindestens einer kreissegmentartig ausgebildeten Trägheitsmasse verbunden sind sowie eine Befestigungseinrich­ tung, die die Trägheitsmassen miteinander verbindet und daß die Befestigungs­ einrichtung zumindest ein Gelenkelement umfaßt, das die Trägheitsmassen auf­ klappbar verbindet sowie ein Verschlußelement, durch das die Trägheitsmassen in ringförmig zusammengefügten Zustand arretierbar sind.

Ein solcher Schwingungstilger ist bekannt. Die Montage erfolgt in Querrichtung, was es erübrigt, die Welle vorher auszubauen. Dabei muß der Nachteil in Kauf genommen werden, daß die beiden Trägheitsmassen durch eine sehr aufwendige Verbindungseinrichtung miteinander verbunden werden müssen. Die Verbin­ dungseinrichtung umfaßt Sicherungsstifte und Schrauben an den Stellen, an de­ nen die Trägheitsmassen einander berühren. Ihre Erzeugung ist sehr aufwendig. Unwuchterscheinungen bei rotierender Welle sind sehr häufig zu beobachten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungstilger der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, daß sich eine leichtere Montierbarkeit ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Schwingungstilger der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger ist es vorgesehen, daß die Ver­ bindungseinrichtung der Trägheitsmassen zumindest ein Gelenkelement umfaßt, das die einander benachbarten Trägheitsmassen aufklappbar verbindet sowie zumindest ein Verschlußelement, durch das die Trägheitsmassen in ringförmig zusammengeklapptem Zustand arretierbar sind. Die Trägheitsmassen sind durch das Gelenkelement in unmontierten Zustand unverlierbar miteinander verbunden, in Querrichtung auf die mit dem Schwingungstilger auszustattende Welle auf­ schiebbar und auf dieser festlegbar. Die Lagerung und Montage des Schwin­ gungstilgers ist dadurch wesentlich vereinfacht. Es können insbesondere Wellen mit dem Schwingungstilger versehen werden, die im Bereich ihrer stirnseitigen Enden Verdickungen eines Durchmessers aufweisen, der größer ist als der In­ nendurchmesser des Schwingungstilgers. Derartige Verdickungen können benö­ tigt werden, um sekundäre Maschinenelemente anzuschließen.

Die Gelenkelemente können durch Scharniere gebildet sein. Unter einem Schar­ nier ist in diesem Sinne ein Verbindungselement der Trägheitsmassen zu verste­ hen, daß deren gelenkige Verbindung gestattet, nicht jedoch deren senkrechte Wegbewegung voneinander. Derartige Scharniere bestehen stets aus metalli­ schem Werkstoffen. Sie benötigen zur Inbetriebnahme des Schwingungstilgers keiner gesonderten Sicherung.

Die Gelenkelemente können auch durch zumindest ein Filmscharnier aus polyme­ rem Werkstoff gebildet sein. Unter einem Filmscharnier ist in diesem Sinne ein gelenkiges Verbindungselement der Trägheitsmassen zu verstehen, das aus ei­ nem flexiblen Werkstoff besteht und das so dünn dimensioniert ist, daß die Träg­ heitsmassen gelenkartig aufgeklappt werden können.

Durch die Verwendung eines flexiblen, polymeren Werkstoffes zur Herstellung des Filmscharniers weist dieses, bezogen auf die sich bei einer schnellen Umdre­ hung des Schwingungstilgers ergebenden Fliehkräfte, zumeist eine wenige be­ friedigende Zugfestigkeit auf. Aus diesem Grunde hat es sich als vorteilhaft be­ währt, wenn die Filmscharniere im montierten Zustand des Schwingungstilgers zusätzlich durch zumindest eine Klammer oder ähnlichem überbrückbar sind, die in Hinterschneidungen der Halbschalen eingreift und diese unverrückbar anein­ ander festlegt. Hierdurch wird die erforderliche Fliehkraftsicherheit erreicht. Die Filmscharniere haben dann maßgeblich die Aufgabe, die Montage der Halbscha­ len zu erleichtern und diese während ihrer Lagerung unverlierbar zu verbinden. Die Filmscharniere können einen einstückigen Bestandteil einer die Trägheits­ masse zumindest außenseitig bedeckenden Beschichtung bilden. Sie lassen sich hierdurch besonders einfach während der Anbringung der Beschichtung erzeugen und verhindern zugleich das Eindringen von Feuchtigkeit in die Trennfuge zwi­ schen den einander gegenüberliegenden Trägheitsmassen. Diese bestehen aus Kostengründen zumeist aus einem Eisenwerkstoff. Durch die Verwendung von Filmscharnieren läßt sich hierbei die Korrosionsgefährdung deutlich reduzieren.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn als polymerer Werkstoff zur Herstellung der Filmscharniere Gummi verwendet wird. Dieses zeichnet sich durch eine besonders gute Haftfestigkeit an den Halbschalen aus, durch eine gute Elastizität, eine gute Flexibilität und eine besonders große Schlagfestigkeit. Insbesondere für gute Eigenschaften im langfristigen Gebrauch des Schwin­ gungstilgers sind diese Eigenschaften von hervorzuhebender Bedeutung.

Das Verschlußelement kann aus einer Klammer bestehen, die in radialer Rich­ tung nach außen vorstehende Ansätze der zu verbindenden Trägheitsmassen außenseitig umgreift oder in nach außen geöffneten Hinterschneidungen der Trägheitsmassen festgelegt ist. Ein solches Verschlußelement läßt sich beson­ ders kostengünstig erzeugen und montieren.

Die Klammer und die Ansätze können ineinander eingreifende Hinterscheidungen haben, um eine unverlierbare Festlegung der Klammer an den Ansätzen zu ge­ währleisten.

Nach einer anderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß sich die Hinterschnei­ dungen im wesentlichen parallel zu der Achse des Schwingungstilgers erstrecken, die axial zumindest in einer Richtung offen sind. Das Einfügen der Klammer erfolgt in diesem Falle parallel zur Achse des Schwingungstilgers aus der Rich­ tung des offenen Endes, was beispielsweise mit Hilfe eines Hammers erfolgen kann. Die während der bestimmungsgemäßen Verwendung im wesentlichen nur in radialer Richtung wirksamen Fliehkräfte vermögen eine solche Klammer nicht zu lösen.

Die Klammer kann elastisch auffederbar sein, um Herstellungstoleranzen der Trägheitsmassen auszugleichen und im langfristigen Gebrauch deren unverrück­ bare Anpressung aneinander zu gewährleisten. Die Federkraft muß die während der bestimmungsgemäßen Verwendung auftretenden Fliehkräfte um zumindest das Doppelte übertreffen.

Die Klammer kann oberflächenbündig in den Außenumfang der Trägheitsmassen eingesenkt sein. Hierdurch werden Unwuchterscheinungen reduziert, Unfallge­ fahren gesenkt und der zur Verfügung stehende Bauraum besser ausgenutzt.

Das Verschlußelement kann aus einem Niet bestehen, der in radialer oder axialer Richtung nach außen vorstehenden Ansätze der zu verbindenden Trägheitsmas­ sen verbindet. Eine unbeabsichtigte oder unerwünschte Lockerung der Verbin­ dung wird hierdurch erschwert, was das Unfallrisiko während der Verwendung des Schwingungstilgers vermindert.

Die einander benachbarten Federelemente können durch zumindest eine im Be­ reich der Gelenkelemente angeordnete Federzunge verbunden sein, wobei die Trägheitsmassen durch die Federzunge aneinander anpreßbar sind. Der Schwin­ gungstilger weist hierdurch in unmontiertem Zustand eine ringförmig in sich ge­ schlossene Gestalt auf, was die Lagerung und den Transport wesentlich verein­ facht. Zu seiner Montage werden die Trägheitsmassen unter elastischer Dehnung der Federzunge soweit aufgeklappt, daß ein Aufschieben auf die auszustattende Welle in Querrichtung möglich ist. Anschließend werden die dazu erforderlichen Kräfte weggenommen mit der Folge, daß die Trägheitsmassen versuchen, in ihre ursprüngliche, gegenseitige Zuordnungsposition zurückzukehren, was eine An­ preßung der Halteelemente an die Welle bewirkt. Die nachfolgende Anbringung des Verschlußelements ist dadurch stark vereinfacht. Die Federzunge und die Federelemente können einstückig ineinander übergehend ausgebildet und ge­ meinsam erzeugt sein.

Eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers ist in der Zeichnung dargestellt. Sie wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Ausführung des Schwingungstilgers in quergeschnittener Darstellung.

Fig. 2 Den Schwingungstilger gemäß Fig. 1 in einer teilweise längsgeschnittenen Darstellung.

Fig. 3 Die Anbringung des Schwingungstilgers nach den Fig. 1 und 2 anhand ei­ nes Beispiels.

Fig. 4 Eine weitere Bauform des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers in längsgeschnittener Darstellung.

Fig. 5 Den vollständigen Schwingungstilger gemäß Fig. 4 in quergeschnittener Darstellung.

Fig. 6 Die Anbringung einer weiteren Ausführung des Schwingungstilgers.

Der in Fig. 1 gezeigte Schwingungstilger ist zur Verwendung auf dem Außenum­ fang einer um eine Achse rotierenden Welle 1 bestimmt. Diese ist im Bereich ihrer stirnseitigen Enden mit unlösbaren Verdickungen 6 (Fig. 2) versehen, die verhin­ dern, daß der Schwingungstilger in axialer Richtung auf die Welle 1 aufgescho­ ben werden kann. Um dennoch eine Montage zu ermöglichen ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Schwingungstilger zwei an den Außenumfang der Welle andrückbare Halbschalen 2 umfaßt, die durch in Umfangsrichtung verform­ bare Federelemente 3 aus Gummi mit zwei kreissegmentartig ausgebildeten Trägheitsmassen 4 verbunden sind, wobei die Trägheitsmassen 4 durch Haltele­ mente aneinander festgelegt sind. Die Haltelemente sind so gestaltet und dimen­ sioniert, daß sich eine in Umfangsrichtung unverrückbare Anpressung der Halb­ schalen 2 an den Außenumfang der Welle 2 ergibt. Die beiden Trägheitsmassen 4 sind auf der einen Seite durch ein Gelenkelement 5 ineinander einhakbar und relativ verschwenkbar verbunden und auf der dem Gelenk gegenüberliegenden Seite durch ein Verschlußelement 7 zusammengefaßt und aneinander festgelegt. Das Verschlußelement 7 besteht aus einer Klammer, die die beiden Ansätze 8 der Trägheitsmassen 4 umgreift und in Hinterschneidungen 9 der Ansätze festgelegt ist. Die Klammer 7 ist federelastisch ausgebildet und hat eine Haltekraft, die die sich während der bestimmungsgemäßen Verwendung ergebenden Fliehkräfte um zumindest das Doppelte übertrifft. Hierdurch ist gewährleistet, daß die beiden Trägheitsmassen 4 auch unter extremen Betriebsbedingungen einander stets in starrer Weise zugeordnet sind. Das Gelenk 5 bildet einen einstückigen Bestand­ teil der beiden Trägheitsmassen 4. Es besteht aus einem in Umfangsrichtung auskragenden Vorsprung der einen Trägheitsmasse 4, der in eine entsprechend gestaltete Nut der anderen Trägheitsmasse eingreift. Der Vorsprung und die Nut haben zusätzlich ein sich axial in einer Richtung verjüngendes Profil. Sie können hierdurch nur in axialer Richtung ineinander eingefügt werden, wobei ein Ausein­ anderfallen während der bestimmungsgemäßen Verwendung dadurch verhindert wird, daß die Klammer 7 in einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden, in beide Trägheitsmassen eingreifenden Nut angeordnet ist, welche zugleich die Eintie­ fungen 9 beinhaltet. Die sich in Umfangsrichtung erstreckende Klammer 7 ist hierdurch in bezug auf beide Trägheitsmassen unverrückbar festgelegt und ver­ hindert durch diese Art ihrer Anbringung und Einbettung zugleich eine axiale Relativbewegung der beiden Trägheitsmassen 4.

In Fig. 3 wird gezeigt, wie der Schwingungstilger nach den Fig. 1 und 2 an der damit auszustattenden Welle 1 festgelegt wird. Die ineinander eingehakten Träg­ heitsmassen werden dazu in Umfangsrichtung aufgeklappt und in Querrichtung auf die Welle 1 aufgeschoben. Die beiden Federelemente 3 sind durch eine im Bereich des Gelenkelements 5 angeordnete Federzunge 11 aus Gummi verbun­ den, wodurch der Schwingungstilger in unmontiertem Zustand stets eine ringför­ mige Gestalt hat. Beim Aufklappen der beiden Trägheitsmassen 4 ergibt sich eine vorübergehende elastische Dehnung der Federzunge 11. Der Schwingungstilger kann hierdurch in Querrichtung auf die Welle aufgeschoben werden. Wird an­ schließend die zum Aufklappen der beiden Trägheitsmassen 4 benötigte Kraft be­ seitigt, dann bewirkt die Federzunge 11, daß der Schwingungstilger seine ur­ sprüngliche, ringförmig in sich geschlossene Gestalt wieder annimmt. Dabei er­ gibt sich eine Anlageberührung zwischen dem Innenumfang des Schwingungstil­ gers und dem Außenumfang der Welle. Dabei ergibt sich eine Anlageberührung zwischen dem Innenumfang des Schwingungstilgers und dem Außenumfang der Welle 1. Anschließend wird die Feder 7 entsprechend Fig. 1 in radialer Richtung auf die Vorsprünge 8 aufgefügt und durch Einschnappenlassen in den Vertiefun­ gen 9 arretiert. Die Funktion der Halbschalen 2 wird bei der Ausführung nach Fig. 3 direkt von den Federelementen 3 übernommen. Diese können bedarfsweise auch mit der Welle 1 verklebt sein.

Die Fig. 4 und 5 nehmen Bezug auf einen Schwingungstilger, bei dem die Träg­ heitsmassen durch ein Gelenkelement miteinander verbunden sind, das aus zwei ineinander einhakbaren Ansätzen besteht. Den Ansätzen radial gegenüberlie­ gend sind zwei aneinander anlegbare, in radialer Richtung nach außen weisende Vorsprünge vorgesehen, die durch einen Niet miteinander verbunden sind. Hier­ durch wird eine besonders große Unfallsicherheit erreicht.

Statt der beiden in den Zeichnungen gezeigten Trägheitsmassen kann auch eine größere Anzahl Trägheitsmassen zur Anwendung gelangen, die jeweils durch ein Gelenk miteinander verbunden sind. Auch in diesem Fall genügt ein einziges Ver­ schlußelement, wenn eine unverrückbare Festlegung der Federelemente auf dem Außenumfang der Welle erzielt werden soll.

Die Ausbildung der Federelemente kann entsprechend dem Stand der Technik erfolgen. Zweckmäßigerweise sind die Federelemente aus Gummi erzeugt und durch unmittelbares Anvulkanisieren mit den Halbschalen und Trägheitsmassen verbunden. Wenn eine Beschichtung aus Gummi vorgesehen ist besteht die Möglichkeit, die Beschichtung, die Federelemente und das Filmscharnier ein­ stückig ineinanderübergehend auszubilden.

Claims (14)

1. Schwingungstilger zur Verwendung auf dem Außenumfang einer um eine Achse rotierenden und an den Enden Verdickungen (6) aufweisenden Welle (1), umfassend zumindest zwei an den Außenumfang der Welle (1) andrückbare Halbschalen (2), die jeweils durch zumindest ein in Umfangs­ richtung verformbares Federelement aus Gummi mit mindestens einer kreissegmentartig ausgebildeten Trägheitsmasse (4) verbunden sind sowie eine Befestigungseinrichtung, die die Trägheitsmassen (4) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung zumindest ein Gelenkelement (5) umfaßt, das die Trägheitsmassen (4) aufklappbar verbindet sowie ein Verschlußelement (7), durch das die Träg­ heitsmassen (4) in ringförmig zusammengefügtem Zustand arretierbar sind.

2. Schwingungstilger nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Gelenkelemente (5) durch Scharniere gebildet sind.

3. Schwingungstilger nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Gelenkelemente (5) durch Filmscharniere aus polymerem Werkstoff gebil­ det sind.

4. Schwingungstilger nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Filmscharniere durch zumindest eine Klammer übergriffen sind.

5. Schwingungstilger nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Filmscharniere (5) einen einstückigen Bestandteil einer die Trägheitsmas­ se (4) zumindest außenseitig bedeckenden Beschichtung bilden.

6. Schwingungstilger nach Anspruch 3 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der polymere Werkstoff Gummi ist.

7. Schwingungstilger nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß das Verschlußelement (7) aus einer Klammer besteht, die in radialer Rich­ tung nach außen vorstehende Ansätze (8) der zu verbindenden Träg­ heitsmassen (4) außenseitig umgreift.

8. Schwingungstilger nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Klammer (7) und die Ansätze (8) ineinander einfügbare Hinterschneidun­ gen (9) haben.

9. Schwingungstilger nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß sich die Hinterschneidungen (9) im wesentlichen parallel zu der Achse des Schwin­ gungstilgers erstrecken.

10. Schwingungstilger nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Klammer (7) elastisch auffederbar ist.

11. Schwingungstilger nach Anspruch 7 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Klammer (7) oberflächenbündig in den Außenumfang der Trägheits­ massen (4) eingesenkt ist.

12. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß das Verschlußelement (7) aus einem Niet (10) besteht, der die in ra­ dialer Richtung nach außen vorstehenden Ansätze (8) der Trägheitsmas­ sen durchdringt.

13. Schwingungstilger nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (3) durch zumindest eine im Bereich des Gelenkele­ ments (5) angeordnete Federzunge (11) verbunden sind und daß die Träg­ heitsmassen (4) durch die Federzunge (11) aneinander anpreßbar sind.

14. Schwingungstilger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzunge (11) und die Federelemente (3) einstückig ineinander überge­ hend ausgebildet sind.