DE4335766A1 - Schwingungstilger - Google Patents
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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.
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