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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Sachgebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen dynamischen Dämpfer mit
einer im allgemeinen zylindrischen Form, der auf eine hohle oder
massive Verbindungsstange, die als Übertragungsglied für Vibrationen,
wie Wellen, Arme, Rohrleitungen in verschiedenen Geräten, die
Schwingungen oder Vibrationen ausgesetzt sind, angeordnet ist, so
daß die Vibrationen
der Stange verringert oder absorbiert werden.
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2. Erörterung
des Standes der Technik
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Es
gibt verschiedene Arten von Stabelementen wie Wellen oder Arme,
die als Kraftübertragungsglieder
dienen und solche wie Kanäle
oder Rohre, die zum Flüssigkeitstransport
dienen. Solche stabförmigen
Elemente tendieren allgemein danach zu schwingen oder zu vibrieren
und leiden demzufolge unter Resonanzproblemen und der unerwünschten Weiterleitung
der darin angeregten Vibration auf andere Bauteile des Gerätes in dem
das Stabelement verwendet wird. Als eine Methode mit diesen Problemen
fertig zu werden, wird ein dynamischer Dämpfer an dem Stabelement angebracht.
Beispiele eines solchen dynamischen Dämpfers sind in JP-A-2-190641,
JP-B-6-37915 und
JP-A-8-28627 offengelegt, wobei der dynamische Dämpfer eine metallische Masse
von im allgemeinen zylindri scher Formgebung aufweist und ein Paar
elastischer Stützglieder,
die an axial gegenüberliegenden
Seiten der Masse angeformt sind, so daß sie entsprechend axial nach
außen
gehen. Der offengelegte dynamische Dämpfer ist auf das Stabelement
gesetzt und daran an den elastischen Stützelementen gesichert, so daß das Masseteil
elastisch auf dem schwingenden Stabelement über die elastischen Stützglieder
abgestützt wird.
So ein allgemeiner zylindrischer dynamischer Dämpfer wird entsprechend eingeregelt,
so daß der dynamische
Dämpfer
wirksame Dämpfungseigenschaften
bezüglich
Dreh- oder Umfangsvibrationen, sowie radiale Vibrationen des Stabelementes
zeigt. Weiterhin kann das Masseteil des dynamischen Dämpfers durch
seine zylindrische Form weniger leicht von dem Stabelement abfallen
oder sich ablösen
selbst wenn das elastische Stützelement
versehentlich bricht. Wegen dieser Vorteile ist der dynamische Dämpfer als
ein dynamischer Dämpfer
für die Antriebswelle
von Automobilen verwendet worden.
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Weiterhin
offenbart das Dokument EP0682192 einen dynamischen Dämpfer zur
Montage auf ein stabförmiges
schwingendes Bauteil, der aufweist:
ein im wesentlichen zylindrisches
Masseteil aus gesintertem Metall geformt oder geschmiedet und an dem
schwingenden Bauteil radial nach außen angeordnet;
ein Paar
elastischer Stützglieder,
die auf axial gegenüberliegenden
Seiten des metallischen Masseteiles angeformt sind und axial nach
außen
und radial nach innen verlaufen, so daß sich eine verjüngende zylindrische
Konfiguration ergibt, wobei das Paar elastischer Stützglieder
so angepaßt
ist, daß es
das metallische Masseteil in Hinblick auf das stabförmige schwingende
Bauteil elastisch abstützt
und eine elastische Deckschicht, die als Einheit mit dem Paar von
elastischen Stützgliedern
geformt und in engem Kontakt auf der gesamten Oberfläche des
metallischen Masseteils fixiert ist und im wesentlichen die gesamte
Oberfläche
des metallischen Masseteiles bedeckt.
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Ein
solcher konventioneller dynamische Dämpfer wird so auf ein stabförmiges Bauteil
aufgebaut, daß der
dynamische Dämpfer
radial nach außen
auf dem stabförmigen
Teil angeordnet ist. Daher kann der dynamische Dämpfer andere Bauteile, die in
der Nähe
der Antriebswelle angebracht sind, stören und so den Freiraum für die Unterbringung
des dynamischen Dämpfers
einschränken.
Das heißt,
der zylindrische dynamische Dämpfer
muß in
seinem Außendurchmesser
kompakt ausgeführt
werden.
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Weiterhin
muß der
zylindrische dynamische Dämpfer
eine genügend
hohe Masse des metallischen Masseteiles aufweisen damit sich daraus
der gewünschte
Vibrationsdämpfungseffekt
ergibt. Wenn jedoch der dynamische Dämpfer in seinem Ausmaß kompakt
gestaltet wird, hat das metallische Masseteil entsprechend ein geringes
Abmaß,
was zu Schwierigkeiten führt,
die gewünschte
Masse des metallischen Masseteiles zu erreichen. Daraus resultiert eine
Verschlechterung des Vibrationsdämpfungseffektes
des dynamischen Dämpfers.
Daher hat der konventionelle dynamische Dämpfer Schwierigkeiten, die
Forderung nach Verkleinerung in genügend er Weise zu erfüllen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen dynamischen Dämpfer zu
schaffen, der neu in seiner Konstruktion und kompakt in seinen Abmessungen
ist, wobei er eine genügend
große
Masse eines metallischen Masseteiles aufweist.
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Diese
Aufgabe kann mit der Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst werden.
Ein dynamischer Dämpfer
zur Montage an ein stabförmiges
schwingendes Bauteil, der aufweist: (a) ein im allgemeinen zylindrisches
metallisches Masseteil aus Sintermetall oder geschmiedet und radial
nach außen
an dem schwingenden Bauteil angeordnet; (b) ein Paar elastischer
angeformter Stützelemente,
die sich axial nach außen
und radial nach innen von den gegenüber liegenden Seiten der metallischen
Masse erstrecken und eine zylindrische sich verjüngende Konfiguration bilden,
wobei das Paar elastischer Stützelemente
angepaßt
ist, um das metallische Masseteil in Hinblick auf das stabförmige schwingende
Bauteil elastisch zu stützen
und (c) eine elastische Deckschicht, die eine Einheit mit dem Paar
elastischer Stützelemente
bilden und in engem Kontakt mit der gesamten Oberfläche des
metallischen Masseteiles befestigt ist und im wesentlichen die gesamte
Oberfläche
des metallischen Masseteiles bedeckt, wobei das metallische Masseteil
Abschrägungen
in Form von sich verjüngenden
zylindrischen Flächen,
die entsprechend an den radial inneren Kanten der sich axial gegenüberliegenden
Endflächen
des metallischen Masseteiles gebildet werden, wobei sich jede der
Abschrägungen über die
entsprechende Endfläche
der axial gegenüberliegenden
Endflächen
und eine innere Umfangsfläche
des metallischen Masseteiles erstrecken, um dadurch die dazugehörige der radialen
inneren Kanten abzuschrägen,
ist das Paar elastischer Stützelemente
entsprechend den Abschrägungen
an dem Endteil mit dem größeren Durchmesser
befestigt.
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In
dem gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruierten Dämpfer
sind die radialen inneren Kanten der axial gegenüber liegenden Endflächen des metallischen
Masseteiles abgeschrägt,
um dabei die Schrägflächen zu
bilden und ein Paar elastischer Stützglieder ist an den Endteilen
mit dem großen Durchmesser
an den entsprechenden Schrägen
befestigt. Diese Anordnung erlaubt Endteile mit größeren Durchmessern,
d.h. die axial inneren Endteile der elastischen Stützglieder
stehen axial nach innen von den entsprechenden gegenüberliegenden
axialen Endflächen
des metallischen Masseteiles um einen bestimmten axialen Abstand
hervor, der mit der axialen Länge
der Schrägen übereinstimmt.
Das macht es möglich,
die axiale Länge
des metallischen Masseteiles zu vergrößern und dabei wirksam eine
genügend
große
Masse des metallischen Masseteiles sicherzustellen, während es
eine axial nach innen gerichtete Erweiterung der elastischen Stützglieder
von den entsprechenden axialen Endflächen des metallischen Masseteiles
gestattet und dabei die gewünschte
effektive freie Länge
der elastischen Stützglieder
sicherstellt. Diese Anordnung erlaubt auch eine Verminderung der
axialen Länge
eines Teiles jedes elastischen Stützgliedes, dessen Teil axial
auswärts über die
entsprechende axiale Endfläche
des metallischen Masseteils herausragt, wobei der dynamische Dämpfer als
Ganzes in seiner axialen Länge kompakt
gemacht werden kann. Demgemäß kann der
dynamische Dämpfer
dieser Art der Erfindung, die Forderungen nach genügend großer Masse
des metallischen Masseteiles und nach einem genügend verkleinerten Abmaß des gesamten
dynamischen Dämpfers
in Einklang bringen, die in dem konventionellen dynamischen Dämpfer nur
alternativ erreichbar sind.
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In
dem dynamischen Dämpfer
nach dieser Erfindung sind die axialen inneren Teile der elastischen
Stützglieder,
die wahrscheinlich durch das Anlegen der Vibrationslast an den Dämpfer einer
besonderen Belastung ausgesetzt sind, auf die Schrägen, die
an den radialen inneren Kanten der gegenüberliegenden Endflächen des
metallischen gebildet werden, abgestützt, dabei wird wirksam die
Belastungskonzentration abgebaut, die in den axialen Innenteilen
der elastischen Stützglieder
erzeugt wird. Im Detail leidet der konventionelle dynamische Dämpfer, der
das zylindrische metallische Masseteil und die beiden elastischen
Stützglieder
enthält,
die die axial gegenüberliegenden
Seiten des metallischen Masseteils bilden und das metallische Masseteil
elastisch abstützen,
wahrscheinlich unter der Belastungskonzentration an der Grenze oder
nahe der Grenze zwischen den elastischen Stützgliedern und den axial gegenüberliegenden
Endflächen
des metallischen Masseteils. Die Anwesenheit der radialen inneren Kanten
der axial gegenüber
liegenden Endflächen des
metallischen Masseteils, deren Kanten in allgemeinen rechte oder
spitze Winkel haben, kann eine beträchtliche Belastungskonzentration
an oder nahe der Grenze zwischen den elastischen Stützgliedern und
den radialen inneren Kanten hervorrufen, die eine Verschlechterung
der Haltbarkeit des elastischen Stützgliedes nach sich zieht.
Jedoch ist das metallische Masseteil des dynamischen Dämpfers gemäß dieser
Erfindung so angeordnet, daß es Schrägflächen an
den radial inneren Kanten seiner entsprechenden axial gegenüberliegenden
Endflächen
zur Abschrägung
oder Beseitigung der radial inneren Kanten und zum Abstumpfen des
Winkels der radial inneren Kanten besitzt. Bei Vorhandensein der Schrägflächen hat
das metallische Masseteil zwei Ecken, die stumpfe Winkel an den
radial inneren Teilen einer ihrer axial gegenüberliegenden Endflächen haben,
während
sonst die radiale innere Kante meistens einen rechten Winkel hat.
Diese Anordnung macht es möglich,
die Belastungskonzentration, die am axialen inneren Kantenbereich
des elastischen Stützgliedes
erzeugt wird, abzuschwächen
und dabei das Auftreten von Defekten, wie Risse in den elastischen
Stützgliedern
zu verhindern. Daher kann der dynamische Dämpfer nach dieser Erfindung
eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit der elastischen Stützglieder
erreichen.
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Gemäß dieser
Erfindung ist das zylindrische metallische Masseteil aus gesintertem
Metall oder geschmiedet. Diese Anordnung erlaubt einen verhältnismäßig hohen
Grad der Rauheit der Oberfläche des
metallischen Masseteiles des dynamischen Dämpfers der vorliegenden Erfindung,
verglichen mit einem metallischen Masseteil, das durch Gießen oder
Pressen geformt wird. Entsprechend ist die elastische Deckschicht,
die in engem Kontakt mit der unebenen Oberfläche des metallischen Masseteiles fest
an dem metallischen Masseteil befestigt, auf Grund einer mechanischen
Haftkraft, hervorgerufen durch die hervorstehenden und vertieften
Stellen zwischen der unebenen Oberfläche des metallischen Masseteiles
und der Innenfläche
der elastischen Deckschicht, die das Gegenstück zur unebenen Oberfläche des
metallischen Masseteiles bei der Vulkanisation eines Gummimaterials
zur Bildung der elastischen Deckschicht ist. Daher bietet der dynamische
Dämpfer
dieser Ausführungsform
der Erfindung vorteilhafterweise die gewünschte Haftkraft zwischen dem
metallischen Masseteil und der elastischen Deckschicht, unabhängig davon,
ob die elastische Deckschicht mittels Kleber an dem metallischen
Masseteil befestigt ist und zeigt dabei den gewünschten Vibrationsdämpfungseffekt
mit genügender
Stabilität.
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Verschiedene
bekannte Sintermetall-Materialien einschließlich des Reineisentyps, des
Eisenkarbontyps und des Eisen-Kupfer-Typs
können
für das metallische
Masseteil des dynamischen Dämpfers gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der Erfindung angewendet werden, wobei die erforderliche Masse des
metallischen Masseteiles, die Herstellungskosten, die Arbeitsbedingungen
des dynamischen Dämpfers
o.ä. berücksichtigt
werden müssen. Weiterhin
können
verschiedene Arten bekannter Schmiedeverfahren oder Schmiedeteile,
wie z.B. Kohlenstoffstahl als metallisches Masseteil verwendet werden
und das metallische Masseteil kann durch Warmschmieden oder alternativ
durch Kaltschmieden geformt werden. Das verwendete Schmiedeteil
sollte einer Entzunderungsbehandlung durch Sandstrahlen o.ä. unterworfen
werden. In dieser Hinsicht wird der Prozeß zur Beseitigung des Zunders
beim Schmieden im allgemeinen bei der Herstellung des Schmiedeteils
durchgeführt.
Daher erfordert die vorliegende Erfindung keine speziellen Einrichtungen
oder Herstellungsverfahren zur Durchführung der Entzunderung bei
dem metallischen Masseteil und entsprechend keine Erhöhung der Herstellungskosten.
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Verschiedene
Arten von Gummimaterialien können
zur Gestaltung des elastischen Stützgliedes und der elastischen
Deckschicht, die als Einheit miteinander geformt werden, verwendet
werden, abhängig
von der gewünschten
Vibrationsdämpfungscharakteristik
des dynamischen Dämpfers
der vorliegenden Ausführungsform
der Erfindung. Zum Beispiel kann ein Gummimaterial, wie z.B. NR
(Naturgummi), SBR (Styren-Buta-dien-Gummi) oder BR (Butadien-Gummi) oder
eine Mischung von zwei oder mehr davon in geeigneter Weise verwendet
werden. Die elastische Deckschicht wird nur benötigt, um den gesamten Oberflächenbereich
des zylindrischen metallischen Masseteils abzudecken und ist nicht
notwendigerweise erforderlich, für örtliche
Bereiche des metallischen Masseteiles, an die Stützelemente der Gußform anstoßen, um
das metallische Masseteil in der Gußform abzustützen und
zu positionieren.
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(1)
Eine Ausführungsform
des dynamischen Dämpfers
gemäß der Erfindung
ist gekennzeichnet durch die elastischen Stützglieder, die entsprechende
innere Umfangsflächen
haben, deren Endbereiche mit dem größeren Durchmesser axial nach
innen von den axialen gegenüber
liegenden Endflächen des
metallischen Masseteils liegen.
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In
der oben genannten Ausführungsform
(1) ermöglicht
das Vorhandensein der Schrägflächen des
metallischen Masseteiles, daß sich
die elastischen Stützglieder
radial nach innen von den entsprechenden axialen Endflächen des
metallischen Masseteiles ausdehnen, so daß der dynamische Dämpfer in
seiner axialen Länge
wirksam kleiner gemacht werden kann. In dieser Hinsicht sollte der
Endbereich mit dem großen
Durchmesser der inneren Umfangsfläche jedes elastischen Stützgliedes
allgemein als ein Schnittpunkt einer axialen Fortsetzung der radial
inneren Umfangsfläche
der elastischen Deckschicht, die sich parallel zur Mittelachse des
dynamischen Dämpfers
erstreckt und einer axialen Fortsetzung der inneren Umfangsfläche des
elastischen Stützgliedes,
das um einen vorbestimmten Verjüngungswinkel
des elastischen Stützgliedes
zur Mittelachse des dynamischen Dämpfers geneigt ist, gesehen
werden.
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(2)
Gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
Erfindung ist jedes der elastischen Stützglieder an der jeweils zugehörigen Schrägflächen des
metallischen Masseteiles so befestigt, daß die Mittellinie der elastischen
Stützgliedes,
das durch den Zentralbereich des elastischen Stützgliedes in der Breitenrichtung
des elastischen Stützgliedes
geht, sich mit der zugehörigen
Schrägfläche des
metallischen Masseteiles schneidet.
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In
der vorstehend genannten Ausführungsform
(2) erstreckt sich die Mittellinie des elastischen Stützgliedes
in Richtung seiner Breite axial von der zugehörigen Schrägfläche des metallischen Masseteiles
nach außen.
In dieser Anordnung bietet der dynamische Dämpfer weitere vorteilhafte
Wirkungen der Schrägflächen, die
eine verlängerte
freie Länge des
elastischen Stützgliedes
ergeben und die axiale Länge
des dyna mischen Dämpfers
wegen der axial nach innen gehenden elastischen Stützglieder
verringern.
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(3)
Gemäß einer
dritten Ausführungsform der
Erfindung haben die elastischen Stützglieder entsprechende äußere Umfangsflächen, deren
Endbereich mit großem
Durchmesser sich auf den entsprechenden Schrägflächen des metallischen Masseteiles
befindet, wie in einer axialen Projektion des dynamischen Dämpfers zu
sehen ist.
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In
dieser Ausführungsform
(3) sind die elastischen Stützglieder
so angeordnet, daß sich
im wesentlichen alle elastischen Stützglieder von den Schrägflächen des
entsprechenden metallischen Masseteiles axial nach außen erstrecken.
In dieser Anordnung ergibt der dynamische Dämpfer noch mehr vorteilhafte
Wirkungen der Schrägflächen des metallischen
Masseteiles, die in einer verlängerten freien
Länge der
elastischen Stützglieder
und in einer Verringerung in der axialen Länge des dynamischen Dämpfers auf
Grund der axial nach innen gehenden elastischen Stützglieder
resultiert.
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(4)
Gemäß einer
vierten Ausführungsform der
Erfindung wird die elastische Deckschicht in engen Kontakt mit der
Oberfläche
des metallischen Masseteiles ohne die Verwendung von Kleber befestigt.
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In
dieser Ausführungsform
(4) muß das
metallische Masseteil keiner Behandlung mit Kleber unterworfen werden
d.h. einer Anwendung eines Klebemittels auf der Oberfläche des
metallischen Masseteiles. Das Weglassen der Behandlung mit Kleber führt zu einer
Reduzierung der Herstellungskosten und zu einer verbesserten Effektivität der Produktion des
dynamischen Dämpfers.
Selbst wenn die elastische Deckschicht auf dem metallischen Masseteil ohne
Verwendung von Kleber befestigt wird, sind die elastischen Stützglieder,
die integral mit der elastischen Deckschicht ausgebildet werden,
fest mit dem metallischen Masseteil verbunden, da das metallische
Masseteil aus Sintermetall oder durch Schmieden geformt wird und
die elastische Deckschicht in engem Kontakt damit befestigt ist
und im wesentlichen die gesamte Fläche des metallischen Masseteiles
bedeckt. Um die Deckschicht zu formen und sicher an der Oberfläche des
metallischen Masseteiles zu befestigen, ist es wünschenswert, die elastische Deckschicht
und die elastischen Stützglieder
als Gesamtheit durch Vulkanisieren eines Gummimaterials zu in einer
Form herzustellen, in der das metallische Masseteil in einer bestimmten
Lage zur Form plaziert ist. Auf diese Weise benötigt das metallische Masseteil
keine Behandlung mit Kleber, aber es können andere Nachbehandlungen
wie Waschen und Entfetten durchgeführt werden.
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Die
Dicke der elastischen Deckschicht ist vorzugsweise nicht geringer
als 0,5 mm, besser noch nicht geringer als 1,0 mm, um eine genügende Haftfähigkeit
am zylindrischen metallischen Masseteil und eine genügende Dauerhaftigkeit
zu erhalten. Weiterhin soll die Dicke der elastischen Deckschicht vorzugsweise
nicht mehr als 5,0 mm, besser noch nicht mehr als 3,0 mm betragen,
angesichts der Tatsache, daß eine übertrieben
große
Dicke der elastischen Deckschicht zu einer unerwünschten Vergrößerung des
Abmaße
des dynamischen Dämpfers und
einer unerwünschten
Beschränkung
des Durchmesserwertes des metallischen Masseteiles führt.
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(5)
Gemäß einer
fünften
Ausführungsform der
Erfindung enthält
das metallische Masseteil eine Vielzahl von Durchbohrungen, die
so ausgebildet sind, daß sie
sich in axialer Richtung des metallischen Masseteils erstrecken,
wobei die Mehrzahl der Löcher
mit der elastischen Deckschicht gefüllt sind.
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Bei
dieser Ausführungsform
5, mit den mit der elastischen Deckschicht gefüllten Durchbohrungen, sind
die radial äußeren und
inneren Teile der elastischen Deckschicht, die die entsprechenden äußeren und
inneren Umfangsflächen
des metallischen Masseteiles bedecken, als Gesamtheit durch die elastische
Deckschicht, die die Durchbohrungen füllt, verbunden. In dieser Anordnung
zeigt das metallische Masseteil eine Widerstandskraft gegen Verschiebung
in seiner axialen und radialen Richtung, bezogen auf die elastische
Deckschicht, so daß die elastische
Deckschicht an dem metallischen Masseteil mit einer verbesserten
Haftkraft befestigt werden kann. Daher kann der dynamische Dämpfer dieser Ausführungsform
den gewünschten
Vibrationsdämpfungseffekt
mit verbesserter Stabilität
bereitstellen. Vorzugsweise kann der dynamische Dämpfer entsprechend
dieser Ausführungsform
der Erfindung mit der vorgenannten Ausführungsform (5) verbunden werden,
um so wirksam die Haftkraft zwischen dem metallischen Masseteil
und den elastischen Stützgliedern,
die miteinander mit oder ohne Verwendung von Kleber verbunden werden,
zu erhöhen.
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In
dem dynamischen Dämpfer
gemäß der vorliegenden
Erfindung können
die Schrägflächen zur
gleichen Zeit geformt werden, wenn das metallische Masseteil durch
Sintern des komprimierten Metallpulvers oder durch Schmieden geformt
wird. In dieser Ausführungsform
(5) wird der dynamische Dämpfer
vorzugsweise aus Sintermetall geformt, so daß die Vielzahl von Durchbohrungen
zur gleichen Zeit erzeugt werden kann, wenn das metallische Masseteil
durch Sintern des Metallpulvers geformt wird, das in die gewünschte Form
zur Formung des metallischen Masseteiles des dynamischen Dämpfers gemäß Aus führungsform
(5) gepreßt
wird. Um die Schrägflächen und
die Durchgangslöcher
bequem beim Formen des metallischen Masseteiles herzustellen, sollte
vorzugsweise eine Form verwendet werden, die aus mehreren Einzelteilen
besteht, die mit einer Trennfläche
oder Trennflächen
in Richtung rechtwinklig zur Längsrichtung
der Form zusammengefügt
werden, und so dazwischen den Hohlraum der Form bilden.
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(6)
Gemäß einer
sechsten Ausführungsform der
Erfindung hat die Oberfläche
des metallischen Masseteiles eine mittlere 10-Punkte-Rauhheit Rz
im Bereich von 30 m bis 200 m.
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Ein
zu kleiner Rz-Wert der Oberflächenrauhheit
des metallischen Masseteiles führt
nämlich
zu Schwierigkeiten, eine ausreichende Stabilität der Befestigung zwischen
dem metallischen Masseteil und der elastischen Deckschicht zu erreichen,
während ein
zu großer
Rz-Wert der Oberflächenrauhheit
des metallischen Masseteiles zu einer Verschlechterung der Wirtschaftlichkeit
und erhöhten
Herstellungskosten führen
kann. In der obengenannten Ausführungsform
(6) ist das metallische Masseteil so gestaltet, daß es eine
10-Punkte-Rauhheit
Rz in einem Bereich von 30 m bis 200 m aufweist und damit ein metallisches
Masseteil bietet, das eine genügende
Klebefestigkeit zwischen dem metallischen Masseteil und den elastischen
Stützgliedern
sicherstellt. Vorzugsweise wird das metallische Masseteil für eine mittlere 10-Punkte-Rauhheit im Bereich
von 50 m bis 100 m ausgelegt, was eine weiter verbesserte Klebestabilität zwischen
dem metallischen Masseteil und der elastischen Deckschicht ergibt.
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(7)
Gemäß einer
siebenten Ausführungsform der
Erfindung sind die Schrägflächen so
dimensioniert, daß die
radial inneren Kanten der axial gegenüber liegenden Endflächen des
metallischen Masseteiles um 3,0 – 5,0 mm in axialer Richtung und
entsprechend in radialer Richtung rechtwinklig zur axialen Richtung
des metallischen Masseteiles abgeschrägt sind.
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Wenn
die Schrägflächen übermäßig klein
in ihren Abmaßen
sind erlauben die Oberflächen
der Schrägen
kaum eine nach innen gehende Erweiterung der elastischen Stützglieder
und den Abbau der Belastungskonzentration, die an den Grenzen zwischen
den elastischen Stützgliedern
und den Schrägen
des metallischen Masseteiles entstehen. Andererseits, wenn die Schrägflächen übermäßig groß in ihren
Abmaßen
sind, wird es schwierig, die erforderliche Masse des metallischen
Masseteiles in genügender
Weise sicher zu stellen. In dieser Ausführungsform (7) sind die radialen
Innenkanten der axial gegenüber
liegenden Endflächen
des metallischen Masseteiles um 3,0 – 5,0 mm sowohl in axialer
als auch in radialer Richtung des metallischen Masseteiles abgeschrägt, so daß der dynamische
Dämpfer eine
genügend
große
Masse seines metallischen Masseteils haben kann, während es
die axial nach innen gehende Ausdehnung des elastischen Stützgliedes
gestattet, so daß die
axiale Länge
des dynamischen Dämpfers
klein wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehend genannten Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden besser verstanden im Zusammenhang mit der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
unter Berücksichtigung
der beigefügten
Zeichnungen, in denen zeigt:
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1 ist ein Aufriß eines
dynamischen Dämpfers
einer Ausführungsform
der Erfindung als Längs-
oder Axialschnitt entlang der Linie 1-1 in 2;
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2 ist ein Aufriß des dynamischen
Dämpfers
von rechts in 1;
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3 ist ein Aufriß als axialer
Schnitt eines metallischen Masseteils des dynamischen Dämpfers in 1 entlang der Linie 3-3
in 4;
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4 ist ein Aufriß des metallischen
Masseteiles von rechts in 3;
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5 ist eine vergrößerte Ansicht
eines Hauptteiles des dynamischen Dämpfers in 1;
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6 ist ein Aufriß als Längsschnitt
einer Preßform
zum Abformen des dynamischen Dämpfers
in 1;
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7 ist eine Schnittansicht
entlang der Linie 7-7 in 6;
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8 ist eine vergrößerte Ansicht
eines Stützgliedes
in Teil A von 6; und
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9 ist eine vergrößerte Teilansicht
eines Hauptteiles des dynamischen Dämpfers in 1.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Bezüglich 1 und 2 ist hier ein dynamischer Dämpfer 10 gezeigt,
der gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Der dynamische Dämpfer 10 hat
eine im allgemeinen zylindrische Form und schließt eine im allgemeinen zylindrische
metallische Masse 12 und ein Paar elastischer Stützglieder 14 ein,
die an die axial gegenüberliegenden
Seiten der metallischen Masse 12 angeformt und gesichert
sind und axial nach außen
und radial nach innen von den gegenüberliegenden Seiten der metallischen
Masse 12 weitergehen, wobei sie eine sich verjüngende zylindrische
Konfiguration mit Durchmessern bilden, die sich in axial nach außen gehenden
Richtungen verringern. Der dynamische Dämpfer 10 ist auf die
Antriebswelle eines Fahrzeuges als schwingendes stabförmiges Bauteil
aufgebaut und daran an den elastischen Stützgliedern 14 fixiert,
so daß der
dynamische Dämpfer 10 den
gewünschten
Vibrationsdämpfungseffekt
gegenüber
Vibrationen in radialer Richtung senkrecht zur Achsenrichtung der
Antriebswelle und in Verdrehungs- oder Umfangsrichtung der Antriebswelle
zeigt.
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Wie
aus 3 und 4 ersichtlich, ist in der
vorliegenden Ausführungsform
die metallische Masse ein dickwandiges zylindrisches Bauteil aus Sintermetall.
Die metallische Masse 12 kann folgendermaßen geformt
werden: Zuerst wird Pulver oder Partikel eines geeigneten metallischen
Materials mit einem Gleitmittel, wie z.B. Zinkstearat gemischt und in
eine Hohlform gepreßt,
um die metallische Masse 12 in der gewünschten Form herzustellen und
dann in der Atmosphäre
eines geeigneten Gases bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes
der Legierung, wo eine Verschmelzung im Festkörperzustand stattfindet, gesintert
oder erhitzt. Die erhaltene metallische Masse 12 wird mechanischen
Behandlungen, Härtungs-
und Vergütungsverfahren
und anderen notwendigen Behandlungen unterworfen, wobei das Endprodukt
entsteht.
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An
der so geformten metallischen Masse 12 ist die gesamte
Oberfläche
wirksam aufgerauht, was auf die metallischen Partikel auf der Oberfläche der metallischen
Masse 12 zurückzuführen ist,
die durch das Sintern im Festzustand verschmolzen sind. Vorzugsweise
hat die metallische Masse 12 eine Oberflächenrauhheit
im Bereich von 50 m bis 200 m besser noch im Bereich von 50 m bis
100 m gemessen nach der Rz-Skala
der mittleren 10-Punkte-Rauhheit.
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Die
metallische Masse 12 enthält eine Vielzahl von Durchgangslöchern (d.h.
sechs Löcher
in der vorliegenden Ausführungsform),
die durch die metallische Masse 12 in axialer Richtung
der metallischen Masse 12 mit einem gleichmäßigen runden Querschnittsform
gehen und einen gleichmäßigen Abstand
voneinander in Richtung des Umfanges der metallischen Masse 12 haben.
Die metallische Masse 12 enthält Schrägflächen 18, die an den
radial inneren Kanten der axial gegenüber liegenden Endflächen der
metallischen Masse 12 angeformt sind, so daß sich jede
der Schrägflächen 18 über die
zugehörige
axiale Endfläche
und die innere Umfangsfläche der
metallischen Masse 12 erstreckt, um die zugehörigen radial
inneren Kanten abzuschrägen
oder zu beseitigen. Daher ist jede Schrägfläche als sich verjüngende zylindrische
Fläche
ausgebildet, die sich über
den Umfang des metallischen Masseteiles erstreckt. Jede der Schrägflächen 18 ist
so dimensioniert, daß die
zugehörige
radiale innere Kante der einen Endfläche der metallischen Masse 12 an
der axialen Endfläche
beziehungsweise an der inneren Umfangsfläche der metallischen Masse 12 um
3,0-5,0 mm abgeschrägt
ist. Vorzugsweise sind die Schrägflächen 18,
bezüglich
der Mittelachse des dynamischen Dämpfers 10, um einen
vorbestimmten Winkel, vorzugsweise 10 – 80 Grad, besser noch 30 – 60 Grad
geneigt. In der vorliegenden Ausführungsform reichen die Schrägflächen 18 nicht
an die Vielzahl der Durchgangslöcher
heran und sind um 45 Grad bezüglich
der Mittelachse des dynamischen Dämpfers 10 geneigt.
Das heißt,
die Durchgangsbohrungen sind radial außerhalb der Schrägflächen in
der metallischen Masse 12 angeordnet. Um sicherzustellen,
daß die
Schrägflächen 18 nicht
bis an die äußere Umfangsfläche der
metallischen Masse 12 heranreichen, sind die radialen inneren
Kanten der gegen überliegenden
axialen Endflächen
der metallischen Masse 12 an den gegenüberliegenden axialen Endflächen um
einen vorbestimmten radialen Abstand abgeschrägt, der kleiner ist als das
Maß der
Wanddicke der metallischen Masse 12.
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Eine
Gummischicht als elastische Deckschicht ist in engem Kontakt mit
der Oberfläche
der metallischen Masse 12 verbunden. Die Gummischicht 20 ist
eine dünne
Gummischicht, die sich über
den gesamten Bereich der Oberfläche
der metallischen Masse 12 mit im wesentlichen konstanter Dicke
erstreckt. Vorzugsweise hat die Gummischicht 20 eine Dicke
von 0,5 – 3,0
mm. Die Gummischicht erstreckt sich weiter in die Durchgangslöcher 16 hinein
und bildet dabei die Füllgummibereiche 22 als
integrale Bestandteile der Gummischicht, die die Durchgangslöcher 16 entsprechend
ausfüllen.
Durch das Vorhandensein der Füllgummibereiche 22 sind der
radial äußere Teil
der Gummischicht 20, die sich auf der äußeren Umfangsfläche der
metallischen Masse 12 befindet, und der radial innere Teil
der Gummischicht 20, die sich auf der inneren Umfangsfläche der
metallischen Masse 12 befindet, miteinander über die
Füllgummibereiche 22 der
Gummischicht 20 verbunden.
-
Das
Paar der elastischen Stützglieder 14 ist als
Einheit mit den entsprechenden axial gegenüberliegenden Seiten der metallischen
Masse 12 zusammen geformt, so daß sie von den entsprechenden axial
gegenüberliegenden
Enden der metallischen Masse 12 in die axial nach außen zeigenden
Richtungen gehen. Jedes der elastischen Stützglieder 14 ist gewöhnlich ein
hohles zylindrisches Teil, das sich axial außen und radial im Inneren von
der dazugehörigen
axialen Endfläche
der metallischen Masse 12 erstreckt, und so eine sich verjüngende zylindrische Konfiguration
bildet, deren Durchmesser in Richtung sich axial nach außen in einem
konstanten spitzen Winkel verringert. Zwei zylindrische Befestigungen 24 sind
als Einheit angeformt und erstrecken sich axial nach außen von
den entsprechenden axial hervorstehenden Endstücken (Endstücken mit kleinem Durchmesser)
der elastischen Stützglieder 14 mit
im wesentlichen konstanten Innen- und Außendurchmessern. Eine der zwei
zylindrischen Befestigungen 24 hat eine ringförmige Rille 26 in
ihrer äußeren Umfangsfläche, die
sich so in Umfangsrichtung erstreckt. Die ringförmige Rille 26 ist
angepaßt,
um eine Festhalteband aufzunehmen (nicht gezeigt).
-
Wie
aus 5 ersichtlich, kann
der Endabschnitt mit dem großen
Durchmesser der inneren Umfangsfläche jedes der elastischen Stützglieder 14 als
Schnittpunkt A einer axial nach außen fortgesetzten inneren Umfangsfläche der
Gummischicht 20 und einer axial nach innen fortgesetzten
inneren Unfangsfläche
des dazugehörigen
elastischen Stützgliedes 14 interpretiert
werden. Der Schnittpunkt A ist so angeordnet, daß er sich axial im Inneren
der zugehörigen
axialen Endflächen
der metallischen Masse in einem vorbestimmten axialen Abstand La
befindet.
-
Wie
in 5 gezeigt wird, ist
jedes elastische Stützglied 14 bezogen
auf die metallische Masse so positioniert, daß eine Mittellinie 28 des
elastischen Stützgliedes 14 in
Richtung seiner Breite die zugehörige
Schrägfläche 18 der
metallischen Masse 12 schneidet. Die Mittellinie 28 kann
jeden Bereich der Schrägfläche 18 ohne
besondere Beschränkungen
schneiden. Vorzugsweise kann die Mittellinie 28 den Zentralbereich
der zugehörigen
Schrägfläche gemessen
in Richtung seiner Breite schneiden. Weiterhin ist die Summe des
oben angegebenen Neigungswinkels einer der Schrägflächen 18 und der spitze
Winkel des dazugehörigen
elastischen Stützgliedes 14,
d.h. der Winkel zwischen der Mittellinie 28 des ela stischen
Stützgliedes 14 und
der Schrägfläche 18 ist
vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 45 – 90 Grad festgelegt, besser
noch 60 – 80 Grad.
In dieser Ausführung
hat der Winkel zwischen der Mittellinie 28 und der Schrägfläche 18 einen
Wert von ungefähr
70 Grad.
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Weiterhin
kann der Bereich mit dem größeren Durchmesser
der äußeren Umfangsfläche jedes der
elastischen Stützglieder 14 als
Schnittpunkt B einer radial inneren Fortsetzung der zugehörigen axialen
Endflächen
der Gummischicht 20 und einer axial inneren Fortsetzung
der äußeren Umfangsfläche des zugehörigen elastischen
Stützgliedes 14 interpretiert werden.
Der Schnittpunkt B ist so angeordnet, daß er radial im Innern einer
Schnittlinie der zugehörigen axialen
Endfläche
und der zugehörigen
Schrägfläche 18 der
metallischen Masse 12 in einem vorbestimmten Abstand Lb
liegt.
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Der
wie oben beschriebene dynamische Dämpfer 10 wird so auf
die Antriebswelle (nicht gezeigt) des Fahrzeuges montiert, daß der dynamische Dämpfer 10 radial
nach außen
auf der Antriebswelle angeordnet ist. Bei dem dynamischen Dämpfer 10 der
gegenwärtigen
Ausführungsform
ist der Innendurchmesser der Befestigungsteile 24 etwas
kleiner als der Außendurchmesser
der Antriebswelle und der dynamische Dämpfer 10 ist auf eine
Weise fest auf der Antriebswelle befestigt, daß die innere Umfangsfläche der
Befestigungsteile 24 auf Grund der Elastizität der Befestigungsteile 24 kraftschlüssig und
eng auf den entsprechenden Teilen der äußeren Umfangsfläche der
Antriebswelle befestigt ist. Die Rückhaltebänder (nicht gezeigt) aus hartem
Material, wie z.B. Metall können,
wenn nötig,
fest in die ringförmige Rille 26 eingelegt
werden, so daß die
Befestigungsteile 24 noch fester an den entsprechenden
Teilen der Antriebswelle befestigt werden, so daß die Befestigungsteile 24 in
axialer und in Richtung des Umfanges der Antriebswelle unbeweglich
sind.
-
Bei
dem auf der Antriebswelle montierten dynamischen Dämpfer ist
die metallische Masse 12 koaxial und radial nach außen, mit
einem bestimmten radialen Abstand dazwischen, an der Antriebswelle angeordnet,
wobei sie elastisch durch die elastischen Stützglieder 14 abgestützt wird
und dabei ein sekundäres
Schwingungssystem bezüglich
des primären Schwingungssystems
der Antriebswelle bilden, um so die Vibrationen der Antriebswelle
abzubauen oder zu reduzieren. In dieser Hinsicht ist der dynamische Dämpfer 10 so
angeordnet, daß er
ein verringertes Verhältnis
seiner Federkraft gemessen in axialer Richtung zu der Federkraft
gemessen in radialer oder Verdrehungsrichtung hat.
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Bei
dem wie oben beschriebenen dynamischen Dämpfer 10 werden die
Gummischicht 20, das Paar elastischer Stützglieder 14 und
die Befestigungsteile 24 als gemeinsames vulkanisiertes
Produkt des elastischen Körpers
durch Vulkanisieren eines Gummimaterials geformt und bilden die
Gummischicht 20, die elastischen Stützglieder 14 und die Befestigungsteile 24.
Bei der Vulkanisierung des Gummimaterials zur Formung dieses gemeinsam vulkanisierten
Produktes, wird der elastische Körper auf
dem darin eingebetteten metallischen Masseteil 12 befestigt.
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Als
nächstes
ist in 6 und 7 eine Gußform 30 gezeigt,
die einen Hohlraum 36 aufweist, der der Konfiguration dieser
Gummischicht 20, der elastischen Stützglieder 14 und der
zylindrischen Befestigungsteile 24 entspricht. Nach dem
Einsetzen der metallischen Masse 12 in den Hohlraum der
Gußform 36 wird
ein geeignetes Gummimaterial in den Hohlraum 36 der Gußform 30 gegossen
und dann vulkanisiert, wobei erfolgreich die Gummischicht 20,
das Paar elastischer Stützglieder 14 und
die zylindrischen Befestigungsteile 24 geschaffen werden.
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Die
Gußform 30 hat
im Detail beschrieben eine obere Formhälfte 32 und eine untere
Formhälfte 34,
die an einer Trennfläche
zusammengefügt
sind, die sich rechtwinklig zur Längsrichtung des sich dazwischen
bildenden Hohlraums 36 der Gußform erstreckt. Der Hohlraum
der Gußform 36 weist
einen ersten Hohlraumteil 36a auf, dessen Konfiguration der
der gewünschten
Gummischicht 20 entspricht und einen zweiten Hohlraum 36b,
dessen Konfiguration der äußeren Umfangsfläche des
elastischen Stützgliedes
und den Befestigungsteilen 24 entspricht. Der erste und
der zweite Hohlraumbereich bilden zusammen einen einzigen Hohlraum 36 der Gußform. Die
untere Formhälfte 34 hat
einen Hohlraum, der an der oberen Endfläche offen ist, an die die untere
Formhälfte 34,
an die obere Formhälfte 32 angefügt ist.
Der zentrale Teil der Unterfläche
des Hohlraumes der unteren Formhälfte 34 steht
in axialer Aufwärtsrichtung
hervor und bildet so den Kernbereich 38. Der Kernbereich 38 weist
eine äußere Umfangsfläche auf,
die der inneren Oberfläche
der Gummischicht 20, dem Paar elastischer Stützglieder 14 und
der Befestigungsteile 24 entspricht. Die untere Formhälfte 34 ist
weiterhin mit einem Durchgangsloch 40 ausgestattet, das
als Zugang dient, durch den ein geeignetes Gummimaterial in den
Hohlraum 36 der Gußform
gegossen oder gespritzt wird.
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Beim
Formen der Gummischicht 20 des Paares elastischer Stützelemente 14 und
der zylindrischen Befestigungsteile 24 in der Gußform 30 muß die metallische
Masse 12 aus gesintertem Metall, wie oben beschrieben,
in geeigneter Weise im Hohlraum 36 der Form positioniert
werden, so daß sich
die metallische Masse 12 diametrisch im Mittelteil des
ersten Hohl raumbereiches 36a befindet, wobei sie in koaxialem
Verhältnis
mit dem ersten Hohlraum 36a gehalten wird. Zu diesem Zweck
enthält
die Formfläche, die
den ersten Hohlraumbereich 36a darstellt, eine Vielzahl
von stützenden
Vorsprüngen 42 an
ihren axial gegenüberliegenden
Endteilen. In der vorliegenden Ausführungsform sind sechs Stützvorsprünge 42 an
jedem axialen Endteil des ersten Hohlraumteiles 36a so
angebracht, daß die
sechs Stützvorsprünge 42 in
gleichem Abstand voneinander in Umfangsrichtung angeordnet sind
und radial nach innen von den entsprechenden Umfangsbereichen der
Oberfläche der
Form in ihrem angegebenen radialen Abstand hervor stehen. Wie aus 7 ersichtlich, wird die äußere Umfangsfläche der
metallischen Masse 12 in Kontakt mit dem radial nach innen
hervorstehenden Endteil der Stützvorsprünge 42 an
ihren axial gegenüberliegenden
Endteilen gehalten, so daß die
metallische Masse 12 wirksam bezüglich des ersten Hohlraumes 36a der
Form in diametraler Richtung der Gußform 30 positioniert
ist. Zwei Paare der diametral entgegengesetzten Stützvorsprünge 42,
die Paare, die in Umfangsrichtung benachbart zueinander sind, sind
mit halbkreisförmigen
Vorsprüngen 44 versehen,
wie in 8 gezeigt. Jeder
der halbkreisförmigen
Vorsprünge 44 wird
als Einheit an den axial äußeren Endbereich
des zugehörigen
Stützvorsprunges
geformt, so daß sie
radial nach innen von der äußeren Umfangsfläche des
Stützvorsprunges 42 hervorsteht.
In dieser Anordnung wird jede der axial gegenüber liegenden Endflächen der
metallischen Masse 12 in angrenzenden Kontakt mit den vier
halbkreisförmigen
Vorsprüngen 42 gehalten,
die an jede der axial gegenüber
liegenden Endteilen des ersten Hohlraums 36a der Form angeformt
sind, so daß die metallische
Masse 12 wirksam in axialer Richtung der Form 30 in
bezug auf den ersten Hohlraum 36a positioniert wird. Bei
dem oben angezeigten Gußverfahren
kann die metallische Masse 12, wenn nötig, vorher geeigneten Behandlungen
einschließlich
Waschen und Entfetten unterworfen werden.
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Wie
aus 7 und 8 ersichtlich ist, hat jeder Stützvorsprung 42 eine
sich verjüngende
Form, so daß die
Breite oder Umfangslänge
des Stützvorsprunges 42 sich
verringert sowie der Stützvorsprung 42 radial
nach innen ragt, so daß der
Stützvorsprung 42 in
axialer Richtung des ersten Hohlraumes 36a der Form mit
einer im allgemeinen halbkreisförmigen Form
verläuft,
wie in dem Diagonalschnitt zu sehen. Diese Anordnung macht es möglich, die
erforderliche Kontaktfläche
der Stützvorsprünge 42 für den Kontakt
mit der äußeren Umfangsfläche der
metallischen Masse 12 zur Abstützung und Positionierung der
metallischen Masse 12 im ersten Hohlraum 36a der Form
zu verringern, so daß im
wesentlichen die gesamte Oberfläche
der metallischen Masse 12 effektiv mit der Gummischicht 20 abgedeckt
werden kann. Im Detail ist die metallische Masse 12 vollständig mit
der Gummischicht überzogen
und teilweise an entsprechenden Stellen, die den Stützvorsprüngen 42 entsprechen
der Atmosphäre
ausgesetzt, wie in 9 gezeigt.
Das heißt,
die Gummischicht 20 enthält sechs Ausschnitte 21 an
jedem der axial gegenüber liegenden
Endteile der metallischen Masse 12. Die sechs Ausschnitte 21 weisen
in Umfangsrichtung der metallischen Masse 12 einen Abstand
in völlig
konstanten Intervallen voneinander auf, wobei sie eine halbkreisförmige Form
in ihrem diagonalen Querschnitt aufweisen. Die Gummischicht 20 weist
weiterhin vier Ausschnitte 23 in jeder der axial gegenüber liegenden
Endflächen
der metallischen Masse 12 auf. Die vier Ausschnitte 23 sind
in Umfangsrichtung der metallischen Masse 12 mit Abstand
voneinander angeordnet, wobei sie radial nach innen vom Umfang der
zugehörigen
axialen Endflächen
der metallischen Masse 12 mit einer halbkreisförmigen Form
hervorragen.
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Bei
dem so erhaltenen dynamischen Dämpfer 10 als
in einer Einheit vulkanisiertes Produkt sind die Gummischicht 20,
das Paar elastischer Stützglieder 14 und
die zylindrischen Befestigungen 24 aus einem als Einheit
geformten elastischen Einzelteil gefertigt, worin die metallische
Masse 12 als integrales Teil bei der Vulkanisierung eines
Gummimateriales zur Formung der Gummischicht 20, der elastischen Stützglieder 14 und
der Befestigungen 24 eingebettet wird. In anderen Worten,
die metallische Masse 12 ist über ihre gesamte Fläche mit
der Gummischicht bedeckt. Zusätzlich
ist die Gummischicht 20 fest in engem Kontakt mit der Oberfläche der
metallischen Masse 12 verbunden, was von dem Einfülldruck
des Gummimaterials in den Hohlraum 36 der Gußform und
dem Schrumpfen des Gummimaterials während des Vulkanisierungsvorganges
bewirkt wird.
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Bei
dem gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
konstruierten dynamischen Dämpfer 10 hat
die metallische Masse eine relativ große axiale Länge Ld und demgemäß eine genügend große Masse.
Jedes der elastischen Stützglieder 14 erstreckt sich
axial nach innen von den zugehörigen
axialen Endflächen
der metallischen Masse 12, so das das elastische Stützglied 14 eine
genügend
große
feire Länge
Lc hat, während
es eine reduzierte Länge
seines hervorstehenden Endteiles aufweist, das axial nach außen von
den zugehörigen
axialen Endteilen der metallischen Masse 12 hervorragt,
wodurch die axiale Gesamtlänge
Le des dynamischen Dämpfers 10 kleiner
gemacht werden kann.
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Daher
kann der vorliegende dynamische Dämpfer 10 beide der
oben angegebenen Erfordernisse erfüllen, nämlich eine genügend große Masse der
metallischen Masse 12 und ein relativ kleines Abmaß des gesamten
dynamischen Dämpfers.
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Weiterhin
erlauben die Schrägflächen 18,
die an den radial inneren Kanten der axial gegenüber liegenden Endflächen der
metallischern Masse 12 angeformt sind, daß die axial
inneren Endteile der elastischen Stützglieder 14 axial
nach innen von den gegenüber
liegenden axialen Endflächen
der metallischen Masse hervorragen. Diese Anordnung ist wirkungsvoll,
um eine gewünschte
effektive freie Länge Lc
jedes der elastischen Stützglieder 14 zu
erhalten.
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Zusätzlich wird
der große
Durchmesser oder der axial innere Bereich der elastischen Stützglieder 14 auf
den jeweiligen Schrägflächen 18 der
metallischen Masse 12 befestigt. Diese Anordnung ist wirksam,
um die Belastungskonzentration, die an der Grenze zwischen den axial
inneren Endflächen
der elastischen Stützglieder 14 und
den axial gegenüber liegenden
Endflächen
der metallischen Masse 12 entsteht, zu erleichtern oder
abzubauen, was zu einer verbesserten Haltbarkeit der elastischen
Masseglieder 14 führt.
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Im
Einzelnen ist die metallische Masse 12 aus Sintermetall
geformt, so daß die
Oberfläche
der metallischen Masse 12 stark zerklüftet ist, was auf das Vorhandensein
metallischer Partikel, die durch das Sintern im festen Aggregatzustand
verklebt sind, zurückzuführen ist.
Die innere Umfangsfläche
der Gummischicht 20 wird bei der Vulkanisierung des Gummimaterials,
um die Gummischicht 20 zu formen, in engen Kontakt mit
der zerklüftenten
Oberfläche
der metallischen Masse 12 gebracht und wird so entlang
der rauhen Oberfläche
der metallischen Masse 12 ebenfalls rauh. In dieser Anordnung
sind die rauhe Oberfläche
der metallischen Masse und die rauhe Oberfläche der Gummischicht 20 mechanisch miteinander
durch ihre erhöhten
und vertieften Bereiche verbunden, wie auf mikroskopischer Ebene
zu sehen ist. Das erlaubt das Weglassen der Behandlung mit Kleber,
wie sie normalerweise auf die me tallisch Masse beim Vulkanisieren
des Gummimaterials zur Formung der Gummischicht 20, der
elastischen Stützglieder 14 und
die Füllbereiche 24 angewendet wird,
wobei die Festhaltekraft zwischen der metallischen Masse 12 und
der Gummischicht 20 gewährleistet
ist. Das Weglassen der Klebebehandlung führt zu reduzierten Kosten und
verbesserter Wirtschaftlichkeit der Herstellung des dynamischen
Dämpfers.
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Daher
kann der gemäß der vorliegenden Ausführungsform
konstruierte dynamische Dämpfer 10 die
gewünschte
Stärke
und Haltbarkeit aufbringen, um die auf ihn wirkende bedeutende Vibrationsbelastung
auszuhalten und dabei den gewünschten Vibrationsdämpfungseffekt
mit hoher Stabilität
zu zeigen. Zum Beispiel bleiben die Gummischicht 20 und die
metallische Masse 12 fest aneinander befestigt, selbst
wenn eine übermäßig große Vibrationsbelastung
auf den dynamischen Dämpfer
in Richtung rechtwinklig zur Axialrichtung einwirkt und wenn eine Anfangsbelastung
in axialer Richtung auf den dynamischen Dämpfer ausgeübt wird, um den dynamischen
Dämpfer 10 auf
der Antriebswelle zu installieren, auch wenn eine Schlagbelastung
auf den dynamischen Dämpfer
in axialer Richtung, auf Grund von Steinschlag o.ä., auf den
dynamischen Dämpfer
einwirkt. Daher kann der dynamische Dämpfer 10 ein unerwünschtes
Verschieben der Gummischicht 20 und der metallischen Masse
zueinander an ihrer Verbindungsstelle vermeiden und dabei den gewünschten
Vibrationsdämpfungseffekt
mit hoher Stabilität
erzeugen.
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Zusätzlich sind
die Durchgangslöcher 16,
die durch die metallische Masse 12 hindurch geformt sind,
mit der Gummischicht 20 gefüllt, die damit die Gummifüllungsbereiche 22 bilden,
durch die die radial inneren und äußeren Teile der Gummischicht 20, die
auf der inneren und äußeren Umfangsfläche der metallischen
Masse 12 liegen, direkt miteinander verbunden sind. Diese
Anordnung erlaubt eine verbesserte Stabilität der Verklebung oder Fixierung
der Gummischicht bezüglich
der Oberfläche
der metallischen Masse 12 ohne Verwendung von Kleber zwischen
der Gummischicht 20 und der metallischen Masse 12.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
sind die durch die metallische Masse 12 hindurchgehenden
Durchgangslöcher 16 mit
der Gummischicht 20 gefüllt
und bilden dabei die Gummifüllungsbereiche 22,
durch die die radial inneren und äußeren Teile der Gummischicht 20,
die auf den inneren und äußeren Umfangsflächen der
metallischen Masse 12 liegen direkt miteinander verbunden
sind. Diese Anordnung erlaubt eine genügende Stabilität der Verklebung oder
Fixierung der Gummischicht 20 bezüglich der Oberfläche der
metallischen Masse 12, ohne daß ein Klebemittel zwischen
der Gummischicht 20 und der metallischen Masse 12 verwendet
wird.
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Während die
vorliegende Erfindung mit ihrer bevorzugten Ausführungsform nur zum Zweck der Erläuterung
im Detail beschrieben wurde, ist es so zu verstehen, daß die Erfindung
nicht auf die Details der erläuterten
Ausführungsform
begrenzt ist.
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Zum
Beispiel, während
eine metallische Masse 12 aus gesintertem Metall in der
erläuterten Ausführungsform
verwendet wird, kann eine durch Schmieden geformte metallische Masse
ebenso verwendet werden. Es wird hier kurz eine metallische Masse 12 beschrieben,
die durch Warmschmieden aus Kohlenstoffstahl geformt wird.
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Eine
solche zylindrische metallische Masse 12 kann zum Beispiel
mittels eines geschlossenen Schmiedegesenkes geformt werden, indem
ein vorgewärmter
scheibenförmiger
Rohling in den Hohlraum eines zylindrischen Gesenkes gelegt und
dann das Zentrum des Rohlings herausgeschlagen wird, um so ein Bohrloch
zu formen oder alternativ indem ein vorgewärmter ringförmiger Rohling in den Hohlraum
eines Gesenkes gelegt und das Zentrum des Rohlings durchgeschlagen
wird, um die Bohrung zu erweitern. Gemäß der allgemeinen Verfahrensweise beim
Schmieden wird die so geformte metallische Masse 12 unter
geeigneter Temperaturregelung oder in einem Nachbehandlungs- (Temper-)
Verfahren, bei dem die metallische Masse 12 einer Atmosphäre ohne
Temperaturregelung ausgesetzt wird, abgekühlt. In beiden Fällen wird
die abgekühlte
metallische Masse 12 einer Entzunderungsbehandlung unterworfen,
um den Zunder, der bei dem oben beschriebenen Abkühlungsverfahren
darauf entsteht, zu entfernen, wobei die gewünschte metallische Masse 12 entsteht,
deren Zunder entfernt ist.
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In
allgemeinen wird die Entzunderungsbehandlung beim Schmieden, wie
oben angezeigt durchgeführt,
um den Zunder, d.h. die dünne
Oxydschicht, die sich auf der Oberfläche des Schmiedeteiles bildet
oder abgelagert wird, zu entfernen oder zu säubern. Die Entzunderung kann
nach geeigneten Verfahren, wie z. B. Sandstrahlen durchgeführt werden,
wobei ein Strom von Schrot oder Drahtenden, die durch Druckluft
oder Verwirbelung beschleunigt werden, auf die gesamte Oberfläche des
Schmiedestückes
angewendet wird. Durch das Sandstrahlen wird die Oxydschicht der
metallischen Masse 12 vollständig von der gesamten Oberfläche der
metallischen Masse 12 entfernt, und als Ergebnis ist die
gesamte Oberfläche
der metallischen Masse 12 wirksam rauh oder zerklüftet. Vorzugsweise
hat die metallische Masse 12 eine Oberflächenrauhheit
im Bereich von 30 m bis 200 m, besser noch zwischen 50 m bis 100
m, gemessen auf Rz-Skala der der mittleren 10-Punkte-Rauhheit.
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Die
Durchgangslöcher 16 und
die Schrägflächen 18,
die an der metallischen Masse gebildet werden, können zur gleichen Zeit, wenn
die metallische Masse 12 durch Gesenkschmieden erzeugt
wird, geformt werden oder alternativ nach der Gestaltung der metallischen
Masse durch Schmieden.
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Es
ist einzuschätzen,
daß der
dynamische Dämpfer 10,
der die metallische Masse 12 verwendet, die durch Schmieden
hergestellt wird, ebenfalls die Vorteile der vorliegenden Erfindung
aufweist, wie sie vorstehend in bezug auf die erläuterte Ausführungsform
diskutiert wurde.
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In
der erläuterten
Ausführungsform
ist die Gummischicht 20 in engem Kontakt auf der Oberfläche der
metallischen Masse 12 fixiert, ohne daß dazwischen ein Klebemittel
verwendet wird. Die Gummischicht 20 kann auch auf der Oberfläche der
metallischen Masse 12 durch ein Klebemittel befestigt werden,
das während
der Vulkanisation des Gummimaterials zur Formung der Gummischicht 20,
dazwischen eingebracht wird. Im letzteren Fall wird die Gummischicht 20 auf
der metallischen Masse 12 mit weiter verbesserter Haftkraft
gesichert, die auf der rauhen Oberfläche der metallischen Masse
zurückzuführen ist,
so daß der
dynamische Dämpfer 10,
wo die Gummischicht 20 auf der metallischen Masse 12 mit
Hilfe eines Klebemittels fixiert ist, den gleichen Nutzeffekt zeigt,
wie in der erläuterten
Ausführungsform.
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Die
Anzahl, Größe und Querschnittsform
der Durchgangslöcher 16,
die durch das metallische Masseteil gehen, können in geeigneter Weise bestimmt
werden, indem die erforderlichen Vibrationsdämpfungskennwerte des dynamischen
Dämpfers 10 und
die Abmaße
der verwendeten metallischen Masse berücksichtigt werden, da die Masse
des metallischen Masseteils und die Stabilität der Befestigung zwischen
der elastischen Deck schicht und dem metallischen Masseteil direkt
von Anzahl und Größe der Durchgangslöcher 16 beeinflußt werden.
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Weiterhin
kann der dynamische Dämpfer
der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise in bezug auf die
Antriebswelle positioniert werden, indem ein Bereich mit kleinem
und mit großem
Durchmesser verwendet wird, der an der Antriebswelle gebildet wird.
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Die
Konstruktion der Form zum Ausformen des dynamischen Dämpfers ist
nicht besonders eingeschränkt,
vorausgesetzt, das metallische Masseteil wird mit Hilfe einer Vielzahl
von Stützvorsprüngen positioniert
und gehalten. Zum Beispiel, eine Form, die aus einer Anzahl von
Teilstücken
besteht, die an Trennflächen,
die in Längsrichtung
der Form liegen, zusammengefügt
sind und dabei den Hohlraum der Form dazwischen bestimmen. Die Anzahl
der Stützvorsprünge kann
in geeigneter Weise bestimmt werden und ist nicht speziell auf die
Anzahl in der erläuterten
Ausführungsform
begrenzt.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch anwendbar auf einen dynamischen Dämpfer des
Doppel-Massentyps, wobei zwei zylindrische metallische Massen in
Reihe in axialer Richtung mit einem gegebenen axialen Abstand dazwischen
angeordnet sind und die elastischen Stützglieder auf den axial gegenüberliegenden
Endflächen
der betreffenden zylindrischen metallischen Masseteilen befestigt
und miteinander in axialer Richtung verbunden sind.
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Es
versteht sich, daß die
vorliegende Erfindung verschiedene andere Änderungen, Modifikationen und
Verbesserungen einschließen
kann, die dem Fachmann auf diesem Gebiet geläufig sind, ohne das der Schutzbereich
der Erfindung verlassen wird, wie er in den Ansprüchen definiert
ist.