DE6609934U

DE6609934U - Schwingungsdaempfer mit viskosem reibungsmittel.

Info

Publication number: DE6609934U
Application number: DE6609934U
Authority: DE
Original assignee: Holset Engineering Co Ltd
Current assignee: Cummins Turbo Technologies Ltd
Priority date: 1967-06-29
Filing date: 1968-06-29
Publication date: 1972-11-30
Also published as: DE1775049A1; FR1575959A; GB1239450A; US3462136A

Description

PATENTANWÄLTE ; ; ; ;

HELMUTSCHROETER KLAUS LEHMANN D1PL-°HYS. DIPL-ING. 8 MÖNCHEN 25 · Ll POWSKYSTR. 10

t/no-ho-9

HOLSET ENGINEERING COMPANY LIMITED 5«9·1972

Turnbridge, Huddersfield, Yorkshire/England

Schwingungsdämpfer· mil: viskosem Reibungsmittel

Die Erfindung betrifft Schwingungsdämpfer, insbesondere neue Bauarten von abgestimmten Schwingungsdämpferη mit viskosem Reibung smitt el.

Bei den bekannten abgestimmten Schwingungsdäiapfern haben sich gewisse Schwierigkeiten gezeigt, die durch die vorliegende Erfindung überwunden werden. Zum Beispiel sind zwischen der Schwungmasse und dem Teil, dessen Schwingungen gedämpft werden sollen, Gummifedern angeordnet worden, jedoch hat Gummi nur eine kurze Lebensdauer wegen der in dem Gummi erzeugten hohen Temperaturen, vor allem, wenn derartige Dämpfer unter erschwerten Betriebsbedingungen, etwa für die Dämpfung von Fahrzeugdieselmotoren benutzt werden« Der Gummi ändert außerdem seine Abstimmfrequenz in Abhängigkeit von der Temperatur, weswegen die Abstimmung nur einen möglichst guten Kompromiß darstellen kann.

Bei einer anderen Ausführung bekannter Schwingungsdämpfer ist eine nachgiebige Hohlwelle benutzt worden, um die Schwungmasse mit dem Teil zu verbinden, dessen Schwingungen gedampft

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werden sollen; dafür ist jedoch Raum erforderlich, der oft nicht zur Verfügung steht.

Bei einer anderen Bauart abgestimmter Schwingungsdämpfer wurde ein viskoses Reibungsmittel benutzt, und die Abstimmung erfolgte durch die Gehäuseausführung, indem etwa einstellbare Abstände vorgesehen wurden. Bei diesem Dämpfer traten aber ähnliche Probleme wie bei dem Gummidämpfer auf, weil mit wechselnder Temperatur auch eine Änderung der Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit eintritt.

Nach wie vor besteht daher Bedarf für einen abgestimmten Schwingungsdämpfer, dessen Kennwerte quantitativ feststehen und der eine technisch einwandfrei und wirtschaftlich zu verwirklichende Konstruktion darstellt. Eine Anwendungsmöglichkeit für einen derartigen Dämpfer besteht darin, Torsionsschwingungen einer Maschine zu dämpfen, wobei die Abstimmung die kritische Amplitudenspitze (z.B. sechster oder dritter Ordnung) in zwei getrennte Spitzen aufspaltet, von denen die eine niedrigere und die andere höhere Frequenz hat. Wenn die niedrigere Frequenz durch "undertuning" die niedrigere Spitze erhält, kann die höhere Frequenz mit der höheren Spitze im allgemeinen in einen Bereich oberhalb der Höchstdrehzahl der Maschine gebracht werden. Zu solchen Zwecken kann der Gegenstand der Erfindung dienen.

Erfindungsgemäß ist ein abgestimmter Schwingungsdämpfer mit viskosem Reibungsmittel vorgesehen, mit einem eine Arbeitskammer definierenden Gehäuse, einer relativ zu dieser Kammer beweglichen Schwungmasse, einem viskosen Dämpfungsmittel in der Arbeitskammer, wobei die Schwungmasse und das Gehäuse einander gegenüberstehende Arbeitsflächen aufweisen, die dutfch Viskositätskräfte des Dämpfungsmittels gekoppelt sind, und mit federnden Abstimmstegen, die die Schwungsmasse mit dem Gehäuse verbinden.

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Der Werkstoff der Schwungmasse selbst kann als energieabsorbierendes Abstimm-Medium dienen.

Der erfindungsgemäße abgestimmte Schwingungsdämpfer mit viskosem Reibungsmittel nutzt sowohl die Dämpfung durch mechanische Federn wie die Dämpfung durch Scherung eines viskosen Films in ein und demselben Bauelement aus; als Vorteile sind zu nennen:

(1) die Abstimmungsfrequenz ist temperaturunabhängig,

(2) die Lebensdauer ist außerordentlich hoch,

(3) die Herstellungskosten sind niedrig.

Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes ist das Fehlen von Verschleiß im Inneren, weil keine aufeinander reibenden Teile vorkommen, womit die Vorteile verbunden sind, - daß keine Verschlechterung der Silikon-Dämpfungsflüssigkeit

eintritt, daß größere Zwischenräume zugelassen werden können, was die Herstellungskosten verringert, daß Teile mit weniger sorgfältiger Oberflächenbearbeitung als bisher benutzt werden können, weil Lagerungsverschleiß nicht auftritt, und daß jegliche Plattierungs- oder Oberflächenbeschichtungsarbeiten entfallen und auch keine unterschiedlichen Werkstoffe zum Vermeiden von Korrosion in Anwesenheit von Silikonflüssigkeiten benutzt werden müssen.

Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand von Zeichnungen beschrieben, die folgendes darstellen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, von einem Dämpfer mit Merkmalen der Erfindung;

Fig* 2 eine Ansicht einer der federnden Schwungscheiben aus dem Scheibenstapel des Dämpfers nach Fig. 1 von vorn;

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Fig. 3 eine Teilansicht einer abgeänderten Ausführung einer federnden Schwungscheibe von vorn;

Fig. 4 einen Teil eines Radial schnittes durch eine abgewande?.-te Ausführungsform eines die Prinzipien der Erfindung verwendenden Dämpfers;

Fig. 5 eine Vorderansicht eines weiteren, abgeänderten, mit Stegen versehenen Schwungmassenteils nach der Erfindung;

Fig. 6 einen Teilschnitt durch einen Dämpfer mit der Schwungmasse nach Fig. 5, geschnitten längs der Linie VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 einen Teil einer Seitenansicht einer abgewandelten Schwungmasse mit Stegen;

Fig. 8 einen Teil einer Seitenansicht einer weiteren abgewandelten Schwungmasse mit Stegen;

Fig. 9 eine weitere abgeänderte Form, geschnitten längs der Linie IX-IX in Fig. Io;

Fig.Io einen Teil eines Radialschnitts längs der Linie X-X in Fig. 9;

Fig.11 eine der Fig. 9 entsprechende Assicht mit veränderter Anordnung der Stege;

Fig.12, 13, 14 und 15 radiale Schnitte durch weitere Ausführungsformen;

Fig.16 ein Schnittdetail aus c?em Schnitt längs der Linie XVI-XVI in Fig. 15;

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fit /13

Fig. 17 einen Teil eines Radialschnitts durch einen weiteren, nach den Prinzipien der Erfindung gebauten Dämpfer;

Fig. 18 eine Teilansicht einer federnden Dämpferplatte, wie sie in dem Dämpfer nach Fig. 17 benutzt wird;

Fig. 19 eine Schemazeichnung für die Anwendungsweise eines erfindungsgemäßen Dämpfers.

Die Fig. 1 und 2 stellen einen Dämpfer dar, der alle charakteristischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Dämpfer aufweist; der abgestimmte Drehschwingungsdämpfer Io mit viskosem Reibungsmittel nach den Fig. 1 und 2 kann konzentrisch am Ende einer Welle 11 angebracht werden, die Drehschwingungen erleidet, d.h. etwa der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, etwa eines Dieselmotors. Der Dämpfer weist ein Gehäuseteil auf, das als bearbeitetes Gußteil ausgeführt sein kann und einen ringförmigen, axial geöffneten Teil mit einer radialen Wand 13 aufweist sowie in radialem Abstand voreinander stehende, in axialer Richtung gleichweit sich erstreckende Wände 14 und IS und einen radial nach innen vorspringenden Befestigungsflansch 16 mit Einrichtungen zum Anbringen des Dämpfers an der Welle 11. Innerhalb der Gehäusewände ist eine Arbeitskammer 17 ausgebildet, die am offenen Gehäuseende mittels einer Deckplatte 18 verschlossen ist, die an ihrem Platz in bekannter Weise an Schultern 19 mit umgebogenen Halteflanschen neben den axial vorspringenden Enden der Wände 14· und 15 gehalten wird und die Arbeitskammer 17 luftdicht verschließt, indem sie ein Dichtungsmaterial 21 in die Dichtung einklemmt.

In der Arbeitskammer 17 ist eine Schwungmasse untergebracht, von der mindestens der größere Teil sich in der Kammer befindet. Im vorliegenden Fall besteht die Schwungmasse aus einer geschichteten Schwungnadkonstruktion aus einem Stapel

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konzentrisch angeordneter geschichteter Federscheiben 22 aus passendem stärkeren Material, das noch bequem mit geringem Aufwand gestanzt werden kann. Hierfür kann ein Stahlmaterial passender Qualität oder ein geeignetes nichtmetallisches Material j etwa Nylon oder» Glasfaser schicht stoff, benutzt werden. In jeder der federnden Schwungscheiben befindet sich eine zentrale Nabenöffnung 2 3 mit einer ringförmig darum verteilten Gruppe von Befestigungsöffnungen 2 4 an Punkten geringster Beanspruchung; durch die Öffnungen können Schrauben 25 oder andere geeignete Befestigungsmittel gesteckt werden, um die aufgeschichteten Scheiben konzentrisch zu der axialen Innenwand 14 an einer inneren Ringschulter 2 7 festzulegen, die eine verstärkende Verdickung dort bildet, wo die Gehäusewände 13 und 14 mit dem Befestigungsflansch 16 zusammentreffen. Der größere Teil des geschichteten Bauteils erstreckt sich radial auswärts über die Schulter 27 hinaus in die Kammer 17, und jede Scheibe 22 weist einen vollständigen äußeren Ringrand 2 8 auf, durch den in ringförmiger Anordnung längs des Uuifangs gleichmäßig verteilt eine Gruppe von Öffnungen 29 gebohrt ist, die mit den jeweils zugeordneten Öffnungen der anderen Schichten fluchten und dier.jeweils Nieten 3o aufnehmen, welche ein Masseteil 31 an dem Schichtkörper festlegen. Dieses Masseteil ist vorzugsweise als ringförmiges Guß- oder Schmiedestück gearbeitet und besitzt im axialen Schnitt im wesentlichen L-Form; in einer Ringnut 31a werden die das Teil haltenden Einzelschichten des Schichtkörpers aufgenommen. Auf diese Weise wird ein wesentlicher Teil des Schwungrings 31 als Masserand an den Scheiben und zwar innerhalb des Raums zwischen der radialen Wand 13 und der am weitesten innen liegenden Scheibe 22 um die Schulter 27 angeordnet, wodurch eine gute Trägheitswirkung erzielt wird. Ein Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß die Schwungmasse physikalisch gegenüber dem Gehäuse ausbalanciert werden kann und in diesem Gleichgewicht gehalten werden kann, im Gegensatz zu Dämpfern,

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bei denen die Schwungmasse frei rotierend innerhalb des Gehäuses angebracht ist, wobei dann die Ausgleichsgenauigkeit von dem Lagerungsspiel abhängt.

Ein wesentlicher Teil des Gewichts der Schwungmasse wird in ein energieabsorbierendes Federgebilde umgewandelt mit Hilfe von federnden Stegen 32, die den geringeren Teil der Masse, nämlich die Nabenteile 23, mit dem trägen Massenteil, nämlich den Rändern 2 8 und dem Teil 31 verbinden, wodurch eine vorbestimmbare, abgestimmte Federdämpfung erzielt wird. Diese Stege werden dadurch hergestellt, daß man einander ergänzende, beiderseits ι Mossene Schlitze 33 in die jeweiligen Scheiben 22 schneider oder stanzt. In dem vorliegenden Beispiel sind 4 Stege 32 von gekrümmter Gestalt vorgesehen, wodurch freitragende Arme gleichbleibender Stärke gebildet sind, die in radialer Richtung der Scheibe parabolisch von jedem Ende zum Zentrum hin variieren und die an beiden Enden miteinander verankert sind. An ihren radialen Rändern sind die Stege 32 in zwei parabolischen Variationen geformt, wodurch die Stege geringste Tiefe in der Mitte ihrer Länge und größte Tiefe an jedem Ende haben. Damit wird im Betrieb im viesent liehen konstante Biegefestigkeit über die gesamte Steglänge erzielt. Je nach der Größe und sonstigen Gesichtspunkten können weniger Stege oder auch eine größere Zahl von Stegen vorgesehen sein» bei dem gezeichneten Beispiel haben die Stege eine Länge von °, wobei jeder Steg die unmittelbar benachbarten Stege auf

etwa 5o° Länge überlappt. Die verschiedensten Abstimmungsbedingungen lassen sich durch geeignete Variationen der Länge» Tiefe und Breite₃ des Werkstoffs u.dgl. erreichen, vsa bekannten oder zu erwartenden Dämpfungserfordernissen genügen zu können. Bei der Anordnung läßt sich jede gegenseitige Orientierung der Stege der verschiedenen Scheiben 22 zueinander verwirklichen; bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß sie in gleicher Richtung verlaufen und die Schlitze 33

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übereinanderliegen. Wegen der Anordnung der mit gegenseitigem Abstand angebrachten federnden Stege im inneren Teil der Dämpferscheibe, kann der Masseteil der Schwungradmasse relativ zu dem Gehäuse 12 infolge begrenzter Durchbiegung der Stege «. nach Maßgabe von Drehschwingungen oszillieren, und Dämpfungs-

energiejwird durch Hysteresedämpfung innerhalb des Materials der I Schwungmasse selbst absorbiert und verteilt, ohne daß die

Si Ermüdungsgrenze des Materials überschritten wird.

1 Neben der mechanischen Dämpfung mit Hilfe der Stege 32 wird

t eine Viskositätsdämpfung innerhalb des Arbeitsraums 17 her-

i beigeführt, weil die Oberseiten der Gehäusewände 13 und 15

* wie auch der Deckplatte 18 den jeweiligen Oberseiten des

J Schwungteils 31 und der außenliegenden Scheibe 22 parallel

I im Abstand eines Scherfilms gegenüberliegen, unter Berück-

] sichtigung der Viskosität des Dämpfungsmittels, das praktisch

·: den gesamten verfügbaren Raum in der Arbeitskammer ausfüllt.

} Dieses viskose Medium ist vorzugsweise eine Silikonflüssig-

1 keit der erforderlichen, mit dem gewünschten Dämpfungsfaktor

] zu vereinbarenden Viskosität *, -Je größer die Viskosität des

* Dämpfungsmediums ist, umso größer kann natürlich der Scher-

i f ilmzwischenräum sein und damit aüeh die Bearbeitungstoleranz

1 an den Teilen, die die parallelen, miteinender zusammenwirkenden Flächen der» relativ zueinander schwingenden Abschnitte

j des Gehäuses und der Schwungmasse bilden. Eine gleichmässige

) Verteilung des Dämpfungsmediums in der Arbeitskammer 17 wird

' durch Verwendung der Räume zwischen den Speichen 32 als

* Vorratsräume herbeigeführt. Zu diesem Zweck ist die Fläche

j des in radialer Richtung verlaufenden Teils der Schwungmasse

\ 31, die dem Stegteil der Scheibenanordnung gegenüberliegt _s

} vorzugsweise eingezogen, wie bei 34· angedeutet, um einen

I Ströiaungsspalt zu bilden, und der Innenrand des Hasseteils

i liegt mit Abstand der Schulter 27 gegenüber, wie in Fig. 1 zn

I erkennen ist. Die dadurch erzielbare gleichmässigere

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-teilung des Dämpfungsmediums führt zu einer wirkungsvollen Scherfilmkopplung zwischen den zusammenwirkenden Flächen der Bauteile.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform eines Schwungmassenaufbaus aus federnden Stegscheiben (Fig. 3) ist eine Scheibe 3 5 vorgesehen, die einen inneren Nabenteil 3 7 mit einem Befestigungsteil mit öffnungen 38 aufweist, sowie einen außenliegenden Masserand 39 mit öffnungen d4o zum Aufnehmen von Befestigungsvorrichtungen; ferner ist ein größerer Zwischenteil vorgesehen, der durch insgesamt radial verlaufende federnde Stege Hl unterteilt ist, zwischen denen sich radial verlaufende Schlitze 42 befinden, deren entgegengesetzte Enden nahe dem Nabenteil 37 bzw. nahe dem Schwungmasseteil 39 liegen. Da die Schlitze 42 radial verlaufen, sind die Stege 41 nach innen zu am schmälsten und werden breiter gegen ihre Außenenden. Die Flexibilität der Stege wird dadurch erhöht, daß die breitesten Teile der Stege jeweils durch Schlitze 43 in schmälere, kürzere Stegabschnitte 44 unterteilt werden. Dadurch wird eine zweistufige energieabsorbierende Biegung der Stege hervorgerufen. Die Scheiben 3 können anstelle der Scheiben 22 oder schichtweise mit ihnen zusammen benutzt werden.

Fig. 4 zeigt einen Drehschwingungsdämpfer mit viskosem Reibungsmittel, der im wesentlichen nach den gleichen Prinzipien gebaut ist wie der Dämpfer Io, d.h., es wird eine Verbindung mit abstimmenden Federn zwischen der Dämpfungsmasse und dem Gehäuse hergestellt. Im Dämpfer 45 sind Schwungrad, Feder und Nabe 47 einstückig vorgesehen und vorzugsweise als Metallgehäuse (Gußeisen passender Güte), oder Kupfer-Mangan-Legierung oder als Werkstück aus anderem passenden Material (z.B. Nylon oder Glasfaserkunststoff) ausgeführt, das nach Preis und Verwendungsmöglichkeit den jeweiligen Erfordernissen angepaßt ist. Ein Nabenflansch 48 mit Schraubenlöchern 49 dient

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dazu, das Teil an einem Drehschwingungen ausführenden Maschinenteil anzubringen. Im vorliegenden Fall ist ein Gehäuse 5o an dem Schwungmassenkörper 47 angebracht; es besteht aus einem ringförmigen Bauteil mit L-Querschnitt und einer radialen Wand 51, einer äußeren axial verlaufenden Wand 52, einer als Deckplatte wirkenden Wand 53, die parallel zu der Wand 51 liegt und mit dieser und der Wand 52 eine Arbeitskammer 54 bildet. Die Wand 51 und die Deckplatte 53 sind an ihren Innenrändern in geeigneter Weise fest, etwa durch Schrauben oder Nieten 55, mit axial entgegengesetzten Enden des Nabenteils des Bauteils 1+7 verbunden, wobei eine feststehende Dichtung 57 für luftdichten Abschluß sorgt. Eine luftdicht abschließende Dichtung zwischen dem Außenrand der Scheibe 53 und der Wand 52 wird durch einen umgebogenen Rand 58 an der Wand 52 herbeigeführt, wodurch der fragliche Rand der Scheibe 53 gegen eine Schulter 59 und eine eingeschlossene Dichtung 6o gedrückt wird. Der größere Teil des ringförmigen Schwungmassenkörpers U7 ist an seinen axial entgegengesetzten Seiten gegenüber dem kleineren Nabenteil eingezogen, wie bei 61 dargestellt, um einen Scherfilmspalt zwischen den dadurch gebildeten Arbeitsflächen und den gegenüberstehenden parallelen Arbeitsflächen der Kammerwände herzustellen, wobei die Viskosität des die Arbeitskammer 54 praktisch ausfüllenden Dämpfungsmediums berücksichtigt wird.

Auch an seinem Außenrand wird zwischen dem Schwungkörper und der parallel dazu verlaufenden Gehäusewand 52 ein Scherfilm aufgebaut. Durch Schlitze 63 voneinander getrennte federnde Stege 62 sind entsprechend der Anordnung bei der Scheibe 22 oder bei der Scheibe 3 5 angeordnet und verbinden den kleineren Nabenteil mit dem äußeren Schwungmassenteil 64 des Schwungkörpers. Der Dämpfer 45 arbeitet im wesentlichen ebenso wie der Dämpfer Io.

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Die Fig. 5 und 6 zeigen einen Dämpf ex= 65, der¹ in seiaes a.11= gemeinen Aufbau dem Dämpfer 45 entspricht, aber eine abgewandelte federnde Kragarm-Steg-Konstruktion zeigt. Der Dämpfer besitzt danach ein ringförmiges, aus einem Stück bestehendes und Schwungmasse und schwingungsabsorbierende Feder kombinierendes Teil 67 mit einem kleineren Nabenabschnitt 68 und einem größeren Abschnitt, der in eine Arbeitskammer 69 greift, die von einem Gebäude 7o gebildet wird, das von der Schwungmasse gehalten wird und einen Bauteil mit einer radialen Wand 71 und einer in axialer Richtung verlaufenden Wand 72 umfaßt, deren umgebogene Kante 73 den äußeren radialen Rand einer Deckplatte 75 gegen eine Schulter 74 drückt, wobei eine Dichtung 77 den Dichtrand luftdicht abschließt. In diesem Fall liegen der Innendurchmesser des Nabenteils 63, der Gehäusewand 71 und der Deckplatte 75 konzentrisch zueinander und so übereinander, daß sie von Schrauben oder Nieten 78 fest zusammengehalten werden, wobei feststehende Abdichtungen, etwa O-Ringe 79, in die Dichtungsstellen gedrückt werden und die Kammer 69 luftdicht verschließen. Durch miteinander fluchtende Schraubenlöcher 8o, die in gleichmäßigen Abständen am Nabenteil angeordnet sind, kann der Dämpfer an einem umlaufenden Maschinenteil, etwa an einer Kurbelwelle, befestigt werden, in der die auftretenden Schwingungen gedämpft werden sollen. An den axial entgegengesetzten Flächen entlang ist das Schwungmassenteil 67 außerhalb des Nabenteils 68 eingezogen und zwar vorzugsweise in solchem Umfang, daß der Abstand zwischen der Umrandung des Schwungkörpers und der Wand 72 erreicht wird; dadurch wird eine Scherfilmverbindung zwischen den einander gegenüberstehenden Arbeitsflächen des Gehäuses und des Schwungskörpers hergestellt, wobei die Viskosität einer geeigneten Silikon= flüssigkeit oder eines anderen Dämpfungsmediums berücksichtigt wird, das praktisch den gesamten Raum in der Kammer 69 ausfüllt.

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lmi eine abgestimmte·. Dämpfung durch Federn in deta größeren Teil der Schwungmasse 67 zu erreichen, ist ein mit der Schwungmasse zusammenhängender äußerer Schwungring 81 durch federnde Stege 82 unter Einhaltung eines Abstandes mit dem kleineren Nabenteil 68 verbunden. Sowohl der Schwungring 81 als auch dieFedern 82, die den größeren Flächenteil des Schwungkörpers 67 einnehmen, besitzen zweckmäßigerweise Eigenelastizität, um im Rahmen der Lehre der Erfindung eine beträchtliche Federkonstante und bestimmbare Abstimmfrequenz und Dämpfungsfaktor zu haben, womit der Dämpfer auf unterschiedliche Weise abgestimmt werden kann. Dazu erhält jeder Steg 82 eine Länge von ungefähr 9o°, von denen etwa 3o° zwischen Stegen verlaufen. Ein Ende jedes Stegs 82 ist über einen Verbindungsabschnitt 83, der Bestandteil des Nabenteils 68 ist und in gerundetem Obergang radial nach außen verläuft, mit diesem Nabenteil 68 verbunden. Am entgegengesetzten Ende ist jeder Steg über einen Verbindungsabschnitt 81, der Bestandteil des Schwungrings 81 ist und in gerundetem Obergang radial nach innen verläuft, mit diesem Schwungring verbunden. Die Stege 82 weisen, beginnend an ihren relativ breiten Verbindungsabschnitten 83 und 8*4, zunehmend geringere Tiefen auf (d.i. die Dimension in Richtung des Radius), während sie die gleiche gleichförmige Breite behalten wie der Randteil 81. Die geringste Tiefe des Stegs liegt vorzugsweise näher an der Verbindungsstelle 8 3 als an der Verbindungsstelle 84, Ferner geht jeder Steg 82 auf seine zugehörigen Verbindungsabschnitte 83 und 8t in einem Radius über, der so groß ist, wie technisch ausführbar, wobei

der größte Radius natürlich jeweils längs der Schulter des Verbindungsabschnitts liegt. Ferner ist die Anordnung so j getroffen, daß jeder Steg so gekrümmt ist. daß die Mittelachse \ der Krümmung von der Verbindung 83 zur Verbindung 8 4 hin ein- j wärts gebogen ist. Ein Zwischenraum 85 zwischen dem Innenrand jedes Steges 82 und dem Nabenteil 68 geht in einen aufgewei-

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• » ■ I t t

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teten Bereich 87 zwischen den nebeneinanderliegenden Verbindungen 33 und 81 der Stege über und läuft weiter in Zwischenräume 8 8 zwischen den Außenrändern der Stege und dem Schwungmassenrand 81. Man sieht, daß auf diese Weise umfangsmäßig symmetrische Abschnitte längs des Schwungmassenrandes 81 entstehen, deren Tiefe von der Größenordnung der Tiefe der federnden Stege 82 ist, wodurch eine Nachgiebigkeit im Schwunginassenrand entsprechend der Nachgiebigkeit der Stege auftritt, so daß sich auf Grund von Drehschwingungen nicht nur die Stege sondern auch der Rand 81 verbiegt. Auf diese Weise wird die Masse in dem Schwungkörper maximal für Federungszwecke ausgenützt, während das Material geringstmögliche Biegebeanspruchungen erleidet. Die zu absorbierende Dämpfungsenergie wird damit wirksam durch Hysterese im Material des Dämpfers selbst aufgezehrt, ohne daß die Ermüdungsgrenzen des Materials überschritten würden.

Um übermäßige Beanspruchungen des Schwungkörpers unter vorübergehenden oder ungewöhnlichen Drehmomenten zu vermeiden, können zwischen den Stegen passende Anschläge angeordnet werden. Am günstigsten sind jeweils die Bewegung begrenzende Anschläge 89, die als starre Kunststoffzylinder mit ebener Endfläche mit einem Durchmesser ausgeführt sein können, der freilaufend in den jeweiligen Zwischenräumen 87 untergebracht werden kann, wobei die Durchmesser der Anschlagteile so berechnet sind, daß sicheres winkelmäßiges Verwinden gewährleistet ist, daß sie aber* von den einander gegenüberstehenden Schultern der Verbindungsteile 83 und 84 und zwischen ihnen bei der vorgegebenen Verwindungsgrenze erreicht wenden. Indem den zylindrischen Anschlägen 89 eine Länge gegeben wird, die etwa gleich der Breite desgrößeren Teils des Schwungkörpers ist, werden Störungen mit Viskositätsdämpfung vermieden, was sogar dazu führen kann, daß eine Viskositätskopplung zwischen den Eraden der Anschläge und den. gegenüberliegenden Arbeitsflächen innerhalb des

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Dämpfergehäuses auftreten kann.

In Fig. 7 wird eine andere Art ringförmigen Schwungkörpers dargestellt, der eine schwingungsabsorbierende Federkonstruktion 9o aufweist, die für einen abgestimmten Drehschwingungsdämpfer mit viskosem Reibungsmittel auf der Grundlage des Dämpfers 65 geeignet ist und so entworfen wurde, daß er als Eisen- oder Stahlgußstück ausgeführt werden kann. Es ist ein Nabenring 91 mit Schraubenlöchern 92 und Nietenlöchern 93 vorgesehen. Die Nabe 91 besitzt an ihrem Außenrand eine Reihe längsgerichteter, gleichabständiger und übereinstimmender Schlitze 94, in die die am Umfang verbreiterten spitzen Endstücke 95 von Radialstegen 97, die einstückig mit einem Schwungring 9 8 ausgeführt sind, eingreifen. Um Belastungen so niedrig wie möglich zu halten, werden an den Verbindungsenden zwischen Stegen 9 7 und Schwungring 9 8 weite Obergangskrümmungen 99 gewählt, und weite Übergangskrümmungen loo sind auch am Obergang der Stegkörper 9 7 in die Randstücke 9 5 gewählt, die in die Nabe eingreifen. Bei dieser Bauweise erhöhen die federnden Stege 9 7 die Schwungmasse.

Fig. 8 zeigt eine Schwungringkonstruktion lol, die auch als Stahl- oder Eisengußstück ausgeführt werden kann, jedoch ist hier einstückig mit einem Nabenringteil Io2, der Löcher Io3 bzw. Io4 für Schrauben bzw. Nieten aufweist, eine Reihe radial verlaufender, gleichabständig angeordneter Stege Io5 vorgesehen, an deren in radialer Richtung äußeren Enden in Umfangsrichtung verbreiterte Ränder Io7 sitzen, die in zugeordnete Querschlitze Io8 im Innenrand eines Schwungrings Io9 angebracht sind. Man sieht, daß die Stege Io5 vorzugsweise abgeschrägt sind, von einer maximalen Breite in Umfangrichtung bei den Leisten Ho an der Verbindungsstelle zur Nabe Io2 zu einer geringsten Breite an den Leisten 111, wo die Stege in die

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verbreiterten Befestigungsränder Io7 übergehen.

In den Fig. 9 und Io ist ein abgestimmter Schwingungsdämpfer 112 mit viskosem Reibungsmittel gezeigt, der eine Nabe 113 mit radial sich erstreckendem Flansch 114 aufweist» die mit einem Ende fluchtend von einem in gleicher Richtung verlaufenden Gehäuseflansch 115 berührt wird; ferner sind fluchtende Schraubenlöcher 117 vorgesehen, und die Flanschen sind mit Nieten 118 od.dgl. zusammengeführt, wobei eine feststehende Ringdichtung 119 eine Abdichtung zwischen den überlappenden Flächen des Nabenflanschs und des Gehäuseflanschs herstellt. Das Gehäuse wird vervollständigt durch einen in axialer Richtung ziehenden Ringflansch 12o am äußeren Rande des Gehäuseflanschteils 115; der Ringflansch 12o befindet sich in vorgegebenem Abstand vom Außendurchmesser der Nabe 113. Der Gehäuseflansch 12o läuft um die Nabe 113 und weist eine Ringnut 121 auf, in die ein Außenrand eines Abschlußrings 122 eingreift, dessen Innenrand von einer zugeordneten Nut 123 am benachbarten Ende der Nabe 113 aufgenommen wird* Abdichtung und Halterung des Abschlußrings 122 geschieht mittels umgebördelter Haitefiansche 12h und 125 am «abenflanseh bzw. am Gehäuseflansch 12o, woöei ein Dichtmittel 12 7 in der Verbindungsstelle zwischen den umgebördelten Flanschen und den Rändern des Abschlußrings vorgesehen ist, wodurch eine ringförmige Arbeitskammer 128 innerhalb der Nabe-Gehäuse-Anordnung luftdicht abgeschlossen ist; in der Kammer befindet sich viskose Dämpfungsflüssigkeit.

Für eine abgestimmte Dämpfung besitzt ein Schwungring 129 Arbeitsflächen zur Ausbildung eines Scherfilms gegenüber zugeordneten Arbeitsflächen in der Kammer 128 des Gehäuseflanscüs 115 _s am Gehäuseflansch 12o und an der Abschlußplatte 122.

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Zum Abstimmen ist der;Schwungring 129 mit der Nabe 113 durch federnde Stege 13o aus flachen Blattfedern aus hochwertigem Stahl versehen, die in allgemein radialer Richtung liegen. Die Federelemente sind zwar als in Draufsicht rechteckig gezeichnet, sie können aber Parabel- oder Dreiecks- oder eine andere geeignete Gestalt haben. Die die Federstege 13s bildenden Einheiten sind vorzugsweise aus mehreren Elementen zusammengesetzt; hier sind je zwei Elemente für eine Stegeinheit vorgesehen. Am nabenseitigen Ende, sind die Stege in zugeordneten Schlitzen 131 festgelegt, die sich in radialer Richtung durch den Außenrand der Nabe 113 öffnen und vorzugsweise gleichabständig angebracht sind. An ihren Außenenden sind die Stege 13o in Schlitzen 132 im Schwungring 129 untergebracht, die sich in radialer Richtung nach innen öffnen, wobei die Breite dieser Schlitze am Grunde in bestimmter Weise geringer ist als der Abstand zwischen den voneinander entfernten Wänden jedes zusammengehörigen. Paares von Nabenschlitzen 131 und der Grund der Schlitze 132 jeweils mit dem festen Nabenteil fluchtet, der ein Schlitzpaar 131 voneinander j trennt. Dadurch erhält jeder der in eines Schiits 132 des

Schwungrings befindliche Steg 13o eines Stegpaares eine Vor-

J spannung gegenüber seinem Partnersteg infolge der Aufnahme

j der äußeren Stegenden in dem Schlitz 13 2. Diese Vorbelastung

der Stege 13o bewirkt die Abstimmung, und da die Federn gegensinnig vorbelastet sind, ergibt sich ein toter Gang Null zwischen dem Schwungring und der Nabe. Um ausgeglichene

« Verhältnisse zwischen dem Schwungring 129 und dem Gehäuse auf—

t rechtzuerhalten, sind in radialer Richtung verlaufende Richt-

stücke 133 in passenden Abständen vorgesehen, etwa in drei gleichabständigen Intervallen; die Richtstücke 133 erstrecken sich von der Nabe 113 bis zum Schwungring. Diese Richtstücke stellen starre Teile von einer Breite dar₃ die einen möglichst weitgehenden Kontakt zwischen den entsprechenden Flächen an

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• ■ ·

• β · ·

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Nabe und Schwungring an Linien entlang gewähr¹! eist et, die von den zweckmäßig weise halbzylindrischen Endflächen der Richtstücke geboten werden. Die Stärke der Richtstücke ist so gewählt, daß sie sich frei zwischen den zugeordneten Paaren federnder Stege 13o unterbringen lassen, und zwar dort, wo die angrenzenden Stege von dem Riehtstück weg gekrümmt sind. Wegen ihrer gewölbten Enden halten die Richtstücke die linienförmige Berührung mit den jeweiligen Flächen von Nabe und Schwungring durch eine Abrollbewegung bei der Torsionsund Federrückführungsbewegung zwischen Nabe und Schwungring beim Betrieb des Dämpfers aufrecht. Um eine Verschiebung der Riehtstücke in Umfangrichtung zu vermeiden und den Schwungring 129 im Gehäuse zentriert und gegen Axialverschiebung gesichert zu halten, werden Stifte 13 4 oder ähnliche Mittel in nach außen erweiterte Zapfenlager 13 5 gesetzt, die eine Weite haben, die die Stifte schwergleitend aufnehmen; die Zapfenlager befinden sich an den entgegengesetzten Enden der Riehtstücke. Aus den Zapfenlagern der Riehtstücke greifen die Stifte 13 4 in entsprechende, zugeordnete, in Umfangsrichtung erweiterte Zapfenlager 137 von Stiftweite ein, die mit den Enden der Richtstücke fluchten und sich aus den entsprechenden Umfangsteilen der Nabe und des Schwungrings öffnen, die von dem Rieht stück berührt werden.

Um die Blattfederstege 13o gegen seitliche Versetzung aus den Schlitzen 131 und 132 zu schützen, sind entsprechende Halteplatten oder Halteringe 13 8 von solchem Durchmesser vorgesehen, daß die Enden der Nuten 131 abgedeckt sind; die Halteplatten werden in entsprechenden Fugen an den entgegengesetzten Enden der Nabe 113 eingesetzt.

Ein weiterer Dämpfer 14o (Fig. 11), der sich der vorteilhaften, billigen, flachen Blattfederstege bedient, die eine relativ

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starke Vorspannung erlauben, besitzt wie der» Dämpfer 112 eine Nabe im mit einem zentralen Halteflansch 142; an der Nabe ist ein Gehäuse 143 angebracht, das eine Arbeitskammer 144 definiert , in der ein Schwungring 145 Arbeitsflächen bildet, die in Scherfilmabstand zugeordneten Arbeitsflächen innerhalb des Gehäuses gegenüberstehen, wobei die Viskosität eines luftdicht in die Kammer eingeschlossenen Dämpfungsmittels zu berücksichtigen ist; zwischen der Nabe 141 und dem Schwungring 145 wird eine abstimmbare, elastische Stegverbindung durch Blattfederstege 147 hergestellt, die je aus einer Mehrzahl von Blattfedern bestehen. Im vorliegenden Fall sind die radial gesehenen äußeren Enden der Federstege 147 in zugeordneten, radial nach innen sich öffnenden Schlitzen 148 in dem Innenrand des Schwungrings 145 verankert; der Schwungring weist einander zugeordnete Paare derartiger Schlitze auf, die voneinander um einen vorgegebenen Betrag entfernt sind, der größer ist als die Breite der radial nach außen sich öffnenden und mittig dazu angeordneten Schlitze 149 in dem gegenüberliegenden Randteil der Nabe 141, und in denen die radial nach innen weisenden Teile der Stege 147 in paarweise gegeneinander vorgespanntem Zustand gehalten werden, wodurch die Stege in einander entgegengesetztem Sinne relativ zur Dämpferachse gebogen sind, um eine gut ausgeglichene, wirksame, spielfreie und abgestimmte Konstruktion zu bilden. Zwischen bestimmten Stegpaaren 147 sind geeignete, gleichabständig-angeordnete starre Richtstücke ISo vorgesehen, die von gleicher Art sind und ebenso wirken wie die Riehtstücke 133. Abdeckringe 151 sind paarweise in gegenüberliegenden Nuten an den Enden der Nabe 141 angeordnet und verschließen die Enden der Nabenschlitze 149, womit die Stege 147 gegen Axialverschiebung innenhalb des Dämpfers gesichert sind.

Fig. 12 zeigt einen Dämpfer 153 der von den günstigen Eigen-

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schäften allgemein radial verlaufender Abstimmstege aus Blattfedermaterial Gebrauch macht und zusätzliche Schwungmassendämpfung sowie verstärkte Viskositätsdämpfung bietet. Der Dämpfer 153 ist dafür mit einem Paar einander zugeordneter Gehäuseflanschteile 155 und 154 versehen, die an ihren Außenrändern durch eine Schweißnaht verbunden sind und in ihrem Mittel teil Flanschen 158 ursd 159 zum Befestigen an der Nabe besitzen; zwischen diesen Teilen 155 und 151 ist eine radial verlaufende Flanschplatte 16o einer geschichteten ringförmigen Nabe eingeklemmt, deren Schichtteile mit Nieten 162 zusammengehalten werden und die in den radialen Innenteil einer ringförmigen Arbeitskammer 163 passen, welche in dem Gehäuse einen insgesamt rechteckigen Querschnitt ausfüllt. Zur Vergrößerung der Arbeitsflächen innerhalb der Kammer 163 ist die Mittelsdicht der Nabe 161 radial nach außen geführt und bildet eine Arbeitsplatte 164 mit Arbeitsflächen in axial entgegengesetzten Richtungen. Zwischen der feststehenden Arbeitsflächenplatte 164 und den gegenüberstehenden, in axialer Richtung voneinander entfernten Gehäuseflächen innerhalb der Arbeitskammer 163 sind jeweils (im Beispiel: identisch^ Schwungringe 165 vorgesehen, die vorzugsweise Schichtaufbau zeigen, wobei der Außenrand mit dem radial nach innen gerichteten Wandteil des Gehäuses einen Scherfilmbereich bildet, während die jeweils axial gegenüberstehenden Flächen der Schwungringe einen Scherfilmbereich mit den parallel zueinander stehenden Arbeitsflächen des Gehäuses und der zentralen Trennoder Teilerplatte 164 bildet, wobei die Viskosität der luftdicht in der Arbeitskammer 163 eingeschlossenen Dämpfungsflüssigkeit in Betracht gezogen wird. Eine vergrößerte Dämpfungsflächenanordnung zwischen den Axialflächen der Schwungmasse läßt sich erreichen, indem deren Seitenschichten radial nach innen geführt werden, um wesentlich vergrößerte Arbeitsflächenflanschen 167 zu erreichen, wobei die Schichten zwischen den

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Flanschen 167 einen wesentlich größeren Innendurchmesser besitzen, so daß Platz in radialer Richtung zwischen dem Innenrand des Innenteils des jeweiligen Schwungrings und dem Außenrand der Nabe 161 verbleibt, um Blattfederstege 168 aufzunehmen, dfe nach Größe und Arbeitsweise den Stegen 13o in dem Dämpfer und den Stegen 147 in dem Dämpfer 14o entsprechen. Durch Schweißen oder mit Nieten 169 werden die Schichten der Schwungringe 165 zusammengehalten. An ihren in radialer Richtung inneren bzw. äußeren Enden werden die Stege in axial verlaufende und radial sich öffnende Schlitze 17o bzw. 171 eingesetzt. Die Axialverschiebung der Stege 168 des Dämpfers wird durch Verschließen der Enden der Schlitze 171 mittels der äußeren Flanschschicht 167 der Schwungringe verhindert. Mindestens eine Füllöffnung 172 führt in die Arbeitskammer 163, die durch Schweiß&n oder auf andere Weise luftdicht verschlossen werden kann. Die Befestigung der Flanschen 158, 159 und 16o kann durch Schweißen, durch Nieten 173 oder auf ähnliche Weise erfolgen, wobei Ringdichtungen 171 einen luftdichten Abschluß herbeiführen.

Ein weiterer Dämpfer 175 (Fig. 13) zeigt ebenfalls Schichtaufbau und besitzt gleichgerichtete, einander gegenüberliegende Seitenplatten 177 und eine Nabe bildende Platten 178, die den Innenrand einer ringförmigen Arbeitskammer 179 innerhalb des Gehäuses abgrenzen, während der radial äußere Rand der Kammer durch abwechselnd angeordnete Abstandsringe 18o und die Arbeitsfläche vergrößernde, rippenartig vorspringende Ringscheiben 181, die neben den Abstandsringen radial nach innen vorstehen, gebildet wird. Ein geschichteter Schwungring besteht aus abwechsehd übereinander gelegten Ringscheiben 182 und Abstandringen 183, die zwischen die rippenartigen Ringscheiben 181 des Gehäuses greifen und eine große, auf Scherfilmstärke berechnete Arbeitsfläche und Arbeits-

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bereiche am Schwungring und am Gehäuse darstellen, welche starke Viskositätsdämpfung hervorrufen. Der gesamte Schichtaufbau von Gehäuse und Schwungringen kann auf beliebige Weise zusammengehalten werden, etwa durch Schweißen, Nieten, Verkleben mit Epoxydharz u. dgl. Eine abstimmbare Stegverbindung zwischen der Nabe 178 und dem Schwungring wird mittels flacher Federstege 184 hergestellt, die zwisiien den in radialer Richtung voneinander entfernten Teilen verlaufen und ganz ähnlich arbeiten wie die Stege 13o bzw. 147 in den Dämpfern 112 bzw. IUo. An ihren radial nach innen zeigenden Enden werden die Stege 184 in axial verlaufenden und radial nach außen sich öffnenden Schlitzen 185 in der Nabe, mit ihren radial nach außen gerichteten Enden in radial nach innen zeigenden, axial verlaufenden Schlitzen 187 oin dem Schwungring gehalten.

Eine andere Form eines abstimmbaren Dämpfers 188 mit viskoser Reibungsflüssigkeit (Fig. 14-) sieht flache Blatt fed er Stege 189 in der Art der Stege 13o und 147 vor; dabei sind die in radialer Richtung inneren Stegenden in zugeordneten axial verlaufenden und radial nach außen sich öffnenden Schlitzen ISo in einer Ringnabe 131 angebracht, die zwischen ihren beiden Enden liegend einen radial nach innen vorspringenden Flansch 192 aufweist, der zwischen Nabenflanschen 193 von einander zugeordneten Gehäuseteilen 194 und 195 eingeklemmt ist, die zusammen mit: der Nabe 191 eine ringförmige Arbeitskammer 197 bilden, die an dem radialen Außenrande des Dämpfers durch teleskopartig ineinandergreifende Randteile 198 des Gehäuses abgeschlossen ist. Sine luftdicht abschließende Verbindung zwischen Nabe und Gehäuseteilen kann in geeigneter Weise durch Schweißen, Nieten oder Epoxydharzverklebung od. dgl. Coder durch gleichzeitige Ausführung sehrerer der genann-■ten Maßnahmen) herbeigeführt werden. Innerhalb des radial äußeren Abschnitts der Arbeitskammer 197 befindet sich ein

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Schwungring 199, dessen Arbeitsflächen mit den gegenüberstehenden Gehäuseflächen einen Scherfilmraum bilden, der» auf die Viskosität des Dämpfungsmediums in der Kammer abgestimmt ist. An dem Innenrand des Schwungrings befinden sich radial nach innen sich öffnende Schlitze 2Qo, in die radial außen liegende Teile der Federstege 189 zum Ausüben einer abstimmbaren mechanischen Dämpfung angeordnet sind. Die Axialverschiebung der Stege 189 gegenüber der Nabe 191 wird durch Verschließen der Enden der Schlitze 19o mittels der Gehäuseteile 191 und verhindert. Die zentrierte Halterung des Schwungrings 199, die eine Axialverschiebung des Rings verhindert, wird durch einen dehnbaren Federring 2ol herbeigeführt, der in zentralen, radial nach außen geöffneten Schlitzen 2o2 in den Stegen 189 gehaltert ist; die Schlitze 2o2 halten den Ring 2ol so, daß während des Zusammenbaus der Ring nicht den Innenrand des Schwungrings 199 erreicht, bis die Schlitze 2o2 mit einer radial nach innen sich öffnenden passenden Nut 2o3 in dem Schwungring, die die Schlitze 2oo schneidet, fluchten; der Ring 2ol dehnt sich nun bis in die Nut 2o3 aus und verriegelt damit den Schwungring und die Stege gegen eine axiale Relatiwerschiebung in dem Dämpfer.

Mit dem Dämpfer 2o4 nach den Fig. 15 und 16 wird eine andersartige abstimmbare Anordnung mit Federstegen gezeigt. Darin ist eine Ringnabe 2o5 vorgeÄen, an deren einem Ende sich ein radial nach innen laufender Befestigungsflansch 2o7 befindet, der einen zugeordneten Flansch 2o8 eines Gehäuse- -teils 2o9 überlappt, der mit der Nabe eine ringförmige Arbeitskammer 2I0 definiert, die an einer Axialseite dttrch eine ringförmige Deckplairte 211 luftdicht abgeschlossen wird; damit ist die Arbeitskammer luftdicht abgeschlossen; sie enthält ein viskoses Dämpfungsmedium. Im Abstand von der Eabe 2o5 innerhalb der Arbeitskammer 21o ist eine ringförmige Schwungmasse

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212 angeordnet, deren Seiten einen Abstand in Scherfilmdicke von den ihr gegenüberliegenden radial nach innen und axial
nach innen zeigenden Flächen des Gehäuses einhalten, so daß
eine Dämpfung durch Viskositätswirkung eintritt.

Die eine abstimmbare mechanische Dämpfung bewirkenden federnden Stege verbinden die Nabe 2o5 mit dem Schwungring 212 und bestehen in diesem Beispiel aus den Windungen einer Schraubenfeder 213, deren Durchmesser vorzugsweise geringfügig
kleiner ist als der Abstand zwischen den einander gegenüberstehenden Rändern der Nabe 2o5 und des Schwungrings. Die
Verbindung zwischen den stegbildenden Windungen der Feder

213 und den Dämpferteilen wird durch ein Innengewinde bildenden Schlitze 214 quer durch die Kammer der Nabe 2o5 hergestellt,

die die Federwindungen festhaltend umgeben und gegen Verschiebung in axialer Richtung verankern. In den Innenrand des Schwungrings 212 sind querlaufende Nuten 215 geschnitten, in denen
die Stegwindungen der Feder ruhen, wodurch die Windungen
Torsions- und Biegebeanspruchungen unterworfen sind, wenn
der Schwungring Drehschwingungen gegenüber der Nabe beim Be-

|i trieb des Dämpfers ausführt. Um den Verschleiß der Federwin

dungen durch Reibung in den Schlitzen möglichst niedrig zu
halten, kann der Draht, aus der die Feder besteht, mit einem geeigneten, gegen Reibung und Verschleiß resistenten Material überzogen oder beschichtet werden, das mit dem viskosen
Dämpfungsmedium verträglich ist, das sich in der Arbeitskammer befindet. Der Schwungring 212 wird gegen axiale Verschiebung durch Sprengringe 218 gesichert und gleichzeitig zentriert;
die Sprengringe liegen in Ringnuten 219 im Innenrand des

[| Schwungrings und lehnen sich gegen die stegbildende Schrauben

feder 213.

Die Ausführungsform der Erfindung nach den Fig. 17 und 18 zeigt

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einen Dämpfer 22o mit einer Schwungmasse 22 5 darin, die ein ringförmiges Teil aufweist, das nachgiebig mit einem verbiegbaren Teil, etwa der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, gekoppelt ist. Die abstimmbare mechanische Koppelung der Schwungmasse mit der Kurbelwelle wird durch mindestens eine, im gezeichneten Beispiel durch drei gleich ausgerichtete Federplatten 22 8 mit blattfederartigen Stegen in Fingerform herbeigeführt; die Federplatten besitzen radial nach außen sich öffnende Schlitze 229, die den radial nach außen verlaufenden Randteil der Platte in schwingungsabsorbierende nachgiebige fingerförmige Federstege 23o unterteilen. Die Schwungmasse 22 5 und die Dämpferplatten 22 8 werden von einem Gehäuse umschlossen, das aus unterschiedlich dimensionierten ringförmigen, im Querschnitt allgemein L-förmigen Gehäuseteilen und 232 und einer ringförmigen Abschlußplatte 233 besteht, die eine Arbeitskammer 23 4 definieren. Zum Befestigen der· Dämpfungseinrichtung an der Welle 227 ist eine Nabe aus konzentrischen, radial verlaufenden, miteinander fluchtenden inneren Flanschteilen 23 5 und 237 an den Gehäuseteilen 231

j und 232 ausgebildet; die Flanschteile sind durch Nieten 238 mit-

einander verbunden. In Schraubenlöcher 239 werden Halteschrauben

f 24o gesetzt, die des Dampfes? mit der Welle 22? verbinden

J; Die konzentrische Lage gegenüber der Welle 22 7 wird verbessert

durch die Aufnahme in eine zentrale Nabenbohrung 241 in einer Angußstufe 242 am Ende der Welle.

\ An den Gehäuseteilen 231 und 232 sind Flanschen 243 und 244

von verschiedenem Durchmesser vorgesehen, die Teile des Gehäuses sind und konzentrisch ringförmig in axialer Richtung daraus vorspringen; die Flanschen definieren die radial äußeren bzw. radial inneren Wände der Arbeitkammer 234. Der luftdichte Abschluß zwischen dem Rand der Abschlussplatte 233 und den Rändern der Gehäusef !ansehen 243 und 244 kann mit Hilfe umgebogener Halterändei¹ 245 am Gehäuseflansch und Dichtungen 247 an den Verbindungsstellen hergestellt werden.

Die axial einander gegenüberliegenden Wände der Kammer 23 4 werden daher durch das Gehäuseteil 231 und die Abschlußplatte 233 gebildet.

Zwar kann nötigenfalls eine einzelne dickere Platte 228 benutzt werden, jedoch ist es wegen der Wirksamkeit der Abstimmung und ihrer Veränderbarkeit und auch wegen der Herstellungskosten vorzuziehen, eine Mehrzahl von abstimmbaren Federp^tten 228 zu verwendenj vor allem für größere Dämpferformate. Bei einem Dämpfer von etwa 8,5" (ca. 22 cm) Außendurchmesser, wie er bei einem 6- oder 8-Zylinder-Dieselmotor benutzt werden kann, läßt sich jede Federstegplatte 22 8 durch Stanzen aus einem Stahl geeigneter Qualität von etwa o,o32" (ca. o,8 mm) Stärke und entsprechenden Federkennwerten (etwa aus SAE Io95-Werkstoff) herstellen. Es können so viele Platten 22 8 benutzt werden, wie rechnerisch als notwendig ermittelt worden sind; sie werden konzentrisch und miteinander fluchtend übereinander geschichtet (im gezeichneten Beispiel: drei Stück). Zweckmäßigerweise werden die Patten 228 miteinander zu einem geschichteten Gebilde durch geeignete Mittel, etwa einen Epoxydharzkleber 248, verklebt. An ihren inneren Randteilen bilden die Platten 22 8 allgemein feste Naben, die in gleicher Richtung verlaufen wie die von den Gehäuseteilflanschen 23 5 und 23 7 gebildete Nabe; die genannten Plattenteile werden durch einen Epoxydharzkleber 249 od. dgl. verbunden. Passende Nietlöcher 2 5o in den Nabenteilen der Platten 22 8 lassen Nieten 248 hindurchtreten, und Schraubenlöcher 251 in den Platten nehmen die Schrauben 2 4o auf. Um den Zusammenbau zu vereinfachen, können zunächst die Fingerplattenschichten an dem Nabenflansch 2 35 mittels mindestens einer Halteschraube oder eines Stifts 2 52 befestigt werden. Dadurch werden die Nabenteile der federnden Stegplatten 228 als Baueinheit fest mit dem Gehäuse verankert.

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Spielraum für die Stegfinger 23o wird durch eine Einziehung 2 53 an der inneren Wandseite des Gehäuseteils 231 geschaffen, und die Schwungmasse 225 weist einen axial verlaufenden, relativ schmalen, ringförmigen Außenrandflansch 2 54 auf, der in die Einziehung vorspringt und eine radial nach innen sich öffnende Nut 255 besitzt, in die die Spitzen der Stegfinger gelegt werden. Um das Einsetzen der Spitzen der Stegfinger in die Nut 255 zu erleichtern, können die Platten 22 8 aus einzelnen Segmenten zusammengesetzt werden. In der Nut 255 werden die Stegspitzen festgelegt, etwa durch Schweißen oder mittels eines sich verfestigenden Werkstoffes, wie Epoxydharz 257 oder ein anderes Harz, das die Stegspitzexi und die die Nut bildenden Wände fest miteinander verbindet. Un> diese Verklebung zu erleichtern, werden die Außenenden der Stege 23o vorzugsweise abgerundet, wie es bei 258 dargestellt ist. Durch diesen Aufbau ist die Schwungmasse 223 mechanisch elastisch mit dem Gehäuse verbunden. Die Stege 23o stellen auslegerförmige Federn mit hohem Federungswiderstand dar. Biegebeanspruchungen und Druckbelastungen auf die Abstimmfedern 23o werden vermieden, weil der Schwungring 225 auf einer ringförmigen Lagerung 259 sitzt, die zweckmäßigerweise an der inneren Randflache des Schwungrings angebraiit ist.

Eine viskose Dämpfungsflüssigkeit, etwa ein Silikonöl, füllt die Arbeitsräume in der Arbeitskammer 234, wosu ein Vorratsraum 2 6o zwischen dem Innenrand des Schwungrings und dem Gehäuseflansch 244 und ein Raum zwischen dem Schwungring und der Einziehung 253 gehört, wobei die Schlitze 229 zwischen den Stegen 23o ausreichende Durchlässe für Ausgleichströmungen bieten. Viskositätsdämpfung entsteht an dem Außenrand der Schwungmasse 22 5 und der gegenüberliegenden Ringfläche des Gehäuseflansches 243, ebenso an der in axialer Richtung weisenden Fläche des Schwüngrings und der Abschlußplatte 233, und

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, die in axialer Richtung weisende Ringfläche des Flansches

2 54 am Rand des Schwungrings und die gegenüberliegende, das Gehäuse bildende Fläche des Teils 231 liegen einander in Scherfilmabstand gegenüber, bezogen auf die Viskosität der Kopplungsflüssigkeit. Zusätzlich zu der luftdichten Abdichtung 2 47 können zweckmäßigerweise Dichtungsringe 2 61 zwischen den Nabenflanschen 23 5 und 23 7 und den Nabenteilen der Federplatten 228 vorgesehen werden, wodurch die Arbeitskammer 234 völlig luftdicht abgeschlossen wird.

Die Abstimmung oder Einstellung des Dämpfers 22ο läßt sich befriedigend errechnen und verwirklichen durch eine vorgegebene Anzahl von federnden Stegplatten 22 8. Es läßt sich eine wesentlicher Verringerung der Größe und des Gewichts von Dämpfern erreichen, verglichen mit den größeren und schwereren Dämpfern, die bisher für den Ausgleich ähnlicher Schwingungsvorgänge erforderlich waren. Um zum Beispiel den Dämpfer 22o so abzustimmen, daß die in dritter Ordnung angeregten Drehschwingungen eines 6-Zylinder-Motors oder die Anregung vierter Ordnung eines 8-Zylinder-Motors zu steuern sind, vermag ein Dämpfer mit etwa 8,5" (ca. 22 cm) Außendurchmesser die gleiche Wirkung auszuüben wie ein nur mit Viskositätskräften arbeitender Dämpfer von Io bis 12 Zoll (ca. 25 bis 3ο cm) Außendurchmesser. Damit werden sowohl Schwungmasse und Gewicht als auch Platz gespart, und der Platzbedarf für das nötige. Dämpf er gehäuse wird verringert.

Fig. 19 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dämpfers in Verbindung mit einem Motor. Die Trägheit von Motor plus Dämpfergehäuse ist durch den Kasten 262 symbolisiert. Die Motorsteifigkeit wird durch das Symbol 2 63 wiedergegeben. Die Viskositätskopplung wird durch das Symbol 2 64 charakterisiert. Die mechanische abstimmbare Kopplung durch

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nachgiebige Stege wird von dem Zeichen 2 65 angezeigt. Die Schwungmasse in dem System wird von dem Zeichen IM wiedergegeben.

Bei allen Ausbildungsformen der Erfindung werden die miteinander verbundenen Vorteile der mechanischen Abstimmung und der Viskositätsdämpfung durch einen Dämpfer erreicht, der eine Nutzlebensdauer hat wie ein nicht abstimmbarer Viskositätsdämpfer. Die Schwungmasse ist an den Stegen und in bezug auf die Stege im Gleichgewicht zum Gehäuse angeordnet. Der abstimmbare Dämpfer gemäß der Erfindung besitzt eine erheblich höhere Dämpfungsfähigkeit - bezogen auf seine Größe und sein Gewicht - als ein nicht abstimmbarer Viskositätsdämpfer und kann wegen seiner geringeren Größe in manchen Fällen an Motoren angebracht werden, die andernfalls keinen Dämpfer bekommen könnten. Alle äußeren dynamischen Abdichtungen sind vermieden, und der Dämpfer ist als luftdicht verschlossene Einheit konstruiert. Im Rahmen der Erfindung sind weitere Abänderungen möglxch.

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Claims

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Schutzansnrüche

1. Abgestimmter Schwingungsdämpfer mit viskosem Reibungsmittel, mit einem eine Arbeitskammer bildenden Gehäuse, einer in dieser Kammer relativ zu dem Gehäuse beweglichen Schwungmasse und einem viskosen Dämpfungsmedium in der

Arbei tskammer,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmasse und das Gehäuse einander gegenüberstehende Arbeitsflächen aufweisen, die durch die Viskositätskräfte des Dämpfungsmediums gekoppelt sind, und daß federnde Abstimmstege (tuning spokes) die Schwungmasse und das Gehäuse miteinander verbinden.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen den Stegen als Vorratsräume für das Dämpfungsmedium dienen.

J5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Nabe, die koaxial verbunden ist mit einem Bauteil, dessen Drehschwingungen gedämpft werden sollen, wobei die Schwungmasse ringartig ausgebildet ist und in einem Abstand konzentrisch zu der Nabe liegt und die Stege mit ihrem einen Ende an der Nabe und mit dem anderen Ende an der Schwungmasse angebracht sind.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmasse und das Gehäuse in der Arbeitskammer mit am Umfang in Achsenrichtung verlaufenden, einander gegenüberstehenden ^Arbeitsflachen versehen sind, deren gegenseitiger Abstand einer Scherfilmstärke unter

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Berücksichtigung der Viskosität des Dämpfungsmediurrs entspricht.

5· SchwingungsdJ'rriOfer nach Anspruch J> oder ^ü, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege sich an ringförmigen Scheiben in einem geschichteten Bauteil befinden, deren gerichtete Innenränder an dem Nabenteil befestigt sind und deren Stege von den Innenrändern wegführen und mit der Schwungmasse verbunden sind.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß eine der geschichteten Scheiben eine Arbeitsfläche besitzt, die einem Arbeitsflächenbereich des Gehäuses innerhalb der Arbeitskammer gegenübersteht.

7. Schviingungsdämpfer nach Ansrruch 3 oder h, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Nabenteils, die Stege und die Schwungmasse aus einem einzigen Bauteil bestehen.

8. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansorüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege allgemein auf einer Kurve liegende Mittelacrisen aufweisen.

9. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansorüche 3 bis &, dadurch gekennzeichnet, daß drei Stege (F2) vorgesehen sind, die einen Bogen von ungefähr 9°° urfasser, und an ihren benachbarten Enden uir etwo 3o^c voneinander entfernt sind, und daß jeder Steg (δι?) e'.nen gekrümmten Verb-ndungs-Ubergan^ (<^C3) au dem Nabenteil (c£) an seiner einen Ende besitzt sowie ar reinen entgegengesetzten Ende einer. gekrümmten Veri;nduni:K^:Jl'er :ang (c4) zu dem Schwungring (67),und daß die Stege (fc2) ir. ütri^en Abstand sowohl

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gegenüoer der Nabe (68) als gegenüber dem Schwungring (67) halten.

Io. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verbindungsteilen benachbarter Stege (82) einander gegenüberstehende Schultern ausgebildet sind, zwischen denen jeweils Anschläge £89) normalerweise frei stehen und den Aufwindeweg des Schwungrings (67), soweit er durch die Elastizität der Stege (82) zugelassen ist, begrenzen, um bei vorübergehenden oder ungewöhnlichen Drehrnomentbelastungen das Entstehen von schädigenden Beanspruchungen zu unterbinden.

11. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 5 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Behälter aufweist, der nut dem Nabenteil zusammenwirkt.

12. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege allgemein radial von der Achse des Nabenteils aus verlaufen.

15. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sehwungring, die Stege und der Nabenteil aus einem Stück bestehen.

14. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (97) mit dem Sehwungring (98) aus einem Stück bestehen, und daß der Nabenteil (9I) ein Bauelement aufweist, dessen Umrandung Abstand von dem Sehwungring hat und Ringschlitze (94) besitzt, in die radial nach Innen gerichtete Teile (95) der Stege (97) eingreifen.

15- Schwingungsdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daS die Stege (Io5) mit öl em Nabenteil (Io2) aus einem

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Stück bestehen, und daß am Innenrand des Schwungringes (Io9) Schlitze (I08) vorgesehen sind, in die radial nach außen zeigende Enden (lc-7) der Stege (Io5) eingreifen.

16. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege als Blattfedern (IjJo, 1^7) ausgebildet sind, und daß in dem Schwungring und in dem Nabenteil entsprechende Schlitze vorgesehen sind, in die die jeweiligen Endabschnitte der Blattfederstege eingreifen.

17. Schwingungsdämpfer nach Anspruch l6, dadurdi gekennzeichnet, daß die Stege vorgespannt sind.

18. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege längs des Umfangs abwechselnd entgegengesetzt vorgespannt sind, wodurch Torsions-Spiel bei den Oszillationen des Schwungrings vermieden wird.

19. Schwingungsdämpfer nach Anspruch l6 oder 17, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die die Stege gegen verschiebung in Längsrichtung der in dem Nabenteil befindlichen Schlitze sichern.

20. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die die Stege und den Schwungring so miteinander verbinden, daß die Stege den Schwungring gegen axiale Verschiebung innerhalb des Gehäuses sichern.

21. Schwingungsdämpfer nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege aus Windungen einer Schraubenfeder (213) bestehen.

22. Abgestimmter Schwingungsdämpfer mit viskosem Reibungsmittel, mit Einrichtungen zum nachgiebigen Koppeln einer

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Masse an ein Bauteil, das Schwingungen unterworfen ist, die zu dämpfen sind,

gekennzeichnet durch eine Platte, deren Rand an der Masse befestigt ist und deren anderer Rand starr mit dem Bauteil verbindbar ist, und durch einen relativ großen Bereich der Platte zwischen diesen Rändern frei und geschlitzt und dadurch in eine Mehrzahl von schwingungsabsorbierenden federnden Fingern unterteilt, die sich in Richtung von Achsen erstrecken, die diese Ränder schneiden.

23. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch ein luftdicht geschlossenes Gehäuse, das die Schwungmasse und die Platte umschließt, durch eine viskose Dämpfungsflüssigkeit in dem Gehäuse, wobei die Schwungmasse und das Gehäuse parallel einander gegenüberliegende Arbeitsflächen i,n Abstand einer S eher filmdicke aufweisen, damit die dämpfende Kopplungsflüssigkeit eine Viskositäts-D^mpfunKS-KopOlung zwischen dem Gehäuse und der Schwungmasse herstellen kann, und wobei ferner der andere Randteil der Platte fest mit dem Gehäuse verbunden ist und die Schwungmasse relative Trägheit sbeviegungen in dem Gehäuse frei ausführen kann, beschränkt nur durch die elastische Kopplung durch die als Stege wirkenden Pinger.

24. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine ringförmige Arbeitskammer bildet, wobei die Schwungmasse ein ringförmiges Teil aufweist und Lagerungen den Schwungring relativ zu dem Gehäuse verdrehbar in dem Gehäuse aufnehmen, wobei die Platte kreisförmig ausgebildet ist und ihre federnden Stegfinger radial nach außen zeigen und an ihren Spitzen an dem Sehwungring befestigt sind, wobei ferner der entgegengesetzte Randteil der Platte über den Innenrand des Schwung-

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rings hinaus radial nach innen weist und ein Nabenteil bildet, und wobei schließlich das Gehäuse einen Nabenteil besitzt, der mit dem Nabenteil der Platte zusammenwirkt, und Einrichtungen, die die beiden Nabenteile fest miteinander verbindet.

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