Gebiet der Erfindung:
-
Diese Erfindung liegt auf dem Gebiete von Einrichtungen zum
Dämpfen von Wellenschwingungen und -geräusch.
Beschreibung des Standes der Technik:
-
Von Motoren oder angetriebenen Komponenten erregte
Drehschwingungen können zu unannehmbarem Geräusch und vorzeitigem
Ausfall von Transmissionskomponenten des Getriebezuges infolge
Drehschwingungsermüdung führen. Es wurden daher
Drehschwingungsdämpfer vom Viskosetyp entwickelt, um das Geräusch und die
Schwingungen zu dämpfen. Ich habe die Entwicklung und die
Wirkungen von Dämpfern des Viskosetyps in SAE Technical Paper
Series 880823 besprochen. Ein Artikel mit dem Titel "Dealing
with Torsional Vibration in Vehicle Drive Lines",
veröffentlicht in der Publikation vom April, 1988 Diesel Progress North
American, bespricht meine Anstrengungen, um Lösungen des
Schwingungsproblems wirksam zu entwickeln. Der Stand der
Technik umfaßt eine Anzahl von Drehschwingungsdämpfern, die an
einer Welle anbringbar sind, wobei ein Drehschwingungsdämpfer
ein ringförmiges, einen viskosen Dämpfer enthaltendes Gehäuse
aufweist.
-
Um den Betriebswirkungsgrad zu erhöhen, wurde schon das
Fahrzeuggewicht vermindert, was zu erhöhter Drehschwingungsermüdung
und vorzeitigem Ausfall des Getriebezuges führt. Die
Drehschwingungen werden nicht einfach durch Erhöhung des Gewichtes
und der Größe der Komponenten des Getriebezuges ausgeschaltet,
da die Drehschwingungsbeanspruchung einfach auf den schwächsten
Punkt übertragen wird, was zu einem vorzeitigen Ausfall führt.
Als Ergebnis besteht ein größerer Bedarf an
Drehschwingungsdämpfern, die sowohl als Originalausrüstung, wie für die
nachträgliche Anbringung auf bestehenden Wellen installiert werden.
-
Die deutsche Patentanmeldung gemäß DE-A-3020234 offenbart einen
Adapter, wie im Oberbegriff der vorliegenden Ansprüche 1 und 3
definiert ist, der die Befestigung eines
Drehschwingungsdämpfers
zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle
gestattet, um Wellenschwingungen und -geräusch zu vermindern,
welcher unmittelbar an einen Drehschwingungsdämpfer
anschließbare Flanscheinrichtungen aufweist, um den Adapter mit dem
Dämpfer zu verbinden und eine Bewegung zwischen ihnen zu
begrenzen; erste Montageeinrichtungen, die mit den
Flanscheinrichtungen fest verbunden sind und direkt mit einer ersten
Welle in Eingriff kommen, um den Adapter mit der ersten Welle
fest zu verbinden und eine Bewegung in Längs- und
Seitenrichtung zwischen ihnen zu begrenzen; und zweite
Montageeinrichtungen, die fest mit den Flanscheinrichtungen verbunden und
direkt mit der zweiten Welle in Eingriff bringbar sind, um den
Adapter mit der zweiten Welle fest zu verbinden und eine
Bewegung in Längs- und Seitenrichtung zwischen ihnen zu
begrenzen.
-
Es sei bemerkt, daß dieser (aus dem Stande der Technik
bekannte) Adapter aus zwei Teilen besteht.
-
Aus demselben Dokument, der DE-A-3020234, ist eine
Drehschwingungsdämpfer-Zusammenstellung für die Montage zwischen einer
ersten Welle und einer zweiten Welle bekannt, um
Wellenvibration und -geräusch zu vermindern, umfassend: ein Gehäuse mit
einem ringförmigen, abgedichteten Hohlraum; ein ringförmiges
Trägheitsgewicht, das drehbar, in loser, konzentrischer und
gleitender Beziehung zu diesem und dazwischen einen Spielraum
bestimmend montiert ist; Lagermittel, die zwischen dem Gehäuse
und dem Trägheitsgewicht und innerhalb des Spielraumes
zurückgehalten werden, um als Medium zur Dämpfung von
Wellendrehschwingung und -geräusch zu dienen; eine Adaptereinrichtung,
welche aufweist: Flanscheinrichtungen, die direkt an einem
Drehschwingungsdämpfer anschließbar sind, um den Adapter am
Dämpfer zu befestigen und eine Bewegung zwischen ihnen zu
begrenzen; erste Montageeinrichtungen, die mit den
Flanscheinrichtungen fest verbunden sind und direkt mit einer ersten
Welle in Eingriff bringbar sind, um den Adapter mit der ersten
Welle fest mit der ersten Welle zu verbinden und eine Bewegung
in Längs- und Seitenrichtung dazwischen zu beschränken; sowie
zweite Montageeinrichtungen, die fest mit den
Flanscheinrichtungen verbunden sind und direkt mit einer zweiten Welle in
Eingriff bringbar sind, um den Adapter fest mit der zweiten
Welle zu verbinden und eine Bewegung zwischen denselben in
Längs- und Seitenrichtung zu beschränken.
-
Ein einteiliger Adapter ist im US-Patent Nr. 4691818
geoffenbart. Der Adapter, der einen einteiligen Hauptkörper besitzt,
umfaßt: Flanscheinrichtungen; erste Montageeinrichtungen, die
mit den Flanscheinrichtungen einteilig und unmittelbar mit der
ersten Welle in Eingriff bringbar sind, um den Adapter fest mit
der ersten Welle zu verbinden und eine Bewegung in Längs- und
Seitenrichtung zwischen ihnen zu begrenzen; und zweite
Montageeinrichtungen, die mit den Flanscheinrichtungen einteilig und
unmittelbar mit einer zweiten Welle in Eingriff bringbar sind,
um den Adapter fest mit der zweiten Welle zu verbinden und eine
Bewegung in Längs- und Seitenrichtung zwischen ihnen zu
begrenzen.
-
Drehschwingungsdämpfer werden typischerweise an der
Ausgangswelle der Transmission befestigt. Die Welle ist mit einem
Flansch versehen, der gegen eine Seite des
Drehschwingungsdämpfers hin positionierbar ist, wobei ein zweiter Flansch an
den gegenüberliegenden Seiten des Dämpfers angeordnet ist, der
seinerseits mit der Antriebswelle verbunden ist.
-
Die beiden Flanschen werden dann gegeneinander verschraubt,
wobei sie den Drehschwingungsdämpfer sandwichartig zwischen
einander halten. In vielen Fällen sind die Adapterflanschen
nicht greifbar, insbesondere wenn ein Drehschwingungsdämpfer
auf freiem Felde an einem bestehenden Fahrzeug montiert werden
soll. Ferner sind die erhältlichen Flanschen für Antriebswellen
von einer Vielzahl von Ausgestaltungen, die an den gewählten
Drehschwingungsdämpfer angepaßt werden können oder nicht. Ich
habe darum einen Adapter entworfen, der eine rasche Anbringung
eines Drehschwingungsdämpfers sowohl im Felder als auch bei der
Herstellung der Originalausstattung erlaubt. Der Adapter
besitzt einen daran befestigten Dämpfer und kann an jedem
beliebigen Punkte entlang der Antriebswelle angeordnet werden, indem
die Welle einfach abgeschnitten und der Adapter in die
Schnittstelle eingesetzt wird, wobei die Welle dann zu beiden Seiten
des Adapters angeschweißt wird. Der Adapter ist besonders
dadurch vorteilhaft, daß er Einrichtungen schafft, um Kraft von
einer Welle zu einem anderen Punkte als dem Wellenende zu
übertragen.
-
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt in einer
Drehschwingungsdämpfer-Zusammenstellung, die zwischen einer
ersten Welle und einer zweiten Welle montiert ist, um
Wellenvibration und -geräusch zu dämpfen, welche ein Gehäuse mit
einem ringförmigen, abgedichteten Hohlraum aufweist, ein
ringförmiges Trägheitsgewicht, das in dem Hohlraum drehbar, in
loser, konzentrischer und gleitender Beziehung zu diesem und
dazwischen einen Hohlraum bestimmend montiert ist, Lagermittel,
die zwischen dem Gehäuse und dem Trägheitsgewicht und innerhalb
des Spielraumes zurückgehalten werden, um als Medium zur
Dämpfung von Wellendrehschwingungen und -geräusch zu dienen,
Trageinrichtungen, die an dem Gehäuse befestigt sind und radial
innerhalb des Hohlraumes und des ringförmigen Gewichtes
angeordnet sind, sowie einen Adapter, welcher aufweist:
Flanscheinrichtungen, die direkt an den Trageinrichtungen befestigt
sind, um den Adapter mit dem Gehäuse zu verbinden und eine
Bewegung zwischen denselben zu begrenzen, erste
Montageeinrichtungen, die mit den Flanscheinrichtungen fest verbunden
sind und direkt mit der ersten Welle in Eingriff stehen, um den
Adapter mit der ersten Welle fest zu verbinden und eine
Bewegung in Längs- und Seitenrichtung dazwischen zu begrenzen,
sowie zweite Montageeinrichtungen, die fest mit den
Flanscheinrichtungen verbunden sind, und direkt mit der zweiten Welle
in Eingriff stehen, um den Adapter mit der zweiten Welle fest
zu verbinden, um eine Bewegung zwischen denselben in Längs- und
Seitenrichtung zu begrenzen, die dadurch gekennzeichnet ist,
daß der Adapter als einteiliges Stück ausgebildet ist, und daß
die ersten Montageeinrichtungen einen ersten zylindrischen Teil
aufweisen und die zweiten Montageeinrichtungen einen zweiten
zylindrischen Teil, der entlang derselben Drehachse
ausgerichtet und mit dem ersten zylindrischen Teil fest verbunden ist,
wobei der erste zylindrische Teil sich in die erste Welle
hineinerstrecken kann, und der zweite zylindrische Teil sich in
die zweite Welle hineinerstrecken kann.
-
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt in
einem Adapter zur Montage eines Drehschwingungsdämpfers
zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle, um
Wellenvibration und -geräusch zu dämpfen, welcher Flanscheinrichtungen
aufweist, die direkt mit einem Drehschwingungsdämpfer
verbindbar sind, um den Adapter an dem Dämpfer zu befestigen und eine
Bewegung dazwischen zu begrenzen, erste Montageeinrichtungen,
die mit den Flanscheinrichtungen fest verbunden sind und direkt
mit einer ersten Welle in Eingriff bringbar sind, um den
Adapter mit der ersten Welle fest zu verbinden, um eine Bewegung
zwischen ihnen in Längs- und Seitenrichtung zu begrenzen, sowie
zweite Montageeinrichtungen, die fest mit den
Flanscheinrichtungen verbunden und direkt mit der zweiten Welle in Eingriff
bringbar sind, um den Adapter mit der zweiten Welle fest zu
verbinden, um eine Bewegung in Längs- und Seitenrichtung
dazwischen zu begrenzen, welcher dadurch gekennzeichnet ist,
daß der Adapter als einteiliges Stück aufgebaut ist, und daß
die ersten Montageeinrichtungen einen ersten zylindrischen Teil
aufweisen und die zweiten Montageeinrichtungen einen zweiten
zylindrischen Teil aufweisen, der auf dieselbe Drehachse
ausgerichtet und mit dem ersten zylindrischen Teil fest
verbunden ist, wobei der erste zylindrische Teil in die erste
Welle hineinerstrecken kann und der zweite zylindrische Teil
sich in die zweite Welle hineinerstrecken kann.
-
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen neuen und
verbesserten Adapter für die Montage eines
Drehschwingungsdämpfers an einem Getriebezug zu schaffen.
-
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
Drehschwingungsdämpfereinheit zu schaffen, die leicht in
hergestellte Fahrzeuge mit Originalausrüstung oder in gebrauchte
Fahrzeuge zu montieren ist.
-
Zusätzlich ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
Welleneinheit mit gedämpfter Wellenvibration und gedämpftem
Geräusch zu schaffen, die einen Adapter zur Befestigung eines
Dämpfers an Wellen aufweist.
-
Verwandte Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
-
FIG. 1 ist eine Perspektivansicht eines
Drehschwingungsdämpfers.
-
FIG. 2 ist eine teilweise Querschnittsansicht, welche den
Dämpfer der FIG. 1 zeigt, der mit einem zwischen einem Paar von
Wellen befestigten Montageadapter zusammengebaut ist.
-
FIG. 3 ist eine Stirnansicht des rechten Endes des
Montageadapters der FIG. 2 ohne die daran befestigten Wellen oder
Drehschwingungsdämpfer.
-
Zwecks Förderung eines Verständnisses der Prinzipien der
Erfindung wird nun auf die in den Zeichnungen veranschaulichten
Ausführungsbeispiele Bezug genommen, und es wird eine spezifische
Terminologie verwendet, um dieselben zu beschreiben. Es wird
nichtsdestoweniger verständlich sein, daß dabei nicht an eine
Beschränkung des Umfanges der Erfindung gedacht ist, daß
vielmehr derartige Abänderungen und weitere Modifikationen der
Prinzipien der Erfindung, wie sie hierin veranschaulicht ist,
ins Auge gefaßt sind, wie sie dem Fachmanne auf dem Gebiete,
auf das sich die Erfindung bezieht, normalerweise unterlaufen
werden.
-
Unter Bezugnahme speziell auf die Zeichnungen ist dort ein
Drehschwingungsdämpfer 10 mit einem ringförmigen Gehäuse 11
gezeigt, mit einem ringförmigen Trägheitsgewicht 12, das darin
drehbar befestigt ist. Das Trägheitsgewicht 12 ist im Gehäuse
11 in loser, konzentrischer und gleitbarer Beziehung zum
Gehäuse montiert. Ein Spielraum 13 ist zwischen dem
Trägheitsgewicht 12 und dem Gehäuse 11 vorhanden und umgibt das
Trägheitsgewicht zur Gänze. Ein viskoses Fluid innerhalb des Spielraumes
13 schafft eine Lagerung, die das Trägheitsgewicht und das
Gehäuse voneinander trennt und es dem Trägheitsgewicht erlaubt,
relativ zum Gehäuse zu gleiten. Alternativ kann die Lagerung
die Form einer Kunststoffolie oder eines Rollenlagers an Stelle
einer viskosen Flüssigkeit oder eines Fluides annehmen, das den
Spielraum zwischen dem Trägheitsgewicht und dem Gehäuse
ausfüllt. Der von der Lagerung ausgefüllte Spielraum 13 fungiert
als Medium zur Dämpfung von Drehschwingung und Geräusch, die
dem Gehäuse 11 durch den Motor und andere Komponenten des
Kraftübertragungszuges mitgeteilt werden. Die Lagerung in Form
eines viskosen Dämpfungsfluides, wie ein Silikonfluid, wirkt
als ein Scherungsfilm, der das Trägheitsgewicht mit dem Gehäuse
koppelt. Normalerweise wird das Trägheitsgewicht zusammen mit
dem Gehäuse mit der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle
rotieren. Veränderungen der Drehgeschwindigkeit, die
Drehschwingungen sind, werden auf das Gehäuse übertragen, wogegen
das Trägheitsgewicht dazu neigen wird, sich weiterhin mit einer
konstanten Geschwindigkeit zu drehen. Als Ergebnis werden
jedwede Schwingungen durch den Strömungswiderstand des viskosen
Fluides gedämpft, das das Trägheitsgewicht vom Gehäuse trennt.
Das Gehäuse 11 weist eine daran befestigte Wand oder Platte 14
auf, die sich teilweise quer über die zentrale Öffnung des
Gehäuses erstreckt. Die Wand 14 ist senkrecht zur Drehachse 15
der am Drehschwingungsdämpfer angebrachten Wellen, wobei sich
die Achse ebenfalls mittig durch das Gehäuse 11 erstreckt. Das
Gehäuse 11, das Trägheitsgewicht 12 und die Lagerung innerhalb
des Spielraumes 13 bilden einen Teil des Standes der Technik,
wobei solche Dämpfer auch eine Wand aufweisen, die sich quer
über den inneren Durchmesser des Gehäuses 11 erstrecken, um die
Montage des Dämpfers an den Drehwellen zu erleichtern. Ein
solcher Dämpfer ist in meiner fallengelassenen
US-Patentanmeldung Nr. 111,824 geoffenbart, die am 14. Januar 1980
eingereicht
wurde.
-
Bei dem in FIG. 2 gezeigten Drehschwingungsdämpfer weist das
Gehäuse 11 ein Paar zueinander paralleler Seitenwände 16 und 17
auf, die einstückig an eine senkrecht zur Achse 15 angeordnete
Wand 18 anschließen, die ihrerseits einstückig mit der Querwand
14 verbunden ist. Der von den Wänden 16 bis 18 gebildete
Hohlraum öffnet sich, gesehen in FIG. 2, links nach außen, wobei
der Hohlraum durch eine ringförmige Wand 19 abgeschlossen ist,
die an den linken Enden der Wände 16 und 17 befestigt und
abgedichtet ist.
-
Mein neuer Montageadapter 20 erstreckt sich in die Enden von
mit ihm fluchtenden Antriebswellen 21 und 22 hinein und ist mit
ihnen verbunden, wobei der Dämpfer 10 mittels Bolzen 34 an
einem scheibenförmigen Flansch 23 befestigt ist, der zwischen
dem Paar von Wellen angeordnet ist. Der Montageadapter 20 ist
von einer einteiligen Konstruktion und weist einen ersten
zylindrischen Teil 24 und einen zweiten zylindrischen Teil 25
auf, die sich in einander entgegengesetzte Richtungen
erstrecken, wobei sich die Drehachse 15 mittig hindurcherstreckt.
Die zylindrischen Teile 24 und 25 sind von gleichem Durchmesser
und erstrecken sich jeweils in die offenen Enden der Wellen 22
und 21. Ein zylindrischer Ring 26 ist einteilig zwischen dem
Zylinderteil 24 und dem Flansch 23 befestigt und besitzt einen
leicht größeren Außendurchmesser als der Zylinderteil 24 und
bietet eine abgeschrägte Fläche 27, an die das Ende der Welle
22 anstößt und durch eine Schweißung 28 oder andere geeignete
Mittel befestigt ist. In ähnlicher Weise ist eine zylindrische
Verlängerung 29 zwischen dem zylindrischen Teil 25 und dem
Flansch 23 gelegen und besitzt einen größeren Außendurchmesser
als der Zylinderteil 25. Die Verlängerung 24 stößt gegen das
Ende der Welle 21, die daran durch eine Schweißung 30 oder ein
anderes geeignetes Befestigungsmittel befestigt ist. Die
zylindrischen Teile 24 und 25, zusammen mit dem Ring 26 und der
Verlängerung 29 schaffen eine Montageeinrichtung für die Wellen,
sobald es mit den Wellen durch Schweißen verbunden ist. Diese
Montageeinrichtung begrenzt eine Bewegung in Längs- und
Seitenrichtung zwischen den Wellen 21 und 22 sowie dem Montageadapter
20.
-
Die Querwand 14 besitzt eine sich hindurcherstreckende Öffnung
31 mit einem größeren Durchmesser als dem Durchmesser der
Verlängerung 29. Somit mag der Drehschwingungsdämpfer 10 am
Adapter 20 montiert werden, indem die Verlängerung 29 durch die
Öffnung 31 hindurch positioniert wird, bevor die Welle 21 an
der Verlängerung befestigt wird. Die Wand 18 ist dem
zylindrischen Montageflansch 23 benachbart angeordnet, der einen
größeren Durchmesser besitzt, als die an den Adapter angeschlossenen
Wellen. Eine Vielzahl von Bolzenlöchern 32 sind am Flansch 23
vorgesehen und können in fluchtende Lage mit den an der Wand 14
vorgesehenen Bolzenlöchern gebracht werden. Dann kann eine
Vielzahl von Befestigungseinrichtungen durch die Löcher 32 und
33 gesteckt werden, die den Dämpfer fest mit dem Adapter 20
verbinden.
-
In der in FIG. 3 gezeigten Ausführungsform sind die oberen und
unteren Bolzenlöcher 32 an einer vertikalen Achse des Adapters
angeordnet, wogegen die seitlichen Bolzenlöcher relativ zur
horizontalen Achse versetzt sind. So sind die Bolzenlöcher 36
und 37 annähernd um 80º relativ zur Drehachse auseinander,
wogegen die Bolzenlöcher 36 und 38 relativ zur selben Achse um
100º auseinander liegen.
-
Ein Paar versenkter Sacklöcher 39 und 40 ist jeweils an den
zylindrischen Teilen 24 und 25 vorgesehen, wobei sich die Achse
15 zentrisch durch die Löcher 39 und 40 erstreckt. Die
versenkten Löcher bilden eine Einspannvorrichtung, die an der Achse 15
angeordnete Einrichtungen aufnimmt, um es dem Adapter zu
gestatten, freischwebend gehalten zu werden, während jede Welle
an der dem gehaltenen zylindrischen Teil gegenüberliegenden
Zylinderteil an den Adapter angeschlossen wird. Das heißt, daß
ein ein Gewindeelement haltendes Spannfutter einer Drehbank
unter Bildung eines Gewindes in das Loch 39 ausgefahren werden
kann, wobei es den Adapter freischwebend hält, während die
Welle 21 an der Verlängerung 29 fixiert wird. Alternativ kann
das Spannfutter in das Loch 40 eingefahren und daran befestigt
werden, während die Welle 22 am gegenüberliegenden Ende des
Adapters fixiert wird.
-
Wenn der Adapter an den Drehschwingungsdämpfer und an ein
Wellenpaar angeschlossen ist, ist der Adapter im Hinblick auf
seine einstückige, integrale Konstruktion besonders
einzigartig. Der Adapter ist deshalb besonders nützlich, weil eine
Welle an jeder beliebigen Stelle entlang ihrer Längserstreckung
zerschnitten werden und der Adapter mit dem
Drehschwingungsdämpfer in die Schnittstelle eingesetzt und an den benachbarten
Enden der zerschnittenen Welle befestigt werden kann.
-
Der Montageadapter ist besonders dadurch vorteilhaft, daß die
Verlängerung 29, wie in FIG. 2 ersichtlich, nach links oder
nach rechts angeordnet werden kann, um damit den
Drehschwingungsdämpfer derart zu positionieren, daß der Dämpfer und der
angeschlossene Montageflansch nicht am Fahrzeugrahmen stört,
der die Antriebswellen trägt. Die mittig an den einander
gegenüberliegenden zylindrischen Teilen des Adapters vorgesehenen
versenkten Löcher bilden eine Befestigungsaufnahme zur
Anbringung einer flachen Platte, im Falle, daß an einem Ende keine
Welle befestigt werden soll. Die flache Platte ihrerseits mag
eine Außenantriebseinrichtung, wie ein Kettenrad, halten.