DE7615588U1

DE7615588U1 - Drehschwingungsdämpfer

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Publication number: DE7615588U1
Application number: DE7615588U
Authority: DE
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1976-05-15
Filing date: 1976-05-15
Publication date: 1978-04-06
Also published as: GB1582314A; FR2351320A1; JPS52139873A; DE2621787C2; SE7705634L; IT1115606B; FR2351320B1; DE2621787A1

Description

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GOETZEWERKE Burscheid, d. 05. 01. 1978

Friedrich Goetze AG TZT 329/We. /Mo. (1590)

DREHSCHWINGUNGSDAMPFER !;

Die Neuerung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für

Antriebsachsen beziehungsweise - wellen von Maschinen, K raft fuhr ze αϊ gen und dergleichen, bestehend aus mindestens zwei koaxial ineinandersteckbaren, polygonalen Achsteilen, von denen eines mit der Antriebsseite und eines mit der Abtriebsseite verbunden ist, und einem oder mehreren, zwischen den Achsteilen angeordneten Gummikörpern.

Durch die DE - PS 972.239 ist beispielsweise ein drehela cisches Gelenk bekannt, welches aus einiim polygonalen inneren Rohrteil und einem konzentrisch hierzu angeordneten, ebenfalls polygonalen äußerer. Rohrteil r.iit gleicher Eckenzahl besteht. Zur drehelastischen Verbindung beider Rohrteile dient eine der Eckenzahl entsprechende Anzahl von Gummi- ■

walzen, die einerseits an den Flächen des inneren Rohrteiles und ande- x*€x*5c;2t.5 lux i_jgx*g2Cu u€3T αυΗ^Χ~ιϊΐχνι€ι>£;ιι ü*CxvSii uco uüwSrCii ivuui tCiiCS eiriilC —

gen. ium Ausgieicn von α ertigungstoieranzen sowie zur vermeiaung eines Spielsitzes sind die Gummiwalzen vielfach mit einer radialen Druckvorspannung zwischen den beiden Rohrteilen eingepresst. Die , Größe der Druckvorspannung beeinflusst darüberhinaus die Federkennlinie des drehelastischen Gelenkes. Aus fertigungstechnischen Gründen ^ sind bisher jedoch solche Drehfedern nur mit relativ kurzer axialer '·■ Baulänge zum praktischen Einsatz gekommen. Das axiale Einpressen ? von Gummiwalzen in die zwischen den beiden Rohrteilen gebildeten | Hohlräume ist wegen der in axialer Richtung zunehmenden Reibung an | den Berührungsflächen nur bis zu einem von der Festigkeit des Gummi- | Werkstoffes abhängigen Grenze möglich. Auch ist die Längsteilung de» | äußeren Gelenkteiles gemäß der DE - PS 972.239 dann keine brauch- f bare Lösung zur Erzeugung einer radialen Vorspannung auf die Gummi- 1 säulen, wenn das System höheren Drehzahlen ausgesetzt wird und so- f mit die Schraubverbindung zu einer Unwucht in dem rotierenden Sys-

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tem führt.

Darüber.iinaus ist es nicht neu, zur elastischen Übertragung von Drehmomenten und insbesondere zur Dämpfung von Drehschwingungen radial druckvorgespannte Gummikissen zu verwenden, die bei Drehbeanspruchung einer zusätzlichen Schubbelastung unterworfen werden. Durch das relativ starke Durchwalken der Gummikissen läßt sich eine hohe Dämpfwirkung erzielen. Bei den hierzu bekannten Systemen sind die Gummikissen in der Regel mit den metallischen Antriebs und / oder Abtriebsteilen durch Vulkanisation verbunden, so daß derartige Teile einen enormen Fertigungsaufwand benötigen ^

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einsn unwuchtfreien Drehschwingungsdämpfer zu schaffen, der durch bloßes Ineinanderfügen einzelner Teile leicht herstellbar ist, ein möglichst geringes Eigengewicht aufweist und trotzdem eine hohe Dämpfwirkung besitzt. Dazu wird von einer Anordnung ausgegangen, die aus mindestens zwei koaxial ineinandersteckbaren, polygonalen Achsteiien besteht, von denen eines mit der Antriebsseite und eines mit der Abtriebsseite verbunden ist, und wobei ein oder mehrere Gummikörper zwischen den Achsteü^n angeordnet sind.

Neue rung s gemäß sind mindestens im mittleren Umfangsbereich zwischen je zwei Ecken eines Achuteiles Gummikörper vorgesehen und durch nachträgliche Verformung mindestens eines Achsteiles druckvorgespannt. Die neuerungsgemäße Lösung besteht somit auf der Verwendung eines bekannten drehelastischen Gelenksystemes als Drehschwingungsdämpfer für Achsen und dergleichen mit der Maßgabe, daß der beziehungsweise die Gummikörper erst nach der Montage in die als Achsteile dienenden Umschließungskörper durch radiales Verformen mindestens eines der Achsteile druckvorgespannt sind. Dies hat den Vorteil, daß die Gummikörper zunächst ohne Vorspannung leicht in die Räume zwischen den beiden Achsteilen eingeführt werden können, wodurch jede axiale Bau-

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länge möglich ist. Die Achsteile sind vorzugsweise rohrförmig ausgebildet, so daß -ias gesamte System ein relativ kleines Eigengewicht und damit niedriges Schwungmoment aufweist. Die Verformung der Achsteile erfolgt vornehmlich durch Einrollen axial verlaufender Rillen, wobei es bei bestimmten Anwendungsfällen von Vorteil sein kann, wenn die Verformung der Achsteile in Achsrichtung unterschiedlich groß ist. Durch die Stärke der Verformung in radialer Richtung sowie durch einen in Achsrichtung unterschiedlichen Verformungsgrad läßt sich nahezu jede gewünschte Federkennlinie einstellen und damit das Dämpfvermögen im voraus bestimmen.

Aus fertigungstechnischen Gründen ist es von Vorteil, wenn das äußere Achsteil vor dem Verformen einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, während es nach dem Verformen aus abwechselnd konkav und konvex gekrümmten LImfangsbereichen besteht. Zwecks Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Verformung der vorzugsweise aus Metall bestehenden Achsteile wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Radien der konkav und konvex gekrümmten Umfangsbereiche der Achsteile etwa gleich sind.

Als Gummikörper können Gummiwalzen Verwendung finden, die entweder entsprechend der DE - PS 972.239 angeordnet sind oder gemü^ einem weiteren Vorschlag der Neuerung zwischen je zwei Ecken beider Achsteile, das heißt im mittleren Flächenbereicb zvischen je zwei Ecken der Achsteile, eingespannt sind. Vorzugsweise weisen die Gummikörper dann die Form von Streifen mit rechteckigem Querschnitt auf, um bei stärkerem Verdrehwinkel ein seitliches Wegrollen der Gummiwalzen zu verhindern. Denkbar ist es ebenfalls, Gummikörper in Form von Gummischläuchen mit kreisförmigem Querschnitt zu verwenden.

Neben der Verwendung von mehreren, der Eckenzahl der Achsteile entsprechenden Anzahl von einzelnen Gummikörpern wird zum Zwecke

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der vereinfachten Fertigung vorgeschlagen, die einzelnen Gummikörper durch einen einzigen Gummikörper zu ersetzen und diesen in Form eines Gummischlauches den inneren Achsteil koaxial umschliessen zu lassen. Zur Vermeidung der Kerbwirkung der Ecken des inneren Achsteiles in Bezug auf die Oberflächenspannung im Gummischlauch wird weiterhin vorgeschlagen, daß der Gummischlauch im wesentlichen an der inneren Umfangsfläche des äußeren Achsteiles anliegt, wobei der Innendurchmesser des Gummischlauches vor der Montage größer als das Eckmaß des inneren Achsteiles ist.

Schließlich ist es von Vorteil, %enn der kleinste Innendurchmesser des äußeren Achsteiles nach der Montage kleiner als das EckmaÜ des inneren Achsteiles ist. Auf diese Weise wird selbst nach Zerstörung des Gummielementes ein Durchdrehen der Achsteile gegeneinander vermieden.

Durch die besonders raumsparende konstruktive Gestaltung des Drehschwingungsdämpfers ist es darüberhinaus möglich, drei Achsteile koaxial ineinander liegend vorzusehen und radial zwischen je zwei Achsteilen entsprechende Gummikörper vorzusehen.

Ausführungsbeispiele der Neuerung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figuren 1 und 2 je einen Längs - beziehungsweise

Querschnitt durch eine Kardanwelle mit integriertem erfindungsgemäßem Drehschwingungsdämpfer

Figuren 3 bis 5 Querschnitte durch andere Ausfüh

rung sbe is piele

In Figur 1 ist eine Kardanwelle für Kraftfahrzeuge dargestellt, die aus

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dem inneren Achsteil 1, dem äußeren Achsteil 2 sowie einem beide Achs teile miteinander verbindenden Gummischlauch 3 besteht. Die Achsteile 1,2 sind an ihren entgegengesetzten Enden mit den Gelenkköpfen 4,5 verbunden, die zur Einltiitung beziehungsweise Ableitung des Drehmomentes dienen. Zur drehelastischen schwingungsdämpfenden Verbindung der Achsteile 1,2 miteinander dient der Gummischlauch 3, der durch die nach dem Ineinanderschieben der Teile 1, 2, 3 in das äußere Achsieil 2 eingerollten Rillen 6 unter radialer Druckvorspannung gegen den mittleren Flächenbereich 7 zwischen je zwei Ecken 8,9 des inneren Achsteiles 1 angepresst wird. Die vorher lose ineinander gefügten Teile 1, 2, 3 werden somit nach dem.Einrollen der Rillen 6 des rohrförmigen Achsteiles 2 mit vorher kreisförmigem Querschnitt durch entsprechende Reibschlußverbindungen zwischen dem Ournmischlauch 3 und den beiden metallischen Achsteilen 1,2 miteinander zu einer Einbaueinheit verbunden. Für eine zerstörungsfreie Funktion des Drehschwingungsdämpfers ist es wichtig, daß der Gummischlauch 3 ausschließlich im Umfangsflächenbereich 7 des inneren Achsteiles 1 zur Anlage kommt, um ein Eingraben der Ecken 8,9 bei relativer Verdrehung des inneren Achsteiles 1 gegenüber dem äußeren Achsteil 2 in die innere Oberfläche 10 des Schlauches 3 zu verhindern. Demzufolge ist der Innendurchmesser des Schlauches 3 wesentlich größer als das Eckmaß ( Diagonale ) des inneren Achsteilquerschnittes gewählt. Die axiale Länge der Rillen 6 sowie deren jeweilige radiale Tiefe ist den besonderen Anforderungen an das Dämpfvermögen sowie an die Belastbarkeit des Gummiwerkstoffes angepaßt.

In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, welches aus zwei koaxial ineinanderliegenden Achsteilen 11,12 mit etwa dreieckigem Querschnittsprofil sowie aus drei einzelnen, im Querschnitt rechteckigen Gummikörpern 13 besteht. Der äußere Achoteil 12 mit ursprünglich kreisrundem Querschnitt ( strichpunktiert angedeutet ) ist nach dem Einführen des inneren Achsteiles 11 sowie der Gummi-

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körper 13 durch Abflachen der Umfangsflächenlbereiche 14 in seine endgültige Form gebracht w rden. Die Gummikörper 13 sind damit radial druckvorgespannt*

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 bestehen sowohl der innere Achsteil 15 als auch der äußere Achsteil 16 aus zwei Rohren mit quadratischem Querschnitt, wobei die "iZcken 17 des inneren Achs-

teiles 15 um 45 gegenüber den Ecken 18 des äußeren Achsteiles Ib verdreht gelagert sind. Als Gummiteile dienen vier Gummiwalzen mit ursprünglich kreisförmigem Querschnitt. Nach dem Einschieben der Gummiwalzen 19 in die Hohlräume zwischen die Achsteile 15, sind die Rillen 20 in das äußere Achsteil 16 eingerollt, so daß die Gummiwalzen 19 radial druckvorgespannt sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 sind drei Ach:>teile 21, 22, 23 koaxial zueii-ande_- angeordnet, wobei das innere Achsteil 21 und das äußere Achsteil 2 mit je einem - nicht weiter dargestellten Gelenkkopf verbunden sind. Zur drehelastischen und drehschwingungsdämpfenden Verbindung zwischen den Achsteilen 21 und 22 dienen im Querschnitt kreisförmige Gummiwalzen 24, die durch radialen Aufweiten der Umfangsbereiche 25 dei inneren Achsteiles 21 unter radialer Vorspannung stehen. Zwischen dem mittleren Achsteil 22 und dem äußeren Achsteil 23 sind Gummikörper 26 in Form von Gu.-nmischläuchen eingelegt, die durch Eindrücken der Rillen 27 ebenfalls unter radialer Vorspannung stehen.

Insbesondere bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 bis 4 sind die inneren und äußeren Achsteile derart gestaltet, daß das Eckmaß des inneren Achsteiles stets größer als der lichte Abstand der Rillen 6,20 beziehungsweise der Abflachung 14 gegenüber der Drehachse ist, so daß selbst im Falle einer Zerstörung der Gummikörper ein Durchdrehen des inneren Achsteiles gegenüber dem äußeren vermieden wird.

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Claims

GOETZEWERKE "· *· Bilrsctteid, d. 05. 01. 1978

Friedrich Goetze AG TZT 329/We./Mo. (1590)

SCHÜTZANSPRÜCHE

. Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für Antriebsachsen be

ziehungsweise - wellen von Maschinen, Kraftfahrzeugen und dergleichen, bestehend aus mindestens zwei koaxial ineinandersteckbaren, polygonalen Achsteilen, von denen eines mit der Antriebsseite und eines mit der Abtriebsseite verbunden ist, und einem oder mehreren, zwischen den Achsteilen angeordneten Gummikörpern, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens im mittleren Unxfangsbereich ( 7 ) zwischen je zwei Ecken (8,9) eines Achsteiles ( 1 ) Gummikörper ( 3, 13, 19, 24,26 ) vorgesehen und durch nachträgliche Verformung mindestens eines Achsteiles ( 2, 12, 16, 21, 23 ) druckvorgespannt sind.

. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsteile ( 1,2, 11, 12, 15,16,21,22,23 ) rohrförmig ausgebildet sind.

ΐ 3 . Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch

gekennzeichnet, daß die Verformung der Achsteile ( 1, 2, 15, 16,

] 23 ) durch Einrollen axial verlaufender Rillen ( 6, 20, 27 ) erzeugt

J ist.

:i 4 . Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch

"\ gekennzeichnet, daß die Verformung der Achsteile ( 6, 20 ) so-

.5 wohl in axialer als auch radialer Richtung unterschiedlich groß

ist.

. Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Achsteil (2,12) vor dem Verformen einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

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Drehschwingungsdämpfer ( SchuVzahsprüche^c/*159v) ) - 2 -

. Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Achsteil ( 2, 23 ) nach dem Verformen aus abwechselnd konkav und konvex, gekrümmten Umfangsbereichen besteht.

. Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien der konkav und konvex gekrümmten Umfangsbereiche der Ach.si.eile { 2 ) etv/a gleich sind.

. Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummikörper ( 13 ) im mittleren Bereich zwischen je zwei Ecken der Umfangsflochen beider Achsteile ( 11, 12 ) vorgesehen sind.

. Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummikörper ( 13 ) die Form von Streifen mit rechteckigem Querschnitt aufweisen.

. Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis ?, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummikörper ( 26 ) die Fori.i von Gummischläuchen mit kreisförmigem Querschnitt ausweisen.

. Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gummischlauch ( 3 ) den inneren .Achsteil ( 1 ) koaxial umschließt.

. Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis Ii₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Gummischlauch ( 3 ) im wesjntl. hen an der inneren Umfangsfläche des äußeren Achsteiles ( '.'. ) anliegt, wobei der Innendurchmesser des Gummischlauches ( 3 ) vor der Montage größer als das Eckmaß des inneren Achsteiles ( 1 ) ist.

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Drehschwingungsdämpfer ( Sch^taansproche*/ 15^0 V»* - 3 -

. Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Innendurchmesser des äußeren Achsteiles ( 2, 12, 16 ) nach der Montage kleiner als das Eckmaß ( größter Außendurchmesser ) des inneren Achsteiles ( 1,11,15 ) ist.

. Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß drei Achsteile ( 21,22,23 ) koaxial ineinander liegend vorgesehen und radial zwischen je zwei Achsteilen Gummikörper ( 24,26 ) vorgesehen sind.

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