DE8523473U1 - Schwingungstilger für rotierende Wellen - Google Patents
Schwingungstilger für rotierende WellenInfo
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Description
■ .
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Schwingungstilger Fur rotierende Wellen Beschreibung:
Die Neuerung betrifft einen Schwingungstilger für rotierende
Wellen, insbesondere Für PKW-Gelenkwellen mit relativ hohen Drehzahlen, bestehend aus einem Tragkörper mit vorzugsweise
zylindrischem Außenumfang und radial nach innen sj.ch
erstreckendem Befestigungsflansch, einem den Tragkörper
koaxial umgebenden Schwungring mit an sich zylindrischem
Innenumfang, zwischen Tragkörper und Schwungring angeordneten, beide miteinander durch Vulkanisation verbindenden,
.segment Farmigen Gummi elementen sowie, in ümangsrichtung
gesehen, zwischen diesen angeordneten, radial sich erstreckenden Zusatzeleiuenten.
Mit dem zunehmenden Einsatz von 5-Gang-Getrieben in Personenkraftwagen (PKW) ist durch den zusätzlichen 5. Gang
Schongang) eine um ca. 25 % höhere Gelenkwellendrehzahl erreichbar, d.h., statt bisher möglicher Maximal-Drehzahlen
von ca. -6.000 U/min werden nunmehr 7.500 erreicht. Dadurch
steigen die Fliehkräfte der Tilgermasse derart, daß die den Gummielementen eigenen Rückstellkräfte nicht mehr ausreichen,
um ein Taumeln in radialer Richtung (exzentrische Verlagerung) des Schwungringes zu vermeiden, d.h., die bei niederen
Drehzahlen schwingungsdämpfende Wirkung des Tilgers geht bei hohen Drehzahlen in eine schwingungserzeugende Unwucht über.
Nach der DE-PS 31 34 310 wird für die Praxis ein Verhältnis
von etwa 2,5 : 1 der Radial- zur Torsionsschwingungsfrequenz
als geeignet angesehen. Dabei wird davon ausgegangen, daß die zu tilgende Torsionsschwingungsfrequenz eines Fahrzeuges mit
einem 4-Zylinder-Hubkolbenraotor bei etwa 60 Hz liegt, während
die zu tilgenden Biegeschwingungen des Antriebsstranges bei etwa 150 Hz liegen. Der für dieses Schwingungsverhältnis
ausgelegte Tilger weist in den Gummielementen
(Federungskörper) angeordnete hülsenförraige Versteifungshülsen
auf, welche eine derartige Erhöhung der >
Radialschwingungs-Resonanzfrequenz bewirken, daß bei nahezu
unveränderter Torsionsschwingungs-Resonanzfrequenz das
angestrebte Verhältnis erreicht wird.
Durch die DE-OS 33 34 393 ist es bekannt, die jeweiligen Kennungen der Gummielemente für die Torsions- und
Biegeschwingungen dadurch einzustellen, daß neben den fest am Schwungving und Tragkörper (Flansch) anvulkanisierten
Gummielementen zusätzliche nur an einem Teil anvulkanisierte Gummistege vorgesehen werden, wobei letztere ausschließlich
zur Einstellung der erforderlichen
Biegeschwingungs-Resonanz frequenz dienen.
Biegeschwingungs-Resonanz frequenz dienen.
Mit den bekannten Lehren werden Maßnahmen zur Einstellung des Tilger-Resonanz-Verhältnisses betreffend Torsions- und
Biegeschwingungen gegeben. Diese Maßnahmen bestehen aus mehr oder weniger steif ausgelegten Zusatzelementen, welche die
radiale Bewegung des Schwungringes beeinflussen, da die an sich mit relativ weicher Kennung ausgelegten, beidseitig
anvulkanisierten Gummielemente zur Tilgung der relativ hohen Biegeschwingungen nicht geeignet sind. -Die harte Kennung der
■ I ItI
Zusatzelemente verhindert aqber nicht, daß der Schwungring insbesondere bei hohen Drehzahlen radial auswandert.
Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, einen Tilger der eingangs beschriebenen Gattung so zu gestalten, daß er auch
bei Gelenkwellen mit relativ hohen Drehzahlen einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zusatzelemente aus einem formstabilen Material bestehen, eine radiale Erstreckung
aufweisen, die nahezu dem radialen Abstand zwischen Tragkörper und Schlagring entspricht und über relativ dünne
Gummischichten mit der Außenumfangsfläche des Tragkörpers und
der Innenumfangsfläche des Schwungringes zusammenwirken. Durch
diese Maßnahme wird der Schwungring in seiner radialen Lage über die formstabilen Zusatzelemente geführt, d.h. in seiner
konzentrischen Lage gehalten, ohne daß der insbesondere für
die Torsionsschwingungstilgung notwendige Freiheitsgrad des Schwungringes beeinträchtigt wird. Die den an sich
formstabilen Zusatzelementen verbleibende werkstoffbedingte Eigenelastizität in Verbindung mit der Elastizität der relativ
dünnen, zwecks Vermeidung einer Geräuschentwicklung vorgesehenen und fertigungstechnisch bedingten Gummischichten
«wischen Zusatzelement und Tragkörper beziehungsweise Schwungring bewirken dabei nur noch eine Beeinflussaung der
höher frequenten Biegeschwingungen. Die Dicke jeder Gummischicht sollte dabei nicht mehr als 5 % des radialen
Abstandes zwischen Tragkörper und Schwungring betragen, da
const die Führungseigenschaft der Zusatzelemente verloren
geht. Bevorzugt bestehen die Zusatzelemente aus faserverstärktem Kunststoff, d.h. sie besitzen ein niedriges
Eigengewicht und sind korrosionsbeständig.
Zur Sichersteilung der schwingenden Relativbewegung zwischen
Schwungring und Tragkörper sind die Zusatzelemente
säulenförmig mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet, d.h.
zylinderförmig und mit parallel zur Tilgerachse verlaufender
Säulenachse angeordnet. Damit ist ein leichtes Abwälzen der
Zusatzelemente auf dem gummibeschichteten Innenumfang des
Schwungringes und dem gummibeschichteten Außenumfang des
Tragkörpers, ähnlich wie bei einem Radialwslzlager,
sichergestellt. / 8
Nach einem weiteren Gedanken der Neuerung wird vorgeschlagen, |
daß, in Umfangsrichtung gesehen, beidseitig jedes J
Zusatzelement elastische Anschläge zur Begrenzung des f
relativen Verdrehwinkels zwischen Schwungring und Tragkörper f
vorzusehen sind. Damit wird eine Ausschlagbegrenzungerreicht, '
d.h. innerhalb des normalen Arbeitsbereiches des Tilgers ist \
der Verdrehungsfreiheitsgrad des Schwungringes gegenüber den) j
Tragkörper sichergestellt; bei überschreiten eines Grenzwertes \
wird über die elastischen Anschläge mit progressiv wirkender !
Federkennung «in stärkeres Ausschlagen in Umfangsrichtung "
vermieden, wodurch keine Uberbeanspruchung des Tilgers,
insbesondere der Gumroielemente, eintreten kann.
insbesondere der Gumroielemente, eintreten kann.
Die elastischen Anschläge können der Einfachheit halber aus
neben den Zusatzelementen vorgesehenen Gummihöckern gebildet
sein. Denkbar ist es aber auch, t ·<
^ie Zusätzelernent& S'icis |
partiell in im Außenumfang des iragKÖrpers eingearbeite£!:i
Vertiefungen erstrecken, die eine definierte Abwälzung mit
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Ausschlagbegrenzung zulassen.
Nach einem weiteren Vorschlag sind die Zusatzelentente
säulenförmig mit dreieckigem Querschnitt mit radial nach innen gerichtete Dreieckspitze gestaltet, wobei letztere sich in
eine korrespondierende Vertiefung im Außenumfang des Tragkörpers erstreckt. Derartige Zusatzelemente können über
die schneidenför»nige Dreieckskante bei relativer Verdrehung
des Schwungringes eine Kippbewegung ausführen, wobei die der
Kipp-Kante gegenüberliegenden äußeren Kanten als·· Ausschlagbegrenzer am Innenumfang des Schwungringes wirksam
werden. Zur Einstellung der Ausschlaggrenze sowie zur Kennung der Anschlagelastizität ist es möglich, die radial außen
liegende, mit dem Innenumfang des Schwungringes zusammenwirkende Begrenzungsfläche des Zusatzelementes
bogenförmig mit einem gegenüber dem Schwungring-Innenumfang kleineren Krümmungsradius zu gestalten.
Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden wie folgt beschrieben:
Figur 1 zeigt Ansichtssegmente eines Schwingungstilgers mit 3 unterschiedlich ausgebildeten
Zusatzelementen
Figuren 2-5 zeigen Schnittdarstellungen gemäß
Angabe in Figur 1
Der Schwingungstilger besteht aus einem topfförmi.gen
Tragkörper (1) aus Blech mit radialem Befestigungsflansch (2)
zur Verbindung mit einer nicht weiter dargestellten
Gelenkwelle eines PKW. Die Außenumf angsfläche des
Tragkörpers (1) ist mit (3) bezaicb.net. Der Schwungring (4) umschließt den Tragkörper (1) konzentrisch. Zwischen
Trägerkörper (1) und Schwungring (4) erstrecken sich insgesamt sechs segment fdrmige Gummielemente (5), die am Außenumfang (3)
des Tragkörpers (1) und am Innenumfang (6) des Schwungringes (4) anvulkanisiert sind. In den zwischen den
Gummielementen (5) verbleibenden Ausnehmungen (7) sind Zusatzelemente (8, 9 oder 10) angeordnet, die über relativ
dünne Gummischichten (11, 12), beispielsweise 0,·5 mm, mit dem Innenumfang (6) des Schwungringes (4) und dem Außenumfang (3)
des Tragkörpe-s (1) zusammenwirken. Die Zusatzelemente (8, 9,
10) bestenea aus säulenförmigen Körpern mit wahlweise
rundem (8, 9) oder dreieckigem (10) Querschnitt. Die Säulenachsen verlaufen parallel zur Tilgerachse.
Von den in Figur 1 dargestellten Ausführungen der Zusatzelemente sind wahlweise jeweils sechs bei einem Tilger
in den Ausnehmungen (7) vorgesehen. Beim Ausführungsbeispiel nach Schnitt III - III, entsprechend Figur 3, besteht das
Zusatzelement (8) aus einem zylindrischen Wälzkörper, dessen Durchmesser dem lichten Abstand zwischen Tragkörper (1) und
Schwungring (4) entspricht. Beiderseits des Zusatzelementes (8) sind elastische Anschläge in Form von
Gummihöckern (13, 14) vorgesehen, deren dem Zusatzelement (8) zugewandte Anschlagflächen geneigt zur Umfangstangente
verlaufen und somit eine progressive Federkennung der Anschläge (13, 14) mit bewirken. Das ebenfalls walzenförmige
Zusatzeleraent (9)j Ausführungsbeispiel IV - IV, entsprechend
Figur 4, weist einen größeren Durchmesser auf und erstreckt
lllltlll I I
t ·
sich partiell in eine Vertiefung (15) im Außenumfang (3) des Tragkörpers (1). Die Querschnitts-Krümmung der Vertiefung (15)
weist dabei einen gegenüber dem Zusatzelement (9) größeren
Krümmungsradius auf, so daß eine für die Torsionstilgur;;
erforderliche gerinne Rollbewegung für das Zusatzelement 19) sichergestellt ist. Die übergänge der Vertiefung (15) zur an eich zylindrischen Außenumfangsfläche (3) des Tragkörpers (1) dienen dabei als den Ausschlag des Schwungringes (4)
begrenzende Anschläge (16, 17). Das Zusatzelemen,t (10) nach Schnitt V-V, entsprechend Figur 5, weist &bgr;&iacgr;&eegr;&bgr;&EEacgr; dreieckigen Querschnitt auf, dessen eii<e Spitze in Form einer
Schneide (18) sich in eine korrespondierende V-förmige
Vertiefung (19) des Tragring-Außenumfanges (3) erstreckt. Die Anschläge für die Ausschlagbegrenzung des Schwungringes (4) bilden dabei die beiden Dreieckspitzen beziehungsweise
-kanten (20, 21). Zur Einstellung der zulässigen Kippbewegung des Zusatzelemente^ (10) ist die am Innenumfang (6) über die Gummischicht (11) anliegende Fläche (22) des
Zusatzelementes (10) in Umfangsrichtung gekrümmt ausgebildet, wobei der Krümmungsradius der Fläche (22) des
Zusatzelementes (10) kleiner ist als der Krümmungsradius der Innenumfangsfläche (6) des Schwungringes.
Krümmungsradius auf, so daß eine für die Torsionstilgur;;
erforderliche gerinne Rollbewegung für das Zusatzelement 19) sichergestellt ist. Die übergänge der Vertiefung (15) zur an eich zylindrischen Außenumfangsfläche (3) des Tragkörpers (1) dienen dabei als den Ausschlag des Schwungringes (4)
begrenzende Anschläge (16, 17). Das Zusatzelemen,t (10) nach Schnitt V-V, entsprechend Figur 5, weist &bgr;&iacgr;&eegr;&bgr;&EEacgr; dreieckigen Querschnitt auf, dessen eii<e Spitze in Form einer
Schneide (18) sich in eine korrespondierende V-förmige
Vertiefung (19) des Tragring-Außenumfanges (3) erstreckt. Die Anschläge für die Ausschlagbegrenzung des Schwungringes (4) bilden dabei die beiden Dreieckspitzen beziehungsweise
-kanten (20, 21). Zur Einstellung der zulässigen Kippbewegung des Zusatzelemente^ (10) ist die am Innenumfang (6) über die Gummischicht (11) anliegende Fläche (22) des
Zusatzelementes (10) in Umfangsrichtung gekrümmt ausgebildet, wobei der Krümmungsradius der Fläche (22) des
Zusatzelementes (10) kleiner ist als der Krümmungsradius der Innenumfangsfläche (6) des Schwungringes.
Claims (8)
1. Schwingungstilger für rotierende Wellen, insbesondere für PKW-Gelenkwellen mit relativ hoher Drehzahl, bestehend
aus einem Tragkörper mit vorzugsweise zylindrischem Außenumfang und radial nach innen sich erstreckendem
Befestxgungsflansch, einem den Tragkörper koaxial umgebenden Schwungring mit an sich zylindrischem
Innenumfang, zwischen Tragring und Schwungr'ing angeordneten, beide miteinander durch Vulkanisation
verbindenden, segmentförmigen Gummielemeuten sowie, in
Ümfaiig3richtung gesehen, zwischen diesen angeordneten und
radial sich erstreckenden Zusatzelementen,"dadurch
gekennzeichnet, daß die Zusatzelemente (8 ,9, 10) aus einem formstabilen Material bestehen, eine radiale
Erstreckung aufweisen, die nahezu dem radialen Abstand zwischen Tragkörper (1) und Schwungring (4) entspricht
und über relativ dünne Gummischichten (11, 12) mit der Außenumfangsfläche (3) des Tragkörpers (1) und der
Innenumfangsfläche (6) des Schwungringes (4) zusammenwirken.
2. Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Innenumfang (6) des
Schwungringes (4) und Außenumfang (3) des Tragkörpers (1) anvulkanisierten Gummischichten (11, 12) eine jeweilige
maximale Dicke von 5 % des radialen Abstandes zwischen &igr; Schwungring (4) und Tragkörper (1) aufweisen*
4 I
3. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zusatzelemente (8, 9, 10) aus
einem faserverstärkten Kunststoff bestehen.
4. Schwingungstilger each den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
: gekennzeichnet j daß die Zusatzelemente (8 ,9, 10)
? säulenförmig mit parallel zur Wellenachse verlaufender
I Säulenachse ausgebildet sind. '
5. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zusatzelemente (8, 9)
\ walzenförmig ausgebildet sind.
i_
s
6. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch
I gekennzeichnet, daß die Zusatzelemente (8, 9) sich
J partiell in Vertiefungen (15) im Außenumfang (3) des
I Tragkörpers (J) erstrecken.
I
7. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch
I gekennzeichnet, daß in ümfangsrichtung gesehen beidseitig
I jedes Zusatzelementes (8, 9, 10) elastische
\ Anschläge (13, 14 bzw. 16, 17 bzw. 20, 21) zur Begrenzung
des relativen Verdrehwinkels zwischen Schrungring (4) und
jj Tragkörper (1) vorgesehen sind.
'■
8. Schwungring nach den Ansprüchen 1 bia 4, dadurch
3 gekennzeichnet, daß die Säulenform de.
Zusatzelemente (10) einen dreieckigen Querschnitt mit
radial nach innen gerichteter Üreieckspitae I beziehungsweise -kante (18) aufweist, wobei letztere in
MiJ, i 1.,&Kgr;_.
..,„I j
&igr; * ·♦ > · · ti
• · · · t t· t
eine korrespondierende Vertiefung (19) im Außenumfang (3) des Tragkörpers (1) sich erstreckt*
Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis S, dadurch
gekennzeichnet, daß die radial äußere Begrenzungsfläche (22) des Zusätzelementes (10) in
Ümfangsrichtung des Tilgers bogenFdrmig sich erstreckt
und einen gegenüber dem Innenumfang (6) des Schwungringes (4) kleineren KruWvwigsradius aufweist.
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|---|---|---|---|
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