DE8527632U1 - Schwingungstilger für rotierende Wellen - Google Patents

Schwingungstilger für rotierende Wellen

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Description

Schwingungstilger für rotierende Wellen Beschreibung:
Die Neuerung betrifft einen Schwingungstilger für rotierende Wellen, insbesondere PKW-Gelenkwellen mit relativ hoher Drehzahl, bestehend aus einem mit der Welle verbindbaren Tragkörper, einem diesen konzentrisch umgebenden zylindrischen Schwungring und mehreren am Umfang verteilt radial zwischen Tragkörper und Schwungring sich erstreckenden, segmentförmigen, vorzugsweise anvulkanisierten Gummikörpern sowie in Umfangsrichtung gesehen zwischen den Gummikörpern vorgesehenen, radial sich erstreckenden Zusatzelementen.
Mit dem zunehmenden Einsatz von 5-Gang-Getrieben in Personenkraftwagen (PKW) ist durch den zusätzlichen 5» Gang (Schongang) eine um ca. 25 % höhere Gelenkwellendrehzahl erreichbars d.h., statt bisher möglicher Maximal-Drehzahlen von ca. 6.ÖÜ0 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
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zu tilgende Torsionsschwingungsfrequenz eines Fahrzeuges mit einem 4-Zylinder-Hubkolbenmotor 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 Gummikörpern angeordnete büisenförmige Versteirungeeiemente auf, welche eine derartige Erhöhung der Radialschwingungs-Resonanzfrequenz bewirken, daß bei nahezu unveränderter Torsionsschwingungs-Resonanfrequenz das angestrebte Verhältnis erreicht wird.
Durch die DE-OS 33 34 393 ist es bekanntt die jeweiligen Kennungen der Gummikörper für die Torsionsund Biegeschwingungen dadurch einzustellen, daß neben den fest am Schwungring und Tragkörper anvulkanisierten Gummikörper zusätzliche nur an einem Teil anvulkanisierte Gummistege vorgesehen werden, wobei letztere ausschließlich zur Einstellung der erforderlichen
Biegeschwingungs-Resonanzfrequenz 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 •ich mit relativ weicher Kennung ausgelegten, beidseitig anvulkanisierten Gummielemente zur Tilgung der relativ hohen Biegeschwingungen nicht geeignet sind. Die harte Kennung der Zusatzelemecte verhindert aber 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. lasbesondere ist ein radiales Auswandern des Schwungringes zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zusatzelemente sich radial vom Außenumfang des Tragkörpers bis zum Innenumfang des Schwungringes erstrecken und als formstabile Gleitkörper ausgebildet sind. Durch diese Maßnahme wird der Schwungring in seiner radialen Lage Über die formstabilen Gleitkörper radial abgestützt, d.h. in seiner konzentrischen Lage gehalten, ohne daß der insbesondere für die Torsionsschwingungstilgung notwendige Freiheitsgrad des Schwungringes beeinträchtigt wird.
Vorzugsweise bestehen die Gleitkörper aus einem relativ leichten und korrosionsfesten Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften, wie insbesondere aus Acetalharz oder PTFE nit Glasfaser- und Molykoteanteilen. Die den an sich formstabilen Gleitkörpern verbleibende werketoffbedingte Eigenelastizität in Verbindung mit der Elastizität einer relativ dünnen, zwecke Vermeidung einer Geräuschentwicklung vorgesehenen und fertigungstechnisch bedingten Gummischichten zwischen Zusatzelement und Tragkörper beziehungsweise Schwungring bewirken dabei nur noch eine Beeinflussung der höher frequenten Biegeschwingungen. Die Dicke jeder Gummischicht sollte dabei nicht mehr .·'<) 5 % des radialen Abstandes zwischen Tragkörper und P v. gring betragen, da sonst die Führungseigenschaften der Gleitkörper verlorengeht.
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Da der Schwungring üblicherweise aus einem rohrförmigen Körper mit zylindrischen Außen- und Irmenumfang besteht, wird vorgeschlagen, den Gleitkörper kraft- oder formschlüssig mit dem Tragkörper zu verbinden, so daß der Gleitkörper am Innenumfang des Schwucgringes in gleitfähiger Anlage sich befindet.
Zur Erhöhung der Reibschlußverbindung zwischen Gleitkörper und Tragkörper ist es denkbar, die den Tragkörper-Außenumfang
bedeckende Gummischicht und/oder die
Gleitkörper-ümfangsflächen bedeckende Gummischicht und/oder
die Gleitkörper-ümfangsflächen mit einem axialen Wellprofil zu versehen.
Eine Formschlußverbindung zwischen Gleitkörper und Tragkörper kann dadurch realisiert werden, daß die Gummischicht sich radial in vorzugsweise punktförmige Vertiefungen der korrespondierenden Gleitkörper-Umfangsfläche erstreckt.
Zur Vermeidung insbesondere des axialen Herausgleitens der Gleitkörper während des Betriebes des Tilger&bgr; wird vorgeschlagen, die Gummischicht axial länger als die Gleitkörper mit radial sich neben die Gleitkörper erstreckenden Anschläge auszubilden.
Aus Gründen des Korrosionsschutzes können die Gleitkörper auf mindestens eine Stirnseite vollständig mit einer Gummihaut abgedeckt sein.
Darüber hinaus erscheint ee vorteilhaft, wenn im Bereich der
Gleitkörper diese teilweise aufnehmende radiale Vertiefungen im Außenumfang des Tragkörpers vorgesehen sind. In Verbindung mit der bereits vorgeschlagenen Gummischicht wird auf diese Weise eine formschlüssige, elastische Fixierung des Gleitkörpers gegenüber dem Tragkörper sichergestellt. Vorzugsweise sind die Randbereiche der Vertiefungen zusätzlich radial nach außen gewölbt und mit einem relativ dicken Gummiwulst versehen, um eine optimale Fixierung des Gleitkörpers zu erhalten.
Denkbar ist es auch, den Tragkörper an einem axialen Ende mit einem radial nach außen sich erstreckenden Kragen zu versehen, um e'ne definierte axiale Lage bei der Montage zwischen Gleitkörper und !Tragkörper sicherzustellen.
Für die Neuerung ist es von weiterem Vorteil, wenn die Gleitkörper mit radialer Vorspannung durch axiales Einpressen zwischen Tragkörper und Schwungring eingebracht sind. Alternativ können die Gleitkörper auch eingeklebt sein. Zur Reduzierung von Montagekosten ist es denkbar, den Gleitkörper direkt mit in den Gummikörper einzuvulkanisieren derart, daß die äußere Umfange fläche des Gleitkorpers gummifrei am Innenumfang des Schwungringes anliegt.
Schließlich wird vorgeschlagen, die Gleitkörper aus jeweils zwei Gleitkörperteilen mit geraeinsamer zylindrischer Gleitfläche zu gestalten, wobei letztere in axialer Richtung profiliert sein kann. Auf diese Weise wird die Gleitbewegung in ümfanger ichtung in den zweiteiligen Gleitkörper verlagert, und die Gleitkörperteile können mit dem zuvor bezeichneten
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Maßnahmen kraft- und formschlüssig jeweils mit dem Tragkörper beziehungsweise dem Schwungring verbunden sein.
Zur Sicherung der Bewegungsfreiheit der Gleitkörper sowie auch zur verbesserten Abfuhr von Wärme sind in Umfangsrichtung gesehen beidseits der Gleitkörper axiale Durchgänge im Gummikörper vorzusehen
Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen
Figur 1 eine segmentierte Ansicht eines Schwingungstilgers mit vier verschiedenen Gleitkörper-Varianten
Figuren 2 bis 5 Teilschnitte gemäß Angabe in Figur 1
Der Schwingungstilger besteht aus einem topfförmigen Tragkörper 1 beziehungsweise 2 mit einem radialen Befestigungsflansch 3 beziehungsweise 4 zur Verbindung mit einer nicht weiter dargestellten Gelenkwelle eines PKW. Die Außenumfange fläche des Tragk'drpers 1, 2 ist mit 5, 6 bezeichnet. Zwischen Tragkörper 1,2 und dem diesen konzentrisch umgebenden rohrförmigen Schwungring 7 sind am umfang verteilt sechs segmentTörmige Gummikorpjr 8, 9 einvulkanisiert. In den zwischen den Gummikörpern 8, 9 verbleibenden axialen Durchgängen 10, 10' sind Zueatzelemente in Form von Gleitkörpern 11, 12, 13, 14 vorgesehen, die sich über relativ dünne Gummischichten 15a, 15b, 16a, 16b, beziehungsweise 17, 18a, 18b gegenüber dem Tragkörper 1, 2 und/oder dein Schwungring 7 abstützen. Die vier
Gleitkörper-Alternativen 11 bis 14 sind hier vereinfacht an fünf Tilger-Ausschnitten dargestellt; in der Praxis wird Tür jede Tilger-Aus Fuhrung eine Gleitkörper-Aus führung angewendet.
Der Gleitkörper 11, Figuren 1 und 2, besteht aus zwei Teilen 11a und 11b mit einem gemeinsamen, itn Querschnitt winkelförmig profilierten Gleitflächenbereich 19, so daß eine axiale Fixierung der Gleitkörperteile 11a und 11b zueinander sichergestellt ist. Die Gleitkörperteile 11a und 11b stützen sich in radialer Richtung über relativ dünne Gummischichten 15a und 15b auf dem Innenumfang des Sehwtsiigringes 7 beziehungsweise auf dem-Außenumfang des Tragkörpers 1 ab. Ein Stirnflächenbereich des Gleitkörpers 11 ist vollständig mit einer Gummischicht 20 überzogen, um das Eindringen von Schmutz in den Gleitfläehenbereich 19 zu verhindern. Auf der axial gegenüberliegenden Seite sind radiale Gummiansätze 21a und 21b zum zusätzlichen axialen Arretieren der Gleitkörperteile 11a, 11b vorgesehen.
Bei dem ebenfalls aus zwei Hälften 12a und 12b bestehenden Gleitkörper 12, nach Figuren 1 und 3, verläuft der Gleitflächenbereich 22 zylindrisch. Zur Arretierung der Gleitkörperteile 12a, 12b dienen nutenförmige Vertiefungen 23a, 23b, in welche korrespondierende Erhöhungen 24a, 24b der Gleitkörper 12a, 12b sich radial erstrecken. Dartiber hinaus weist der Tragkörper 1 einen radial nach außen abgebogenen Axialanschlag 25 auf.
Der in den Figuren 1 und 4 dargestellte Gleitkörper 13 besteht aus einem Teil. Er ist über eine am Tragkörper 1
anvulkanisierte Gutnmischicht 17 im Bereich einer Vertiefung 26 des Tragringes 1 gelagert. Gummischicht 17 und Gleitkörper 13 weisen ein axial gewelltes Umfangeflächenpröfil auf. Zusätzlich sind Vertiefungen 27 im Gleitkörper 13 vorgesehen, in welche sich die Gummischicht 17 erstreckt. Die äußere umfange fläche des segmentförmigen Gleitkörpers 13 ist ebenfalls profiliert und gleitet im Betriebszustand auf dem gummifreien Innenumfang des Schwungringes 7.
Der rechte untere Teil der Figur 1 deutet eine andere an sich bekannte dreieckige Tragkörperform 2 an, bei welcher die Gleitkörper 14 - siehe auch Figur 5 - zwischen Dreiecks-Spitze und Schwungring 7b angeordnet sind. Der radial innere Gleitkörperteil 14a ist im Bereich seines Innenumfanges der Kontur der Außenumfangsfläche 6 des Tragkörpers 2 angepaßt und über eine Gummischicht 18a auf diesem gelagert. Der Tragkörper 2 erstreckt sich dabei partiell in eine korrespondierende Ausnehmung 30 des Gleitkörpers 14. Die Halterung des radial äußeren Gleitkörperteiles 18b entspricht der Ausführung nach Figur 3. Die Gleitfläche 28 beider Gleitkörperteile ist in axialer Richtung stufenförmig profiliert.
Während die zuvor beschriebenen, aus Kunststoff auf PTFE-Basis bestehenden Gleitkörper separat hei gestellt und axial mit radialer Vorspannung zwischen Tragkörper 1, 2 und Schwungring 7a, 7b eingepreßt sind, ist der Gleitkörper 29 nach Figur 1 und 6 mit dem Gummikörper 31 derart einvulkanisiert, daß lediglich die äußere ümfangsfläche 32 des Gleitkörpers 29 gummifrei am Innenumfang des Schwungringes 7a anliegt.

Claims (18)

Schutzansprüche:
1. Schwingungstilger für rotierende Wellen, insbesondere PKW-Gelenkwellen mit relativ hoher Drehzahl, bestehend aus einem mit der Welle verbindbaren Tragkörper, einem diesen konzentrisch umgebenden zylindrischen Schwungring und mehreren am umfang verteilt radial zwischen Tragkörper und Schwungring sich erstreckenden, segmentförmigen, vorzugsweise anvulkanisierten Gtimmikörpern sowie in Omfangsrichtung gesehen zwischen den Gummikörpern vorgesehenen, radial sich erstreckenden Zusatzelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzeleraente sich vom Außenumfang des Tragkörpers (1, 2) bis zum Innenumfang des Schwungringes (7a, 7b) erstrecken und als formstabile Gleitkörper (11, 12, 13, 14, 29) ausgebildet sind.
2. Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gleitkörper (11, 12, 13, 14, 29) und Tragkörper (1, 2) und/oder Schwungring (7a, 7b) eine relativ dünne Gummischicht (15a, 15b, 16a, 16b, 17, 18a, 18b, 30) vorgesehen ist.
3. Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (11, 12, 13, 14, 29) aus Kunststoff besteht.
4. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (11, 12, 13, 14, 29)
aus Acetalharz oder PTFE mit Glasfaser- und Molykoteanteilen besteht.
5. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (12, 13, 14) formschlüssig mit dem Tragkörper (1) und/oder Schwungring (7a) ".usacsnenwirkt.
6. Schwingungstilger nach den Ansprachen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (13) und/ oder die mit dem Gleitkörper zusammenwirkende Gummischicht (17) axial well formig profilierte Umfange flächen aufweisen.
7. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (13) im Bereich der gummibedeckten Umfange flache Vertiefungen (27) aufweist, in welche sich die Gummischicht (17) formschlüssig erstreckt.
8. Schwingungstilger nach den Ansprüchen I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummischicht (15a, 15b, 16a, 16b, 18a, 18b) axial in beide Richtungen länger als der Gleitkörper (11, 12, 13, 14, 29) ausgebildet ist.
9. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiechicht (15a, 15b) sich radial unter Bildung von Axialanechlägen (21a, 21b) neben den Gleitkörper (11) erstreckt.
10. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1, 8 und 9, dadurch
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,.gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (11) auf mindestens einer axialen Stirnseite vollständig mit einer
Gummischicht (20) bedeckt ist.
11. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Gleitkörper (12, 13) diese teilweise aufnehmende radiale Vertiefungen (23a,
23b, 26) im Außenumfang des Tragkörpers (1)
beziehungsweise im Innenumfang des Schwungringes (7a)
vorgesehen sind.
12. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (2) sich partiell in eine korrespondierende Ausnehmung (30) des
Gleitkörpers (14) erstreckt.
13. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (1) einen radial nach außen sich erstreckenden Kragen (25) aufweist.
14. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitkörper (11, 12, 13, 14)
unter radialer Vorspannung zwischen Tragkörper (I1 2) und S'ihwungring (7a, 7b) axial eingepreßt sind.
15. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (12) aus zwei
Gleitkörperteilen (12a, 12b) mit gemeinsamer
zylindrischer Gleitfläche (22) besteht.
16. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (11, 14) aus zwei Gleitkörperteilen (11a ,1Ib und 14a, 14b) mit in axialer Richtung profilierter Gleitfläche (19, 28) besteht.
17. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (29) in den Gutnmikörper (9) einvulkanisiert ist und mit seiner gummifreien äußeren ümfangsfläche (32) am Innenumfang des Schwungringes (7a) anliegt.
18. Schwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung gesehen beidseits des Gleitkörpers (11, 12, 13, 14, 29) axiale Durchgänge (10, 10') im Gummikörper vorgesehen sind.
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