SE435752B - Torsionsvibrationsdempare - Google Patents

Description

78;05386-5 axeln hos en motor. När vevaxeln roterar, resulterar varje tillskottsapplice- ring av vridmoment, som föranleds genom snabb bränsleförbränning i en cylinder, i en lätt acceleration av metallen nära vevarmen. När metallen återhämtar sig beroende på dess naturliga elasticitet eller eftergiwrlishet, roterar den något i den motsatta riktningen. Dylika krafter resulterar i torsionsvibrationer i axeln. I ett typiskt fall av torsionsvibrationer utför en motorvevaxel, som roterar med en hastighet på 3000 varv per minut, samtidigt vinkelvibrationer med en amplitua på från en fjaraeaeis grad tili en grad vid en frekvens på 150 _ 250 cykler per sekund. " Syftet med en torsionsvibrationsdämpare är att reducera amplituden hos tor- sionsvibrationerna. Denna reduktion sänker hållfasthetskraven på vevaxeln och sänker följaktligen vikten hos vevaxeln. Dämparen förhindrar även brott på. vevaxeln och hämmar vibration hos olika andra komponenter hos förbränninge- motorn.

Tidigare torsionsvibrationskonstrxilctioner av denutyp som har ett nav, ett elastomerorgan och ett tröghetsorgan eller -ring har i allmänhet utnyttjat material med relativt hög densitet för både navet och tröghetsorganet. Den relativt höga densiteten och det åtföljande relativt höga polära. tröghets- momentet hos tröghetsorganet är ett önskvärt särdrag; navet utnyttjas blott mer eller mindre såsom en koppling mellan axeln ooh elastomerringens inre radiella parti. Användningen av material med hög densitet, såsom gjutjärn, för navet kan emellertid resultera i icke önskvärda effekter. Närhelst någon roterande massa, såsom en torsionsvibrationsdämpare, tillägges till en motors vevaxel sänkas sålunda denna vevaxels resonansfrekvens. Denna sänlming kan bringa kritiska resonansvibrationsordningstal hos vevaxeln nära eller inom motorns hastighetsarbetsområde. En förbränningsmotor har i allmänhet ett arbetsområde på exempelvis 1000 - 4500 varv per minut. Inom detta område finns ett motsvarande område av tändningsinduoerade exciteringsfrekvenser.

U Dessa exciteringsfrekvenser inducerar, såsom tidigare påpekats, torsionsvib- rationer i vevaxeln. Om en naturlig eller egenresonansfrekvens hos vevaxeln är över motorns exoiteringsfrekvenser inom det normala arbetsvarvtalsområdet kommer i allmänhet icke stora torsionsamplituder att uppträda i vevaxeln. Om på motsatt sätt en resonansfrekvens hos vevaxeln är inom motortändningsfrek- venserna kan stora vinkelvibrationsamplituder uppträda.

Det torde nu vara uppenbart att trögheten hos en vid vevaxeln fixerad rota- tionsmassa i syfte att fullständiga ett typiskt dämparaggregat bör vara så låg som möjligt vad avser polärt tröghetsmoment. På. detta sätt kan vevaxel- resonansfrekvenserna, i vissa tillämpningar, bibehållas så långt som möjligt “aw- . . .- 7805386-5 från motorns tändningsrelaterade frekvenser.

Enligt den ovan angivna patentansökningen kan navet vara bildat av plast för att reducera dess paraeitiska massa med åtföljande åtnjutande och förbättring av dämparuppförandet som beskrivs utförligt i sagda patentansökning. Denna uppfinning omfattar ett sammansatt nav bildat av plast, aluminium eller ett annat material med låg densitet, vilket nav är på lämpligt sätt förstärkt medelst styva eller stela organ, såsom stål- eller gjutjärnsband, inbäddade i navet. En sådan konstruktion tillåter användning av ett vidsträckt område av plastmaterial.

Under hänvisning till bifogade ritning följer nedan en närmare beskrivning av såsom exempel anförda utföranden av uppfinningen. På ritningen är fig 1 en tvärsektionsvy av en torsionsvibrationsdämpare konstruerad i enlighet med uppfinningen och fig 2 en vy liknande fig 1 och illustrerande en modifikation.

I fig 1 på ritningarna anger talet 10 generellt ett torsionsvibrationsdämpar- aggregat, som innefattar en yttre tröghetsring 12, som på konventionellt sätt är bildad av gjutjärn eller något annat starkt och tungt material. Talet 14 anger en kontinuerlig elastomerring, vilkens yttre yta är i kontakt med ringens 12 inre yta. Talet 16 anger ett nav, vilkets yttre perifera yta är i kontakt med elastomerringens innersta yta. Talet 18 anger en central, genom- gående öppning i navet, vilken öppning är anordnad att mottaga änden av en axel 20. På konventionellt sätt är axeln 20 försedd med skruvgängor 22 vid sin ände och en gängad mutter 24 är vriden så att en av dess radiellt sig sträokande sidor anligger mot det angivna partiet av navet 16 för att däri- genom draga navet till tätt eller spänt ingrepp med axeln 20. Ehuru icke visad, kan en kil även vara innefattad i aggregatet i ändamål att på icke- roterbart sätt låsa navet vid axeln 20. Axelns gängade parti 22 och muttern 24 kan vara lokaliserade inuti en urtagning 26 i navet. Elastomeren 14 kan vara bunden till både tröghetsorganet 12 och navet 16 såsom är konventionellt inom denna teknik.

I frånvaro av stela eller styva bandelement, som härefter kommer att beskrivas, skulle plasten eller något annat material, av vilket navet 16 är fabricerat, med tiden undergå ett fenomen känt såsom plastisk krypning. Detta skulle äga rum vid det yttre perifera partiet på grund av den radiellt inåt riktade kraften från elastomeren 14. Såsom är känt för fackmännen inom plastområdet kommer en kvarstående kraft mot ett plastelement att slutligen bringa elemen- tet att ge efter och att icke fjädra tillbaka. Detta betecknas ibland även såsom plastisk intryckning och uppträder ofta i en mångfald material. Vidare kommer även axiella krafter på navet nära dess hål eller borrning 181 Vilka 7805386-5' krafter föranleds genom kraften från muttern 24, att tendera att resultera. i krgfpning eller intryolming. Termen "plast" i patentkraven är sålunda avsedd att innefatta material, som, förutom plast, vidlådes av dimensionsföränd- ring under långa tidsperioder beroende på. applicering av krafter, dvs mate- rial som förlorar sin elasticitet.

Dylika förändringar över långa tidsperioder av den önskade dimensionsstabili- teten hos navet 16 förhindras eller hämmas genom de element som nu skall be- skrivas. Dessa element utgörs av ett första platt förstärkningsorgan eller -band 50 och ett andra förstärkningsorgan eller -barfl 52. Bandet 50 är inbäddat i navet och är lokaliserat just radiellt innanför navets yttersta, perifera yta.

Inom ramen för denna uppfinning kan emellertid bandet 50 sträcka sig så. att det bildar ett parti av navets 16 perifera yta. Bandet säges sålunda vara när- liggande navets yttersta perifera yta, dvs antingen vid eller nära denna yta.

Det andra bandet är lokaliserat radiellt närliggande hålet 18 och utsträck- ningen av detta band 52 är väsentligen lika med navets axiella utsträckning från muttern 24 till navets högra ände. Det kommer omedelbart att inses att bandet 52 motstår axiella och radiella krafter förorsakade av fastepännings- muttern 24 och bandet 52 förhindrar eller hämmar sålunda plastisk intryckning eller krypning nära navöppningen 18. På liknande sätt motstår det första ban- det 50 de radiella deformationskrafterna och förhindrar eller hämmar däri- genom plastisk intryckning eller krypning radiellt relativt navet.

I fig 2 på. ritningen illustreras ett utförande av uppfinningen som använder en annan typ av yttre band. Tröghetsringen, elastomerringen och navet, jämte det andra eller radiellt innersta förstärkningsbandet 52, är av samma konstruk- tion som beskrivits med avseende på. utförandet enligt fig 1. Emellertid an- tager det yttersta förstärkningsbandet en något annorlunda konfiguration.

Talet -40 i fig 2 anger ett kontinuerligt ringformigt föI-'Sfiärkningsrflrgarl 61181' -batfi eller en ring, liknande bandet 50, varvid bandets 40 ena kant är ansluten till en radiellt inåt och något axiellt sig sträckande, konisk förstärkning 42. Det bör förstås att förstärkning-en 42 har en kontinuerlig vinkelmässig utsträckning såsom i fallet med en kon eller tratt och är försedd med öpp- ningar för att åstadkomma kontinuitet hos materialet som bildar navet 16.

Det radiellt innersta partiet av konförstärkningen 42 är fixerat, såsom genom med talet 44 angiven svetsning, vid det inre bandet 52. Den yttersta kanten hos den komiska fórstärkningen 42 är sålunda i ett stycke ansluten till den ena kanten hos bandet 40, medan förstärkningens 42 kant med minsta diameter är stelt fäst vid det inre eller andra bandet 52. Talet 50 anger någon av ett flertal vinkelformigt åtskilda lurtagningar med gängor 52, som bärs av navmaterialet och av partier av konförstärlmingen 42. Urtagningarnas 50 funk- 7805386 -5 LH tion är att mottaga gängade fastsättningsdon för att fästa en remskiva vid en ändyta hos dämparen. Förstärkningen 42 är även formad av metàll, såsom stål eller gjutjärn, liksom banden 30, 40 och 52.

Claims (7)

7805-386-5 Patentkrav

1. Torsionsvibrationsdämpare av den typ som har en yttre 'z tröghetsring (12), en radiellt mellanliggande elastomer- ring (14) och ett centralt med öppning (18) försett, radi- ellt innersta nav (16), vilket är anordnat att fästas vid änden av en för torsionsvibrationer utsatt roterande vev- axel (20) och vilket är bildat av plast för att därigenom reducera dess polära tröghetsmoment och därigenom reducera den parasitiska massan hos hela dåmparen, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den innefattar ett första styvt förstärkningsorgan eller -band (30; 40), vilket är inbäddat i navet och lokaliserat i närheten av navets yttre perifera yta, och ett andra styvt förstärkningsorgan eller -band (32), vilket är inbäddat i navet och lokaliserat i närheten av ytan hos den centrala navöppningen, som är anordnad att mottaga änden av en vevaxel, och vilket har en axiell utsträckning väsentligen lika med den axiella utsträckningen hos navets vevaxelmottagande öppning, varigenom det första organet eller bandet motstår krypning hos navet beroende på radiellt inåt riktad kraft från den mellanliggande elasto- merringen och varigenom det andra organet eller bandet motstår radiella och fastspännande krafter föranledda av navets fastsättning vid en vevaxel.

2. Dämpare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att det första organets eller bandets (30) axiella utsträck- ning är väsentligen lika med den axiella utsträckningen av gränsytan mellan elastomerringen (14) och navet (16).

3. Dämpare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att det första organet eller bandet (40) är försett med en konisk förstärkning (42), som är stelt fäst med sin kant med den största diametern vid en kant hos det första organet eller bandet (40), och att den koniska förstärk- ningen vid sin kant med den minsta diametern är stelt fäst vid det andra organet eller bandet (32). 78Û5386-f5 3

4. Dämpare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav att de två organens eller bandens (30, 40, 42) centrala geometriska axlar sammanfaller med dämparens geometriska rotationsaxel.

5. Dämpare enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav att det första organet eller bandet (40) och den koniska förstärkningen (42) är-i ett stycke.

6. Dämpare enligt krav É, k ä n n elt e-c k n a di därav, att den koniska förstärkningens (42) kant med minsta dia- meter är fäst vid det andra organet eller bandet (32) ge: svetsning.

7. Dämpare enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att de två organens ellerbandens (30, 40, 42) centrala geometriska axlar sammanfaller med dämparens geometriska rotationsaxel.