DE1240342B

DE1240342B - Torsionsschwingungsdaempfer

Info

Publication number: DE1240342B
Application number: DEH48860A
Authority: DE
Inventors: Rollin Douglas Rumsey
Original assignee: Houdaille Industries Inc
Current assignee: Houdaille Industries Inc
Priority date: 1961-12-15
Filing date: 1963-04-17
Publication date: 1967-05-11
Also published as: FR1360007A; US3105392A; GB1032804A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F16f

Deutsche Kl.: 47 a - 20

Nummer: 1240 342

Aktenzeichen: H 48860 XII/47 a

Anmeldetag: 17. April 1963

Auslegetag: 11. Mai 1967

Die Erfindung bezieht sich auf einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Nabe und um die Nabe angeordneten Trägheitsgliedern, die gekrümmte Oberflächen aufweisen, mit denen sie sich auf Oberflächen der Naben abwälzen können, gegen die sie durch Federn gedrückt werden, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, die deren Bewegung relativ zur Nabe dämpfen.

Derartige Torsionsschwingungsdämpfer können beispielsweise zur Dämpfung der Schwingungen der Kurbelwelle eines Dieselmotors verwendet werden. Die bisher für diesen Zweck verwendeten Torsionsschwingungsdämpfer können auf Grund ihrer Wirkungsweise in zwei Gruppen eingeteilt werden. Die eine Gruppe ist derart ausgebildet, daß diese die Eigenfrequenz der Kurbelwelle verstimmt, und die andere Gruppe stellt die Eigenfrequenz auf einen Wert ein, der außerhalb des Betriebsfrequenzbereiches liegt. Ein typischer mit Verstimmung arbeitender Torsionsschwingungsdämpfer weist Gummidämpfer auf, die insbesondere bei großen Betriebsbelastungen eine begrenzte Lebenszeit haben und die nicht bei hohen Temperaturen arbeiten können. Ein typischer Torsionsschwingungsdämpfer der zweiten Gruppe weist Blattfedern auf, die gegen Ermüdungserscheinungen anfällig sind und gegen Reibungen zwischen den Blattfedern. Ein derartiger Dämpfer kann leicht ausfallen, wenn er in einer korrosiven Umgebung verwendet wird. Bei einem weiteren mit Verstimmung arbeitenden Torsionsschwingungsdämpfer werden Zentrifugalkräfte ausgenutzt, um ein Rückdrehmoment zu erzeugen, und ein derartiger Torsionsschwingungsdämpfer kann deshalb lediglich auf eine Frequenz abgestimmt werden. Bei diesem Torsionsschwingungsdämpfer treten hohe Spannungen auf, und es sind große Fertigungsgenauigkeiten erforderlich, und dieser Torsionsschwingungsdämpfer nutzt sich sehr schnell ab. Weiterhin ist es bekannt, einen Torsionsschwingungsdämpfer als Energieverbraucher auszubilden, der praktisch fluide Medien pumpt. Derartige Dämpfer werden ganz allgemein innerhalb der Motorkurbelwelle angewendet, damit man den außerordentlich schweren Dichtungsproblemen begegnen kann.

Bei einem bekannten Schwingungsdämpfer sind innerhalb einer Kammer eine Anzahl Gewichtssegmente aus Metall vorgesehen, die voneinander durch eine Anzahl federnder Abstandhalter im Abstand gehalten werden, wobei diese federnden Abstandhalter gleichzeitig diese Gewichtssegmente von den äußeren und inneren zylindrischen Oberflächen im Abstand halten. Es ist auch bereits bekannt, Tor-Torsionsschwingungsdämpfer

Anmelder:

Houdaille Industries, Inc.,

Buffalo, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:

Rollin Douglas Rumsey, Buffalo, N.Y. (V. St. A.)

sionsschwingungen in Wellen mittels pendelnder Massen zu vermindern. Bei einer bekannten Vorrichtung sind Pendel vorgesehen, die an einem mit der Welle fest verbundenen Keil aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen aufgehängt bzw. gelagert sind. Bei einem weiteren bekannten dynamischen Dämpfer sind Gewichtspendel vorgesehen, die sich auf Oberflächen abstützen, wobei sich die Gewichtspendel von diesen Oberflächen aus radial nach innen erstrecken, und es sind Federn vorgesehen, die diese Gewichtspendel radial nach außen drücken. Es ist auch bereits bekannt, zur Schwingungsdämpfung eine Schwungmasse mit einer Nadel über einen Kautschukring zu verbinden. Bei anderen Dämpfern können zwischen Trägheitskörpern und der Nabe bestimmte Kopplungen vorgesehen sein, die aus Reibschichten und/oder aus elastischen Schichten bestehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Torsionsschwingungsdämpfer zu schaffen, der eine große Lebensdauer hat und der kompakt ist und geringe Abmessungen aufweist.

Erfindungsgemäß weisen die Wälzflächen der Naben nach außen. Hierdurch ist ein einfacher und verschleißfester Aufbau möglich, und der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer kann rauhen Betriebsbedingungen ausgesetzt werden.

Es kann vorteilhaft sein, daß der Radius einer jeden der gekrümmten Oberflächen der Trägheitsglieder länger ist als die Hälfte der von der gekrümmten Oberfläche ausgehenden und von dem Krümmungsmittelpunkt verlaufenden geradlinigen

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Längsabmesung des Trägheitsgliedes. Die gekrümmte Oberfläche der Trägheitsglieder kann elliptisch ausgebildet sein. In vorteilhafter Weise können die Trägheitsglieder auch eine zweite elliptische Oberfläche auf der der Nabe abgewandten Seite aufweisen, auf die die Federn einwirken. Die Federn können ringförmig ausgebildet sein und die Trägheitsglieder umgeben. Es können eine oder mehrere Federhalterungen an wenigstens einem der Trägheitsglieder befestigt sein, um die Federn axial zu halten. Die Federhalterungen können dabei an einer Anzahl von Trägheitsgliedern befestigt sein und gegen wenigstens einen Teil der Federn anliegen. Die Federhalterungen können am radial äußeren Umfang der Trägheitsglieder wenigstens eine Federaufnahmenute bilden und sich um die Drehachse der Nabe herum erstrecken.

Es besteht die Möglichkeit, daß die Wälzflächen der Naben eben sind' und parallel zur Drehachse der Nabe verlaufen. Die Oberfläche der Nabe kann aber auch zylindrisch sein und konzentrisch zur Drehachse der Nabe verlaufen.

Die Federn können aus metallischen Kabeln bestehen, die durch ein Verschwenken der Trägheitsglieder gespannt werden. Die Federn können aber auch aus einer Anzahl von konzentrischen ringförmigen Schichten bestehen, die miteinander beispielsweise mittels eines Epoxyharzes zu einer Einheit verbunden sind. Die Federn können auch aus einer Gruppe von ringförmigen Elementen bestehen, die im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt haben, wie beispielsweise aus nicht verdrillten Stahldrähten oder Glasfaserelementen, die miteinander parallel liegend beispielsweise mittels eines Epoxyharzes zu einer Einheit verbunden sind.

Die Dämpfungseinrichtungen können in vorteilhafter Weise ein Reibungselement aufweisen, welches gegen eines der Trägheitsglieder anliegend angeordnet ist. Dabei können weitere Federn vorgesehen sein, die eine Anlage der Reibungselemente gegen die benachbarten Trägheitsglieder aufrechterhalten. Die weiteren Federn können unmittelbar auf die Trägheitsglieder einwirken. Ein Reibungselement kann zwischen aufeinanderfolgenden Trägheitsgliedern angeordnet sein und die Feder zwischen anderen aufeinanderfolgenden Trägheitsgliedern, wobei die Feder diese tangential voneinander fortdrückt. Das Reibungselement kann aber auch ringförmig ausgebildet sein und die Trägheitsglieder radial überlappen und gegen die axial gerichteten Oberflächen dieser Glieder anliegen und in axialer Richtung federbelastet sein. Das ringförmige Reibungselement kann dabei an der Nabe befestigt sein.

Es können Aussparungen in den gekrümmten Oberflächen der Trägheitsglieder und in den Oberflächen der Nabe, die gegen die gekrümmten Oberflächen anliegen, vorgesehen sein, und ein Halterungsglied kann in die Aussparung eingesetzt sein, um eine axiale Bewegung der Trägheitsglieder gegenüber der Nabe zu verhindern.

Die Dämpfungseinrichtungen können Oberflächen an den benachbarten Trägheitsgliedern aufweisen, die in Ebenen liegen, die durch die Achse der Nabe hindurch gehen und die miteinander zusammenwirken. Die Trägheitsglieder können hohl sein und bei ihrer Auslenkung aus der hohlen Stellung durch die Feder verformbar. Dabei kann jedes der hohlen Trägheitsglieder neben den Dämpfungsoberflächen eine Anzahl von inneren Schwächungsstellen aufweisen, und die Federn können an einer Anzahl von hohlen Trägheitsgliedern an der Oberfläche befestigt sein, die von diesen Schwächungsstellen entfernt liegt.

In den Figuren der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Torsionsschwingungsdämpfer,

F i g. 2 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie II-II der Fig. 1,

F i g. 3 eine Ansicht, die F i g. 1 entspricht, einer weiteren Ausführungsform,

F i g. 4 eine Teilschnittansicht, genommen längs der Linie IV-IV der F i g. 3,

F i g. 5 eine Teildraufsicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 6 eine Schnittansicht, genommen längs der so Linie VI-VI der F i g. 5,

F i g. 7 eine teilweise geschnittene Teilansicht einer weiteren Ausführungsform,

F i g. 8 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie VIII-VIII der F i g. 7,

as F i g. 9 eine teilweise geschnittene Teilseitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 10 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie X-X der Fig. 9,

Fig. 11 eine Teilseitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 12 eine Schnittansicht, genommen längs der LinieXII-XIIderFig.ll,

Fig. 13 eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Merkmale der in den F i g. 6, 10 und 12 dargestellten Ausführungsformen kombiniert sind,

Fig. 14 eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Merkmale der in den F i g. 6 und 12 dargestellten Ausführungsformen kombiniert sind,

Fig. 15 eine Teilansicht, welche eine Abänderung des in F i g. 5 gezeigten Aufbaus darstellt,

F i g. 16 eine Teilansicht, welche eine Abänderung des in F i g. 7 gezeigten Aufbaus darstellt,
Fig. 17 eine Teilansicht, weiche eine Abänderung des in F i g. 11 gezeigten Aufbaus darstellt,

F i g. 18 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie XVIII-XVIII der F i g. 17, und

F i g. 19 eine schematische Darstellung, welche die Maße zeigt, die bei der Berechung der Federkonstanten eines Torsionsschwingungsdämpfers verwendet werden.

Ein Torsionsschwingungsdämpfer 20 weist eine Nabe 21 auf, eine Anzahl Trägheitsglieder 22 bis 25, Federn 26 und Dämpfungseinrichtungen, die die Schwingungen der Trägheitsglieder 22 bis 25 dämpfen. Die Nabe 21 ist an einer Welle 30 befestigt, deren Torsionsschwingungen gedämpft werden sollen, und weist einen Flansch 28 auf, der mittels Schraubenbolzen 29 an der Welle 30 befestigt ist. Die Nabe 21 weist Wälzflächen 31 auf. Jedes Trägheitsglied 22 bis 25 erstreckt sich von den Wälzflächen 31 radial nach außen und hat eine gekrümmte Oberfläche 22 a bis 25 a, die sich auf der Wälzfläche 31 abwälzen kann. Die gekrümmten Oberflächen 22 a bis 25 a sind konvex ausgebildet und elliptisch gekrümmt. Eine elliptische Oberfläche bewirkt, daß die Federkonstante des Torsionsschwingungsdämpfers 20 als

^Funktion der Winkelamplitude der Welle 30 linear ist. Die Trägheitsglieder weisen weitere gekrümmte Oberflächen 22 b bis 25 b auf. Die Trägheitsglieder 22 bis 25 sind ringförmig um die Nabe 21 herum angeordnet. Die Federn 26 drücken die Trägheitsglieder 22 bis 25 einzeln radial nach innen gegen die Nabe 21. Die Federn 26 erstrecken sich ringförmig um die Achse der Nabe 21 und umschließen die Trägheitsglieder 22 bis 25. Die Federn 26 können um die Achse der Nabe 21 schwingen.

Die Dämpfungseinrichtung 27 wird von wenigstens einem der Trägheitsglieder 22 bis 25 getragen. Mit 32 bezeichnete Einrichtungen halten die Ringfedern 26 in ihrer axialen Lage. Derartige Einrichtungen 32 sind an wenigstens einem der Trägheitsglieder 22 bis 25 befestigt.

Bei der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen umschließen die Wälzflächen 31 ein rechtswinkliges Prisma. Die Ringfeder 26 weist einen oder mehrere Kabelteile 33, 34 auf, die mit Gewindeanschlüssen 35, 36 und Muttern 37 versehen sind, und diese Anschlüsse erstrecken sich durch Halterungen 38, 38, die am Trägheitsglied 22 angeschweißt sind. Die Kabel 33, 34 sind über eine Stütze 39 geführt, die ebenfalls am Trägheitsglied 22 angeschweißt ist. Die Kabelhalterungen 32 sind Flansche, die wenigstens eine Nut in der äußeren gekrümmten Oberfläche 22 b der Trägheitsglieder begrenzen.

Die Dämpfungseinrichtung 27 weist eine gekrümmte Platte 40 auf, die ringförmig angeordnete Reibungselemente 41, 42 trägt. Diese Reibungselemente sind an der Platte mittels Niete 43 befestigt. Schrauben 44 erstrecken sich durch Beilagscheiben 45 und Druckfedern 46 durch die Platte 40 in Gewinde hinein, die in den Trägheitsgliedern 23 bis 25 ausgebildet sind. Die Schraube 44 des Trägheitsgliedes 24 erstreckt sich in ein Gegengewicht 47, welches diametral gegenüber der Stütze 39 angeordnet ist. Die Druckfedern 46 drücken die Trägheitsglieder in Anlage gegen die Reibungselemente 41, 42.

Eine Aussparung 48 ist in den Wälzflächen 31 ausgebildet, und eine Aussparung 49, die mit der Aussparung 48 fluchtet, erstreckt sich in die gekrümmten Oberflächen 22 a bis 25 a hinein. In den Aussparungen 48, 49 sind Stahlkugeln 50 angeordnet. Die Aussparungen 48 können über einen Kanal 51 miteinander verbunden sein, der zu einer Fettbuchse 52 führt.

Bei dem in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Reibungsplatte 40 und die Reibungselemente 41 und 42 durch Dämpfungseinrichtungen 53 ersetzt, die von der Nabe 54 getragen werden. Die Dämpfungseinrichtung 53 weist axial im Abstand voneinander angeordnete ringförmige Reibungselemente 55, 56 auf. Die Reibungselemente liegen gegen die Trägheitsglieder 57 bis 60 an und werden mittels einer Halterungsfeder 61 und eines Sprengringes 62 axial an der Nabe 54 gehalten. Die Reibungselemente 55 und 56 überlappen radial die Trägheitsglieder 57 bis 60.

Die F i g. 5 und 6 zeigen einen Torsionsschwingungsdämpfer 63 mit einer Nabe 64, die einen Flansch 65 mit einer Wälzfläche 66 aufweist. Jedes Trägheitsglied 67, 68 weist eine gekrümmte Oberfläche 67 a, 68 a auf, die gegen die Wälzfläche 66 anliegt, und eine zweite gekrümmte Oberfläche 67 b, am gegenüberliegenden Ende. Beide gekrümmte Oberflächen haben eine konvexe elliptische Form.

Ein Federkabel 69 umfaßt alle Trägheitsglieder 67 und 68 und wird von den Trägheitsgliedern 67, 68 getragen. Dadurch werden die Trägheitsglieder 67, 68 einzeln radial nach innen gegen die Nabe 64 gedrückt. Dämpfungseinrichtungen in Gestalt von Reibungselementen 70 ergänzen die Dämpfungswirkung der Federn 69 und werden von den Trägheitsgliedern getragen. Um das Ringfederkabel 69 axial zu halten, sind Ringnuten 71 vorgesehen, ίο Die Trägheitsglieder 67, 68 weisen Seitenflächen 67 c, 68 c auf, zwischen denen die Reibungselemente 70 angeordnet sind. Jedes Reibungselement 70 ist an einer dieser Seitenflächen befestigt und besteht aus einem Bremsbelagmaterial. Die Reibungselemente 70 sind zwischen aufeinanderfolgenden Trägheitsgliedern angeordnet. Eine Druckfeder 72 ist in einander zugekehrte Aussparungen 67 d, 68 d der Trägheitsglieder 67 und 68 eingesetzt. Eine Ringnut 73 ist in der Oberfläche 66 angeordnet und erstreckt sich in die gekrümmten Oberflächen 67 a und 68 a hinein und nimmt ein Halterungsglied 74 auf. Aussparungen 67 if und 68 d sind leicht glockenförmig ausgebildet.

In den F i g. 7 und 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel 75 dargestellt, welches eine Nabe 76 aufweist, die mit einem Flansch 77 versehen ist und die ein ringförmiges, flüssigkeitsdichtes Gehäuse 78 hat. Innerhalb des Gehäuses 78 ist ein gehärteter Ring 79 angeordnet, der eine radial nach außen weisende Oberfläche 79 a aufweist. Trägheitsglieder 80 erstrecken sich vom Ring 79 radial nach außen. Jedes Trägheitsglied weist eine gekrümmte Oberfläche 80 a auf, die gegen die Oberfläche 79 a anliegt.

Jede gekrümmte Oberfläche 80 a hat eine konvexe, elliptische Krümmung. Das andere Ende eines jeden Trägheitsgliedes 80 weist eine zweite gekrümmte Oberfläche 80 b von gleicher Ausbildung auf, an der ein Stahlfederband 81 anliegt.

Das Gehäuse 78 bildet eine Kammer und weist einen abgedichteten Deckel 82 auf, der mit einer Füllöffnung versehen ist, die mit einem Füllpfropfen 83 verschlossen ist. In der Kammer ist ein viskoses Dämpfungsmittel angeordnet, wie beispielsweise Silikonöl. Die Spalte 84, 85 an den Seitenflächen der Trägheitsglieder 80, der Spalt 86 zwischen der Feder 81 und dem Gehäuse 78 und der Zwischenraum 87 sind vergrößert dargestellt. Die Abstände 87 können während des Betriebes abnehmen. Die innerhalb des Gehäuses 78 angeordneten Teile werden gegen axiale Bewegungen durch das Gehäuse selbst gehalten. Die Oberfläche 79 a ist eine zylindrische Oberfläche.

Der in den F i g. 9 und 10 dargestellte Torsionsschwingungsdämpf er 88 weist eine Nabe 89 mit einem Flansch 90 auf. Die Nabe hat eine Wälzfläche 91. DerTorsionsschwingungsdämpfer 88 weist Trägheitsglieder 92 auf. Jedes Trägheitsglied 92 hat eine gekrümmte Oberfläche 92 a, die gegen die Wälzfläche 91 anliegt. Die Oberfläche 92 α hat eine konvexe, elliptische Krümmung, und es ist eine zweite gekrümmte Oberfläche 92 b am anderen Ende eines jeden Trägheitsgliedes 92 vorgesehen. Federn 93 drücken die Trägheitsglieder 92 einzeln radial nach innen und gegen die Nabe 89 und in Abwälzrichtung in eine radial aufrechte Lage. Dämpfungseinrichtungen arbeiten mit den Federn 93 zusammen.

Die Dämpfungseinrichtung 94 weist zwei Reibungsringe 95 auf, die aus einem Bremsbelagmaterial bestehen und die gegen die Nabe 89 und die Trägheits-

glieder 92 anliegen. Ein Paar Ringfederscheiben 96,

96 werden mittels Niete 97 gegen das Reibungsmaterial 95 gedrückt. Jedes Trägheitsglied ist, wie bei 92 c gezeigt, geschlitzt und nimmt eine der Niete

97 auf und wirkt auf diese Niete ein, um die Scheiben 96 gegenüber der Nabe 89 zu verschwenken. Beide Scheiben 96 sind radial verlängert und liegen gegen die Federn 93 an.

Die Feder 93 besteht aus einer Anzahl konzentrischer Ringlagen, die miteinander verbunden sind. Die einzelnen Lagen können aus Stahllamellen bestehen, von denen jede beispielsweise eine Stärke von etwa 0,005 cm hat, oder aus einem Fiberglasband. Die einzelnen Lagen sind miteinander verbunden, beispielsweise mittels eines Epoxyharzes.

Der in den Fig. 11 und 12 dargestellte Torsionsschwingungsdämpfer 98 weist eine Nabe 99 auf, die mit einem Flansch 100 versehen ist. Die Nabe hat eine Wälzfläche 101, gegen die eine Anzahl Trägheitsglieder 102 radial nach innen mittels einer ringförmigen Feder 103 vorgespannt sind. Jedes der Trägheitsglieder 102 weist eine gekrümmte, konvexe, elliptische Oberfläche 102« auf, die gegen die Wälzfläche 101 anliegt. Eine zweite gekrümmte Oberfläche 102 b ist am anderen Ende eines jeden Trägheitsgliedes 102 vorgesehen und liegt gegen die Feder 103 an. Die Feder 103 drückt die einzelnen Trägheitsglieder 102 in Abwälzrichtung in eine radial aufrechte Lage. Die Feder 103 wird durch Niete 105 gehalten, die sich durch die Ringfeder 103 in einen Teil der Trägheitsglieder 102 erstrecken.

Die Wälzfläche 101 ist wie bei den in den F i g. 5, 7 und 9 dargestellten Ausführungsbeispielen zylindrisch. Jedes der Trägheitsglieder 102 ist hohl und weist eine Anzahl Schwächungsstellen 102 c auf, so daß die einzelnen Trägheitsglieder 102 beim Schwingen deformiert werden können. Derartige geringe Deformationen erhöhen die Wirksamkeit der Dämpfung und bringen eine geringe Ausdehnung der verschiedenen Trägheitsglieder mit sich. Ein Reibungselement 104 kann zwischen jedem Trägheitsgliederpaar angeordnet sein und kann an einer Seitenfläche eines der Reibungsglieder befestigt sein. Eine Ringnut 106 erstreckt sich durch die Wälzfläche 101 und die gekrümmten Oberflächen 102 a und nimmt einen Halterungsring 107 auf. Während des Betriebes deformiert die Feder 103 die Trägheitsglieder 102. Dadurch entsteht eine Reibungskraft, die proportional zur Spannung in der ringförmigen Feder 103 ist, die sich mit der Winkelschwingungsamplitude erhöht.

Die Feder 103 besteht aus einer Gruppe von Ringelementen mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, die parallel miteinander verbunden sind. Jedes Ringelement kann aus Stahldraht oder aus Glasfiberfäden bestehen, und ein Epoxyharz kann zum Verkleben verwendet werden.

Die in Fig. 13 gezeigte Ausführungsform entspricht im allgemeinen der in F i g. 5 und 6 gezeigten und weist eine Reihe Trägheitsglieder 108 auf, von denen wenigstens einige mit Öffnungen versehen sind, um einen Niet 109 aufzunehmen, der sich durch eine ringförmige Feder 110 erstreckt, um sie in ihrer axialen Lage zu halten. Die Feder 110 entspricht mit Ausnahme der Öffnungen der ringförmigen Feder 93.

Die in Fig. 14 gezeigte Ausführungsform entspricht der in Fig. 13 gezeigten, mit der Ausnahme, daß hier die Feder 103 verwendet wird, die in den Fig. 11 und 12 dargestellt ist.

Fig. 15 zeigt eine Abänderung der Ausführungsform, die in den F i g. 5 und 6 dargestellt ist, wobei eine Nabe 111 vorgesehen ist, die Wälzflächen 112 aufweist, die aus einer Reihe radial nach außen gerichteter flacher Oberflächen bestehen, die miteinander verbunden sind und ein Prisma umschließen.

Fig. 16 zeigt eine Abänderung der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Vorrichtung. Die Nabe 76 ist mit einem getrennten oder mit einem mit dieser ein Ganzes bildenden Verschleißring 113 ausgestattet, welcher Wälzflächen 114 aufweist, die aus einer Reihe von radial nach außen gerichteten flachen Oberflächen bestehen, die miteinander verbunden sind und ein Prisma umschließen.

Die Fig. 17 und 18 zeigen, daß verschiedene der beschriebenen Merkmale miteinander kombiniert angewendet werden können. Es ist eine Nabe 115 vorgesehen, welche Wälzflächen 116 aufweist, die aus einer Reihe von radial nach außen gerichteten flachen Oberflächen bestehen, die miteinander verbunden sind und die ein Prisma einschließen. Gegen diese Wälzflächen stützen sich Trägheitsglieder 102. Die Seitenflächen 102 ei der Trägheitsglieder 102 liegen miteinander reibend unmittelbar aneinander an. Wie in Fig. 18 gezeigt, können zusätzliche Dämpfungseinrichtungen 117 vorgesehen sein, welche einen Reibungsring 118 aufweisen, der von einer Federscheibe 119 gehalten wird. Die Federscheibe 119 ist an der Nabe 115 befestigt. Das Reibungselement 118 überlappt radial die Trägheitsglieder 102 und liegt gegen diese an.

Die beschriebenen Ausführungsformen der Torsionsschwingungsdämpfer weisen eine Federkonstante auf, die durch eine Auswahl von Parametern bestimmt werden kann. Die Federkonstante eines jeden Ausführungsbeispieles kann durch die Formel

K = A [L + cB]
bestimmt werden. Dabei gilt
K = Federkonstante des Dämpfers,

A =

² (R₂ + R₃ — h) sin
R₁₁(R₁-~R~+W'

L = Vorbelastung in der Ringfeder,
c — Federkonstante der Ringfeder,
B = 2iVsin -^- D-E,

D= (R₁ + R.₂y + (R₂ + R₃- hy

-2(R₂ + R_s -A) cos A. (R₁ + R₂),

E = 2N(R₁-R_{3 +} H)Sm^

R₁ = Radius der Nabenoberfläche,

R₂ = Krümmungsradius der Oberfläche des Trägheitsgliedes,

R_s = Krümmungsradius des Trägheitsgliedes bei der Feder,

h = Höhe des Trägheitsgliedes,

R_k = Radius der Drehung des mit dem Federring kombinierten Trägheitsgliedes,

N = Anzahl der Trägheitsglieder,

e = Winkelablenkung der Trägheitsmasse.

Die im vorstehenden aufgeführten einzelnen Parameter sind schematisch in F i g. 19 dargestellt.

In allen den verschiedenen Ausführungsformen weist der Schwerpunkt der gefederten Masse eine Anzahl von Punkten auf, von denen jeder radial jenseits des Abwälzpunktes eines jeden einzelnen Trägheitsgliedes an der Nabe liegt. Eine typische Federkonstante der dargestellten Torsionsschwingungsdämpfer kann in der Größenordnung von etwa 000 Kp-cm pro Radiant bei einem Dämpfer von etwa 25 cm Durchmesser liegen.

Claims

Patentansprüche:

1. Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Nabe und um die Nabe angeordneten Trägheitsgliedern, die gekrümmte Oberflächen aufweisen, mit denen sie sich auf Oberflächen der Nabe abwälzen können, gegen die sie durch Federn gedrückt werden, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, die deren Bewegung relativ zur Nabe dämpfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzflächen (31, 66, 79 a, 91, 101,112,114,116) der Nabe-(21, 54, 64, 76, 89, 99, 111, 115) nach außen weisen.

2. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius einer jeden der gekrümmten Oberflächen (22 a bis 25 a, 67 a, 68 a, 80 a, 92 a, 102 a) der Trägheitsglieder (22 bis 25, 57 bis 60, 67, 68, 80, 92,102,108) länger ist als die Hälfte der von der gekrümmten Oberfläche ausgehenden und durch den Krümmungsmittelpunkt verlaufenden geradlinigen Längsabmessung des Trägheitsgliedes.

3. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Oberfläche (22 a bis 25 a, 67 a, 68 a, 80 a, 92, 102 a) der Trägheitsglieder (22 bis 25, 57 bis 60, 67, 68, 80, 92, 102, 108) elliptisch ausgebildet ist.

4. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsglieder (22 bis 25, 57 bis 60, 67, 68, 80, 92, 102, 108) eine zweite elliptische Oberfläche (22 b bis 256, 67 b, 6Sb, 80 b, 92 b, 102 δ) auf der der Nabe abgewandten Seite aufweisen, auf die die Federn (26, 69, 81, 93,103,110) einwirken.

5. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (26, 69, 81, 93, 103, 110) ringförmig ausgebildet ist und die Trägheitsglieder (22 bis 25, 57 bis 60, 67, 68, 80, 92, 102, 108) umgibt.

6. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Federhaltungen (32, 71, 78, 96, 105,

109) an wenigstens einem der Trägheitsglieder (22 bis 25, 57 bis 60, 67, 68, 92, 102, 108) befestigt sind, um die Federn (26, 69, 81, 93, 103,

110) axial zu halten.

7. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhalterungen (32, 71, 96, 97, 105, 109) an einer Anzahl von Trägheitsgliedern (22 bis 25, 57 bis 60, 67, 68, 92, 102,108) befestigt sind und gegen wenigstens einen Teil der Federn (26, 69, 93, 103, 110) anliegen.

8. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhalterungen (32, 71, 96) am radial äußeren Umfang der Trägheitsglieder (22 bis 25, 57 bis 60, 67, 68, 92) wenigstens eine Federaufnahmenut bilden und sich um die Drehachse der Nabe (21, 54, 64, 89, 111) herum erstrecken.

9. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzflächen (31,112,114, 116) der Nabe (21, 54, 111, 76, 115) eben sind und parallel zur Drehachse der Nabe verlaufen.

10. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (66, 79 a, 91,101) der Nabe (64, 76, 89, 99) zylindrisch und konzentrisch zur Drehachse der Nabe (64, 76, 89, 99) angeordnet ist.

11. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (26, 69) aus metallischen Kabeln (33, 34) bestehen, die durch ein Verschwenken der Trägheitsglieder gespannt werden.

12. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (93,110) aus ₍einer Anzahl von konzentrischen ringförmigen Schichten bestehen, die miteinander beispielsweise mittels eines Epoxyharzes zu einer Einheit verbunden sind.

13. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (103) aus einer Gruppe von ringförmigen Elementen bestehen, die im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt haben, wie beispielsweise aus nicht verdrillten Stahldrähten oder Glasfaserelementen, die miteinander parallel liegend beispielsweise mittels eines Epoxyharzes zu einer Einheit verbunden sind.

14. Torsionsschwingungsdämpfer nach jedem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtungen ein Reibungselement (41, 42, 55, 56, 70, 95,104, 118) aufweisen, welches gegen eines der Trägheitsglieder (23 bis 25, 57 bis 60, 67, 68, 92, 102, 108) anliegend angeordnet ist.

15. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Federn (46, 61, 72,96,119) vorgesehen sind, die eine Anlage der Reibungselemente (41, 42, 55, 56, 70, 95,118) gegen die benachbarten Trägheitsglieder (23 bis 25, 57 bis 60, 67, 68, 92,108, 102) aufrechterhalten.

16. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Federn (72, 96) unmittelbar auf die Trägheitsglieder (67, 68, 92,108) einwirken.

17. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibungselement (70) zwischen aufeinanderfolgenden Trägheitsgliedern (67, 68,108) angeordnet ist und daß die Feder (72) zwischen anderen, aufeinanderfolgenden Trägheitsgliedern (67, 68, 108) angeordnet ist und diese tangential voneinander fortdrückt.

18. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibungselement (55, 56, 95,118) ringförmig ausgebildet ist und die Trägheitsglieder (57 bis 60, 92,102) radial überlappt und gegen die axial gerichteten Oberflächen dieser Glieder anliegt und in axialer Richtung federbelastet ist.

■ - - ; 709 579/219

19. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Reibungselement (55, 56, 92,118) an der Nabe (54, 89,115) befestigt ist.

20. Torsionsschwingungsdämpfer nach jedem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß Aussparungen (48, 49, 73,106) in den gekrümmten Oberflächen (22 a bis 25 α, 67 α, 68 a, 102 a) der Trägheitsglieder (22 bis 25, 67, 68, 102, 108) und in den Oberflächen (31, 66, 101, 112, 116) der Nabe (21, 64, 99, 111, 115), die gegen die gekrümmten Oberflächen anliegen, vorgesehen sind und daß ein Halterungsglied (50, 74, 107) in die Aussparung (48, 49, 73, 106) eingesetzt ist, um eine axiale Bewegung der Trägheitsglieder gegenüber der Nabe zu verhindern.

21. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 4 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtungen Oberflächen (67 c, 68 c, 87,102 d) an benachbarten Trägheitsgliedern (67, 68, 80, 102, 108) aufweisen, die in Ebenen liegen, die durch die Achse der Nabe hindurchgehen, und die miteinander zusammenwirken.

22. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsglieder (102J hohl und bei ihrer Auslenkung der Ruhestellung durch die Feder (103) verformbar sind.

23. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß jedes dei hohlen Trägheitsglieder (102) neben den Dämpfungsoberflächen (102 ti) eine Anzahl von inneres Sehwächungsstellen (102 c) aufweist und daß die Federn (103) an einer Anzahl von hohlen Trägheitsgliedern (102) an der Oberfläche (1026) befestigt sind, die von diesen Schwächungsstellen (102 c) entfernt liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
-Deutsche Patentschriften Nr. 588 245, 727538, 935, 937 319;

so deutsche Auslegeschriften Nr. 1101 870,
387;

deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1812 067;
französische Patentschrift Nr. 1 032 572;
USA.-Patentschriften Nr. 2198 135, 2 966 074.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen