DE19531639A1 - Drehschwingungsdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere zur Schwingungsdämpfung an Kurbelwellen von Verbrennungsmotoren, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Drehschwingungsdämpfer ist bekannt. Er besteht im wesentlichen aus einem mit der zu dämpfenden Welle fest verbundenen Innenteil und einem auf dem Innenteil begrenzt drehbeweglich gelagerten Außenteil, der mit dem Innenteil über in Kammern einliegende Hülsenfederpakete derart gekuppelt ist, daß zwischen Innen- und Außenteil Relativbewegungen auftreten können. Die Hülsenfedern bestehen aus mehreren ineinander geschobenen, ringförmig gebogenen Stahlbändern. Dabei nimmt die Federblattdicke radial von außen nach innen kontinuierlich ab, um die Biegespannungen in den einzelnen Blättern bei einer bestimmten Auslenkung etwa gleich groß halten zu können.

Weiter sind die Freiräume der Aufnahmekammern für die Federpakete mit Drucköl gefüllt, welches durch eine Bohrung laufend zugeführt wird und nur entgegengesetzt zur Fliehkraftrichtung verdrängt werden kann. Die Dämpfungswirkung beim Auftreten von Relativbewegungen beruht hauptsächlich auf Ölverdrängung, und zusätzlich wird eine Dämpfung durch mechanische Reibung hervorgerufen.

Die Größe eines Schwingungsdämpfers und seine Drehsteifigkeit zwischen Innen- und Außenteil hängt von den drehschwingungstechnischen Verhältnissen des jeweiligen Antriebes ab. Je weicher eine Hülsenfeder sein muß, je dünner werden die einzelnen Blätter der Hülsenfeder und je größer wird ihre Anzahl pro Paket. Im umgekehrten Fall nimmt die Stärke der Blätter zu und ihre Anzahl verringert sich.

Die Verwendung solcher Federpakete zur Erzielung hoher Drehsteifigkeiten ist aus verschiedenen Gründen nachteilig. Zunächst ist es erforderlich, Rohmaterial entsprechend der Anzahl der Einzelfedern eines Federpaketes in unterschiedlichen Stärken bereitzuhalten. Außerdem ist die Fertigung solcher Federpakete zeitaufwendig und kostenintensiv.

Während der Belastung der Federn eines Federpaketes aufgrund der Relativbewegungen zwischen Außen- und Innenteil treten Flächenreibungen auf, die zu Reibkorrosion führen und damit die Betriebszeit eines Dämpfers erheblich verringern können.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Sie verfolgt das Ziel, für einen Drehschwingungsdämpfer Hülsenfedern bereitzustellen, die eine hohe Verschleißfestigkeit haben und wirtschaftlicher als bisher herstellbar sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Drehschwingungsdämpfer der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die jeder Kammer zugeordnete Ringfeder als einteilige Ringfeder ausgebildet ist und einen Schlitz aufweist, durch den sich der Hubbegrenzungsbolzen mit Spiel in das Innere der Ringfeder erstreckt.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die einteilige Ringfeder im Ruhezustand so ausgebildet, daß sie an der kreisrunden Wandung der Kammer mit radialer Vorspannung anliegt.

Hinsichtlich ihrer axialen Länge sind die Ringfedern so bemessen, daß jede Ringfeder an ihren axialen Enden mit den Seitenscheiben in Gleitberührung steht.

Bislang war man der Ansicht, daß die erforderliche Drehsteifigkeit für Drehschwingungsdämpfer nur durch den Einsatz von Hülsenfederpaketen erzielbar ist. Entgegen dieser in Fachkreisen herrschenden Meinung wurde nun überraschenderweise gefunden, daß für Einsatzfälle, bei denen eine höhere Drehsteifigkeit gefordert ist, solche Drehsteifigkeiten auch mit einer einteiligen Hülsenfeder erreicht werden können.

Damit wird die Herstellung im Vergleich zu einer als Federpaket aufgebauten Hülsenfeder erheblich vereinfacht. Rohmaterial braucht nur noch in einer einzigen Stärke zur Verfügung stehen, d. h. es ist nur ein einziger Warmwalzvorgang erforderlich. Die nachfolgende maschinelle Fertigung wird dabei in bekannter Weise so angelegt, daß die einteiligen Hülsenfedern im Einbauzustand eine gewünschte Vorspannung haben. Außerdem sind Maßnahmen zur Erhöhung der Dauerfestigkeit anwendbar, wie z. B. das Kugelstrahlen. Wegen der größeren Dicke des Federstahlbandes sind hierbei keine Deformationen zu befürchten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Stirnansicht eines Drehschwingungsdämpfers gemäß der Erfindung bei abgenommener Seitenscheibe und

Fig. 2 eine Seitenansicht des Drehschwingungsdämpfers in einem Schnitt in den Ebenen der Linien I-I der Fig. 1.

Der abgebildete Drehschwingungsdämpfer enthält einen Ringkörper als Innenteil 1, der mit der zu dämpfenden Welle, z. B. eine Kurbelwelle, drehfest verbunden wird. Auf der Mantelfläche 2 des Innenteils 1 ist ein zweiter Ringkörper als Außenteil 3 mit seiner Innenmantelfläche 4 in Drehrichtung gleitbeweglich gelagert.

In den miteinander in Berührung stehenden Mantelflächen 2, 4 der Innen- und Außenteile 1, 3 sind einander gegenüberliegende halbkreisförmige Ausnehmungen eingelassen, die sich zu achsparallelen, kreisrunden Kammern 5 ergänzen, wobei die Mittelpunkte der Kammern mit der Kreislinie der Mantelflächen zusammenfallen. Die Kammern sind symmetrisch über den gesamten Umfang verteilt. Anzahl und Größe der Kammern hängt von den Erfordernissen der jeweiligen Anlage ab.

In jeder Kammer 5 ist eine einteilige geschlitzte Ringfeder 6 unter radialer Vorspannung angeordnet. Die Schlitze 7 der Ringfedern 6 sind radial zur Mitte des Drehschwingungsdämpfers gerichtet. In den halbkreisförmigen Ausnehmungen des Innenteils 1 ist je eine achsparallele Nut 8 eingearbeitet, die sich radial in das Innenteil 1 ersteckt. In jeder Nut 8 ist ein Laschenartiger Fußteil 9 eines Hubbegrenzungsbolzens 10 gelagert. Der Fußteil 9 trägt an seinem anderen Ende eine stangenartige Verdickung 11 mit kreisrundem Querschnitt. Der Außendurchmesser der Verdickung 11 ist kleiner als der Innendurchmesser der Ringfeder 6.

Die Hubbegrenzungsbolzen 10 haben die Aufgabe, die Relativbewegungen zwischen Außen- und Innenteil 3, 1 so zu begrenzen, daß während des Betriebes die Biegebeanspruchungen in den Ringfedern 6 in zulässigen Grenzen bleiben. Außerdem wird durch den Fußteil 9 ein unkontrolliertes Verdrehen der Ringfeder 6 verhindert.

Wie die Zeichnungen zeigen, ist die Bohrung des Innenteils 1 als Stufenbohrung mit einem ersten Abschnitt 12 zur Lagerung auf der Welle und einem zweiten Abschnitt 13 mit größerem Durchmesser und geringerer axialer Tiefe ausgebildet. Vom zweiten Abschnitt 13 gehen radiale Bohrungen 14 aus, die in je eine Kammer 5 münden. Über diese Bohrungen werden die Kammern 5 mit Drucköl versorgt. Am Außenteil 3 sind am äußeren Umfang an beiden Seiten in axialer Richtung sich erstreckende Ringflansche 15, 16 angeformt.

Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, hat der scheibenartige Innenteil 1 außerhalb der inneren Nabe eine geringere axiale Dicke als der Außenteil 3. Den Abschluß der Kammern an ihren axialen Enden bilden ringförmige Seitenscheiben 17, 18. Dabei ist jede Seitenscheibe 17, 18 von dem jeweiligen Flanschring 15, 16 umschlossen und durch diesen zentriert. Durch die Seitenscheiben 17, 18 ist der Bereich der Kammern 5 im Außenteil 3 seitlich öldicht abgeschlossen. Das zugeführte Drucköl kann also aus den Kammern 5 in Fliehkraftrichtung nicht entweichen.

Dagegen ist der Innenteil 1 zwischen den Seitenscheiben 17, 18 mit Spiel 19 geführte um einen Ölaustausch zu ermöglichen. Wenn der Drehschwingungsdämpfer am freien Ende einer Kurbelwelle angeordnet ist, gelangt das abfließende Öl in den Kurbelwellenraum.

Die Seitenteile 17, 18 können durch Schrauben mit dem Außenteil 3 fest verbunden werden. Dies ist in der Zeichnung aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt.

Während des Betriebes des Drehschwingungsdämpfers führt der Außenteil 3 aufgrund der Schwingungen der zu dämpfenden Welle hin- und hergehende Relativbewegungen gegenüber dem Innenteil 1 aus. Als Folge hiervon werden die Ringfedern 6 im Sinne einer radialen Zusammenpressung belastet und dabei auf Biegung beansprucht. Die damit verbundene Veränderung der Kammervolumen erzeugt durch Ölverdrängung die gewünschte Dämpfungswirkung.

Claims (3)

1. Drehschwingungsdämpfer, insbesondere zur Schwingungsdämpfung an Kurbelwellen von Verbrennungsmotoren, mit einem drehfest mit der Kurbelwelle verbindbaren ringförmigen Innenteil sowie einem auf dem Innenteil begrenzt drehbeweglich gelagerten Außenteil, mit über den Umfang verteilten, achsparallelen, kreisrunden Kammern, die durch Ausnehmungen in den aneinanderliegenden Mantelflächen von Innen- und Außenteil gebildet sind, wobei in den Kammern geschlitzte ringförmige Hülsen aus Federstahl einliegen und die Freiräume in den Kammern mit Öl gefüllt sind, mit am Außenteil an beiden Endseiten befestigten Seitenscheiben, die die Kammern im Bereich des Außenteils seitlich öldicht abschließen, und mit Hubbegrenzungsbolzen, die sich in jeder Kammer vom Innenteil in das Innere einer Hülsenfeder erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die jeder Kammer (5) zugeordnete Ringfeder (6) als einteilige Ringfeder (6) ausgebildet ist und einen Schlitz (7) aufweist, durch den sich der Hubbegrenzungsbolzen (10) mit Spiel in das Innere der Ringfeder (6) erstreckt.

2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ringfeder (6) an der kreisrunden Wandung der Kammer (5) mit radialer Vorspannung anliegt.

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ringfeder (6) an ihren axialen Enden mit den Seitenscheiben (17, 18) in Gleitberührung steht.