DE2018310A1 - Drehschwmgungsdämpfer - Google Patents

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HOLSET ENGINEERING COMPANY LIMITED Unser Zeichen: tho-ho-l6

Datum: 26.5-1970

Drehsehwingungsdämpfer

Die Erfindung bezieht sich auf unter Ausnutzung der Viskosität einer eine hohe Viskosität aufweisenden Flüssigkeit arbeitende Schwingungsdämpfer, die an einer Schwingungen ausgesetzten Konstruktion befestigt werden können, und sie betrifft z.B. einen Torsions- bzw. Drehschwingungsdämpfer, der in Verbindung mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine oder einer anderen Antriebswelle, die Drehschwingungen ausgesetzt ist, verwendet werden kann<>

Es sind bereits Schwingungsdämpfer bekannt, bei denen der Schwerwiderstand eines Kupplungsfilms aus einer Flüssigkeit von hoher Viskosität zwischen relativ zueinander bewegbaren Bauteilen ausgenutzt wird, wobei das eine Bauteil ein Trägheit sgewicht ist, und bei diesen bekannten Schwingungsdämpfern sind Lager aus Metall oder Kunststoff vorgesehen, um die Teile des Dämpfers im richtigen Abstand voneinander zu halten und eine metallische Berührung zu verhindern; dies gilt insbesondere in Fällen, in denen Silikon als Dämpfungsmittel verwendet wird, und die Teile des Dämpfers aus eisenhaltigen Werkstoffen bestehen. Es hat sich Jedoch gezeigt, daß das zähflüssige Dämpfungsmittel durch die Lagerspalte einer sehr starken Abscherungswirkung ausgesetztwird, die erheblich

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größer ist als die im Arbeitsspalt auf den Flüssigkeitsfilm ausgeübte Scherwirkung= Es kann die Gefahr bestehen, daß der Flüssigkeitsfilm in den Lagerspalten zusammenbricht, und dies gilt insbesondere in Fällen, in denen die Lagerflächen eine e-b.ebliche Größe haben und der Schwingungsdämpfer hohen Be- BHL·. .uchungea, standhalten muß. Bei Dämpfungsflüssigkeiten, die eine Hohe 1/iskoelastizität besitzen, hat es sich gezeigt, daß ■an. den auf bekannte Weise ausgebildeten Lagerflächen ein großes variables Widerstandsdrehmoment auftritt, so daß auch trotz einer richtigen Berechnung des elastischen Dämpfungsfaktors der gewählten Flüssigkeit große Drehmomentamplituden an der Nabe des Schwingungsdämpfers auftreten können, wodurch die gewünschte Abstimmung der Flüssigkeit auf einen bestimmten Elastizitätswert verloren geht, so daß der Schwingungsdämpfer nur oder im wesentlichen unter Ausnutzung der Dämpfungsfähigkeit der zähflüssigen Flüssigkeit arbeitet. Bis jetzt sind keine brauchbaren Anordnungen vorgeschlagen worden, die ein einwandfreies Abstimmen eines Schwingungsdämpfers mit Hilfe der natürlichen dynamischen Scherelastizität von Flüssigkeiten-mit einer hohen Viskosität ermöglichen.

Ferner besteht bei den bis jetzt bekannten Schwingungsdämpfern die Gefahr₉ daß die Dämpfungsflüssigkeit dadurch verunreinigt wird₉ daß sich berührende Metallflächen einschließlich der Lmgerflächen einer Abnutzung unterliegen, und daß solche Schwingungsdämpfer vorzeitig altern und ihre Wirksamkeit verlieren, was z.B. dadurch verursacht wird, daß die Silikondämpfungsflüssigkeit ein Gel bildet. Wenn Lager aus Metall vorgesehen sind, kann sich die relative Lage des Trägheitskörpers und des Gehäuses ändern, und dies kann zu verschiedenen Betriebsstörungen führen, z.B. zu Änderungen der Breite der von dem abscherbaren Film eingenommenen Spalte, zur Entstehung von variablen, auf Reibung zurückzuführenden Reaktionskräften und dergleichen, ^a bei der Fertigung enge Toleranzen eingehalten werden müssen, ist die Herstellung solcher Schwingungsdämpfer schwierig und kostspielig. Ferner

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ergibt sich ein übermäßig hoher Aufwand für Prüfvorrichtungen, und die Ausschußquote ist hoch, da die hergestellten Schwingungsdämpfer eine unzureichende oder aber eine zu starke Dämpfungswirkung haben, oder da sie aus anderen Gründen nicht den gestellten Anforderungen entsprechen. Eine bekannte Sicherheitsmaßnahme, deren Anwendung jedoch die Herstellungskosten erhöht, besteht darin, mindestens eines der relativ zueinander bewegbaren Dämpferteile dann, wenn es aus einem eisenhaltigen Material besteht, mit einem Schutzmaterial, ζ.Bo Kadmium, zu plattieren.

Häufig ist es erwünscht, Schwingungsdämpfer so auszubilden, daß sie so fSabge stimmt' werden können, daß sie bestimmte Eigenfrequenzen des Systems dämpfen, dem sie zugeordnet sind. Beispielsweise ist es bei Kurbelwellen erwünscht, eine solche Abstimmung zu ermöglichen, damit die Amplitude der Drehschwingungen verkleinert werden kann. Zu dem genannten Zweck wurden bereits verschiedenartige Federn aus Metall und nichtmetallischen Werkstoffen vorgeschlagen, z.B. mit Gummi verbundene federn. Beim Abstimmen von Schwingungsdämpfern mit Hilfe von Federn aus Metall können sich höhere Fertigungskosten ergeben. Mit Trägern fest verbundene Federn aus Elastomermaterialien weisen verschiedene liachteile auf, die z.B«, darin bestehen, daß die Verbindung zwischen dem Elastomer und dem Träger aus Metall durch die Dämpfungsflüssigkeit angegriffen wird, daß die Federn durch Hysteresiserscheinungen

^schädigt werden, oder daß Störungen anderer Art auftreten, derartige Federn arbeiten mit der Trägheitsmasse so zusammen, daß sie parallel mit der eigentlichen Schwingungen dämpfenden Kupplung zur Wirkung kommen, und hieraus ergeben sich ebenfalls gewisse Schwierigkeiten.

Die Erfindung sieht nunmehr einen Schwingungsdämpfer zum Befestigen an einer Konstruktion vor, die zu dämpfenden Schwingungen ausgesetzt ist, und ein erfindungsgemäßer Schwingungsdämpfer umfaßt relativ zueinander bewegbare Bauteile, von denen eines eine Trägheitsmasse ist, während das andere ein Gehäuse für das zuerst genannte Bauteil bildet und eine

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Dämpfungsflüssigkeit von hoher Viskosität enthält, die einen Scherkräften ausgesetzten Film bildet, welcher die beiden Bauteile miteinander kuppelt, sowie aus einem Elastomermaterial hergestellte Lagermittel, die unter einer Druckvorspannung zwischen den beiden Bauteilen angeordnet sind und unter Erzeugung von Reibung mit mindestens einem der beiden Bauteile gleitend zusammenarbeiten, wobei-diese Lagermittel zur Gewährleistung einer Entlastung mindestens mit dem zuerst erwähnten Bauteil auf den Lagermitteln zusammenarbeiten, und wobei sie die beiden Bauteile ständig in einem Abstand voneinander halten, der der gewünschten Dicke des durch .Scherkräfte zu beanspruchenden Films entspricht.

Ferner sieht die Erfindung neuartige und verbesserte Lagermittel für Drehschwingungsdämpfer der genannten Art vor. Die unter einer Druckvorspannung stehenden Elastomerlager können nicht nur dazu dienen, die Breite des den Flüssigkeitsfilm enthaltenden Spaltes zwischen den Dämpferteilen konstant zu halten, sondern sie sind auch geeignet, das Spiel zwischen den Lagern und dem damit zusammenarbeitenden Bauteil zu beseitigen oder es mindestens auf einen vernachlässigbar kleinen •^etrag zu verkleinern, als Abstimmfedern benutzt zu werden, und als eine Sicherheitsvorrichtung zur Wirkung zu kommen, die eine gleitende Verlagerung der betreffenden Teile ermöglicht, um erforderlichenfalls eine Entlastung zu bewirken. Somit sieht die Erfindung eine neuartige und verbesserte und gegebenenfalls abgestimmte Schwingungsdämpferkonstruktion vor, bei der die Dämpfungsfähigkeit und die elastische Abstimmbarkeit eines Dämpfungsmittels von hoher Viskosität nutzbar gemacht wird. Ferner sieht die Erfindung einen neuartigen und verbesserten abgestimmten Drehschwingungsdämpfer vor, der auf neuartige Weise unterVerwendung eines Elastomermaterials mit Lager-, Zentrier-, Feder- und Entlastungsmitteln versehen ist.

Die Vorteile, von denen ein erfindungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer einige oder alle aufweisen kann, bestehen darin, daß sich bei der Herstellung erhebliche Einsparungen

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erzielen lassen, daß es möglich ist, mit größeren ITertigungstoleranzen zu arbeiten, daß die E^erflächengüte der Innenflächen relativ gering sein kann, daß keine Lager aus Metall vorgesehen sind, daß es nicht erforderlich ist, in einem mit einer Silikonflüssigkeit gefüllten Schwingungsdämpfer zusammenarbeitende Flächen aus eisenhaltigem Werkstoff zu plattieren oder auf andere Weise zu schützen, daß ein besse- ■ res Betriebsverhalten erzielt wird, daß der Schwingungsdämpfer eine längere Lebensdauer erreicht, und daß eine erhebliche Verbesserung der Auswuchtung erzielbar ist«

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand von Zeichnungen beschrieben.

Fig» 1 zeigt in einem axialen Schnitt einen erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer.

Fig. 2 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie H-II in Fig. 1.

Fig. 5 ist ein Teilschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers gemäß der Erfindung< >

Fig. 4- ähnelt Figo 3, zeigt Jedoch eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5 ähnelt ebenfalls Fig. 3, zeigt jedoch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers O

Die Grundgedanken der Erfindung lassen sich bei zahlreichen verschiedenartigen Konstruktionen von Flüssigkeits-Schwingungsdämpfern anwenden, doch sind in den Zeichnungen als Ausführungsbeispiele Drehschwingungsdämpfer und insbesondere Schwingungsdämpfer einer Bauart dargestellt, die dazu bestimmt sind, konzentrisch mit der Antriebs- oder Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine oder dergleichen angeordnet zu werden. Während des betriebs solcher Kraftmaschinen sind die Kurbelwellen verschiedenen Drehschwingungs-

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einflüssen ausgesetzt, die häufig zu meßbaren und in vielen Fällen zu voraussagbaren Schwingungsamplituden führen. Gemäß der Erfindung sollen sämtliche Arten von Tors.ionsschwingungen berücksichtigt werden, denen eine bestimmte Masse einer Konstruktion, ζ.Β» eine Antriebswelle ausgesetzt ist, und die beliebige eigentümliche Schwingungsamplituden aufweisen können.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform umfaßt ein erfindungsgemäßer Schwingungsdämpfer mit optimalen Abstimmungsund Dämpfungseigenschaften, der möglichst kleine Abmessungen aufweist, und der den Betriebserfordernissen der Masse, deren Schwingungen gedämpft werden sollen, entspricht, ein ringförmiges Gehäuse 10, das so ausgebildet ist, daß es nur nur in einem minimalen Ausmaß Nähte oder Verbindungsstellen aufweist« Vorzugsweise besteht das Gehäuse aus Temperguß und es begrenzt eine ringförmige Arbeitskammer 11 von rechteckiger Querschnittsform, die auf einer Seite offen ist, jedoch durch eine ringförmige Verschlußplatte 12 abgeschlossen ist, die gegenüber dem Gehäuse hermetisch abgedichtet ist, und zwar durch ortsfeste Dichtungsringe 15» die einem Druck ausgesetzt sind, da Halteflansche 14 vorgesehen sind, die nach innen umgebördelt sind, um die benachbarten Bänder der Verschlußplatte gegen Schultern 15 zu drücken, die sich längs des inneren und des äußeren Bandes der Öffnung der Arbeitskammer erstrecken. Innenflächen des Gehäuses 10 und der Verschlußplatte 12, welche die Kammer 11 abgrenzen, bilden Arbeitsflächen, die sich parallel zu ihnen gegenüber liegenden Flächen eines Trägheitskörpers 17 erstrecken, der als ringförmiges Schwungrad ausgebildet und in der Arbeitskammer 11 ihr gegenüber drehbar gelagert ist. Die radial weiter innen bzw. radial weiter außen liegenden inneren und äußeren, einander zugewandten zylindrischen Arbeitsflächen des Gehäuses und des Trägheitskörpers sowie die im rechten Winkel zur Achse des Schwingungsdämpfers verlaufenden parallelen, einander zugewandten Arbeitsflächen des Gehäuses und des Trägheitskörpers sind in einem solchen Abstand voneinander angeordnet,

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daß Spalte vorhanden sind, in denen sich ein durch Scherkräfte beanspruchbarer Flüssigkeitsfilm ausbilden kann, und die Breite dieser Spalte ist unter Berücksichtigung der Eigenschaften eines zähflüssigen Dämpfungsmittels gewählt, bei dem es sich um ein zähflüssiges Silikon handeln kann, oder um ein Silikon, das submikroskopische Siliziumkarbid-"Haare" enthält, die mit amorpher Kieselsäure überzogen sind, so daß die mit relativ geringen Kosten beschaffbare.Flüssigkeit von geringer Viskosität die Viskositätseigenschaften einer erheblich zähflüssigeren Flüssigkeit annimmt, oder um Polyisobutylen oder einen ähnlichen Stoff, der die erwähnten Spalte ausfüllt. Damit der Schwingungsdämpfer an einer Welle 19 mit Hilfe von Schrauben 18 befestigt werden kann, ist das Gehäuse 10 mit einem damit aus einem Stück bestehenden, radial nach innen ragenden Flansch 20 versehen.

Gemäß der Erfindung können alle Nachteile der Verwendung bekannter Lager oder Lagerflächen zwischen dem Gehäuse 10 und dem Trägheitskörper 17 des Schwingungsdämpfers durch die Verwendung von Elastomerlagern vermieden werden, die dazu dienen, die einem Schwungrad ähnelnde Trägheitsmasse 17 in dem Gehäuse in radii.. ~r Richtung und vorzugsweise auch in axialer Richtung zu zentrieren. Diese Lager sind zweckmäßig so ausgebildet und angeordnet, daß sie jeweils nur einen kleinen Teil der gesamten Fläche der einander zugewandten Flächen innerhalb des Schwingungsdämpfers einnehmen, und die Dicke der Lager ist nicht viel größer als die Breite des betreffenden Spaltes, in dem sich ein durch Scherkräfte beanspruchbarer Film ausbildet. Diese Lager brauchen weder mit dem Gehäuse noch mit dem Trägheitskörper verbunden zu sein, und sie sind vorzugsweise nicht mit diesen Teilen verbunden, doch sind sie zwischen den Teilen des Schwingungsdämpfers einem Druck ausgesetzt", der genügt, um das Vorhandensein eines Spiels zwischen den Lagerflächen unmöglich zu machen. Da die Elastomerlager in Druckberührung mit den Schwingungsdämpferteilen stehen, zwischen denen sie angeordnet sind, wirken sie mindestens in einem gewissen Ausmaß als Dämpfungsfedern, so daß sie ein Abstimmen des Schwingungsdämpfers ermöglichen, wobei

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eine solche Abstimmung entweder für sich oder in Verbindung mit anderen Abstimmungsmitteln oder zusätzlich dazu Vorteile bieten kann. Da die Lager in Gleitreibungsberührung mit ihnen zugewandten Flächen mindestens eines der Schwingungsdämpferteile stehen, wirken sie als Sicherheitsvorrichtungen, da sie gleitende Bewegungen zwischen einem ScImingungsdämpferteil und den Lagern und damit eine Relativbewegung zwischen den feilen des Schwingungsdämpfers zulassen, wenn diese Teile großen oder unerwarteten Kräften ausgesetzt werden, durch die die Verbindungsstellen zwischen Abstimmfedern aus einem Elastomermaterial und ihren Trägern übermäßig beansprucht 'werden könnten« Während sich eine solche gleitende Relativbewegung abspielt, führen die dabei auftretenden Reibungskräfte nicht zu einer Verschlechterung des Schwingungsdämpfungsvermögens, denn diese Kräfte wirken im gleichen Sinne wie die ^ederwirkung der Lager. Da die Elastomerlager fest an den Bauteilen des Schwingungsdämpfers anliegen, kann das Dämpfungsmittel, wenn überhaupt, so mur in einem äußerst geringen Ausmaß zu den Lagerflächen gelangen, und daher tritt an den Lagerflächen keine Scherbeanspruchung eines zähflüssigen Films auf. Infolgedessen ist das Schwingungsdämpfungsvermögen des Dämpfers praktisch unveränderlich, da die Trägheitsmasse in der Arbeitskammer des Gehäuses genau zentriert bleibt, und da keine metallische Berührung zwischen Bauteilen auftreten kann, die zu einem fehlerhaften Arbeiten des Schwingungsdämpfers führen würde. Die zähflüssige Dämpfungsflüssigkeit erreicht eine längere Lebensdauer, da sie gleichmäßig und in allen Teilen des Dampfers in einen hinreichend geringen Ausmaß durch Scherkräfte beansprucht wird, und da die bei bekannten Schwingungsdämpfern auftretende Verunreinigung der Dämpfungsflüssigkeit durch die Abnutzung der Lager nahezu vollständig ausgeschlossen ist. Diese Wirkungen werden erzielt, ohne daß es erforderlich ist, irgendwelche der einander zugewandten Metallflächen innerhalb des Dämpfers zu plattieren oder sie auf andere Weise zu behandeln, um sie zu schützen. An die Oberflächengüte der einander zugewandten

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Arbeitsflächen des Schwingungsdämpfers werden im Vergleich "zu den bekannten Schwingungsdämpfern geringere Anforderungen gestellt, und man kann größere I'ertigungstoleranzen vorsehen,, Außerdem ist es praktisch unmöglich, daß bei einem erfin_ dungsgemäßen Schwingungsdämpfer Wuchtungsfehler auftreten.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers, wie sie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfassen die Elastomerlager einen Satz von in Umfangsabständen verteilten Lagerteilen 21 zwischen dem inneren Rand des Trägheitskörpers 17 und dem Gehäuse 10, und diese Lagerteile sind in dazu passenden Aussparungen 22 der inneren Umfangsfläche des Trägheitskörpers angeordnet und werden durch diese Aussparungen in ihrer Lage gehalten. Um den Trägheitskörper in axialer Richtung in der Arbeitskammer 11 zu zentrieren, sind Sätze von in Umfangsabständen verteilten Scheibenförmigen Elastomerlagerteilen 23 vorgesehen, die in Aussparungen 24 der voneinander abgewandten Stirnflächen des Trägheitskörpers 17 angeordnet sind, um in ihrer Lage gehalten zu werden. Man kann über den Umfang des Trägheitskörpers 17 so viele Sätze von Lagerteilen 21 bzw. 23 verteilen, wie es als notwendig erscheint, doch ist es zweckmäßig, mindestens drei Sätze vorzusehen, innerhalb deren die Lagerteile jeweils in Umfangsabständen von 120° verteilt sind, um den Trägheitskörper einwandfrei zu zentrieren. Diese Lagerteile können aus einem beliebigen Elastomermaterial bestehen, z.B. aus Chloropren, Isobutylen-Isopren, Nitrilbutadien, lluorkohlenstoff, ETuorsilikon, Äthylen-Propylen, Hitur- oder Synthesekautschuk, Styrol-Butadien und dergleichen, und das Elastomermaterial wird im Hinblick auf die gewünschte Durometerhärte, seine Elastizität, seine Verträglichkeit mit dem Dämpfungsmittel und dergleichen gewählt. In ihrer Einbaulage stehen die Lagerteile 21 und 23 unter einer Druckvorspannung, die einer Zusammendrückung um 5 bis 25% entspricht. Zwar werden die Lagerteile in den Aussparungen des Trägheitskörpers 17 festgehalten, doch können sie gleitend unter Erzeugung von i^ibung mit den ihnen zugewandten Arbeitsflächen des Gehäuses zusammenarbeiten»

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Es hat sich als möglich erwiesen, den auf die Lagerteile zurückzuführenden Anteil des Drehmoments unter 5fc> des gesamten Kraftaufnahmevermögen des Schwingungsdämpfers zu halten» Wenn man die federnden Lagerteile aus dem Elastomermaterial so nahe wie möglich an dem inneren fiadius des als Schwungrad wirkenden Trägheitskörpers 17 anordnet, wird ihr Einfluß auf das Dämpferdrehmoment auf ein Minimum verringert, ^υ& die Legerteile 21 und 25 die benachbarten Arbeitsflächen in der Umfangsrichtung nur in einem begrenzten Ausmaß berühren, kann das zähflüssige Dämpfungsmittel zu seiner gleichmäßigen Verteilung ungehindert zu allen Teilen der den durch Scherkräfte beanspruchbaren Film aufnehmenden Spalte zwischen den * Gehäuseteilen und der Trägheitsmasse fließen, so daß die einander zugewandten, durch Spalte getrennten Flächen der Dämpferteile in Verbindung mit der Dämpfungsflüssigkeit eine maximale Dämpfungswirkung hervorrufen können.

Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, bei der der Schwingungsdämpfer nur Lagerteile aus einem Elastomer umfaßt, die zwischen radial weiter innen liegenden Teilen des ringförmigen Trägheitskörpers 17 und den ihnen zugewandten Teilen des Gehäuses in der Arbeitskammer angeordnet sind. Im vorliegenden Fell arbeiten sogenannte O-Ringe 25 in radialer Richtung und im Sinne einer axialen Ζε-ntrierung mit den Teilen des Dämpfers zusammen, und sie liegen an Abschrägungen bzw. geneigten, radial nach innen konvergierenden und axial nach außen gerichteten ringförmigen Lagerflächen 27 des Trägheitskörpers 17 und den benachbarten Flächen der durch die Gehäusewände gebildeten Ecken an. Gegebenenfalls können die Lagerteile nicht als vorgeformte Hinge, sondern als Streifen aus dem Elastomermaterial ausgebildet sein, ^a die Lagerteile 25 im gleichen Ausmaß unter einer Druckvorspannung stehen, wie es bezüglich der Lagerteile 21 und 22 nach Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, führen sie zu den gleichen Wirkungen bezüglich des Zentrierens des Trägheitskörpers, und sie ermöglichen es im vorliegenden Fall dem Trägheitskörper, sich gegenüber den federnden Lagerteilen

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25 gleitend zu bewegen, um eine Entlastung zu bewirken und den Dämpfer gegen Beschädigungen zu schützen, wobei wiederum die Dämpfungswirkung in einem gewissen Ausmaß durch die Lagerteile abgestimmt werden kann. Damit das Dämpfungsmittel ungehindert zum inneren ^and des Trägheitskörpers 17 fließen kann_t sind die Lagerflächen 27 zweckmäßig mit Einkerbungen 28 versehen, die sich über die Lagerflachen hinweg erstrecken und an den Lagerteilen 25 vorbe!führende Umgehungswege bilden.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit Lagerteilen 29, die allgemein sogenannten C-Hingen entsprechen, wobei der ringförmige Trägheitskörper 17 an seinen inneren lianten mit Nuten 30 versehen ist, in denen die Lagerringe 29 angeordnet sind, die unter einer Druckvorspamiung stehen und mit den Wänden der Nuten und den ihnen gegenüber liegenden Lagerflächen der Gehäusewände am inneren •^and der Kammer 11 zusammenarbeiten, sich gegenüber diesen Flächen gleitend bewegen können undeine übStimmungswirkung hervorrufen. D?mit das Dämpfungsmittel zum inneren ^and des ringförmigen Trägheitskörpers 17 fließen kann, kann man an den Lagerteilen 29 vorbeiführende Quernuten 31 vorsehen. Der Reibungswiderstand, der einer relativen Verschiebung der Bauteile des Dämpfers auf den den Trägheitskörper zentrierenden Lagerringen 29 entgegengesetzt wird, ist bezüglich des Trägheitskörpers im wesentlichen ebenso groß wie bezüglich des Gehäuses, da jeweils zwei Lagerflächen jedes Bauteils des Dämpfers mit einem Lagerring zusammenarbeiten.

In Fig. 5 ist eine weitere relativ einfache Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der innenliegende Ecken bzw. Eänder des ringförmigen Trägheitskörpers 17 mit aus einem Elastomer bestehenden Lugerringen 32 zusammenarbeiten, deren Querschnittsform allgemein zu dem Querschnitt der sie aufnehmenden Räume paßt, und die mit den Ecken im inneren Teil der Kammer 11 zusammenarbeiten. Zwar können die Lagerteile 32 als geschlossene Mnge ausgebildet sein, doch können sie gemäß Fig. 5 auch die Form von stranggepreßten Streifen haben;

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in jedem Fell sind sie einer zweckmäßigen Druckvorspannung ausgesetzt, damit sie den Trägheitskörper zentrieren, die Beuteile des Dämpfers im richtigen Abstand halten, damit sich ein Film aus dem Dämpfungsmittel bilden kann, und die eine Abstimmungswirkung hervorrufen» Um eine Überlastung zu verhindern, wird eine gleitende Bewegung mindestens eines Bauteils dieses Dämpfers zugelassen, und zwar in diesem Fall des Trägheit srings, da die gesamte Fläche, innerhalb deren die Lagerteile mit dem Trägheitskörper zusammenarbeiten, etwas kleiner ist als die gesamte Fläche des Gehäuses, mit der die Lagerteile in Berührung stehen. Df.on.it das zähflüssige Dämpfungsmittel ungehindert zu dem Spalt am inneren Rand des Trägheitsrings gelangen kann, in dem sich ein durch Scherkräfte beanspruchbarer Film ausbildet, ist der Trägheitskörper mit an den federnden Lagerteilen 32 vorbeiführenden Quernuten 33 versehen.

Wegen der optimalen Abstimmbarkeit und des optimalen Dämpfungsvermögens der erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer läßt sich bei einem gegebenen System, das ein Schwungrad und eine Hauptmasse umfaßt, eine maximale Verkleinerung der Drehschwingungsamplitude einer Kurbelwelleerzielen. Im Vergleich zu der Dämpfungswirkung des Dämpfungsmittels allein kann auch die durch die federnden Lagerteile bewirkte Abstimmung zu einer gewissen Verkleinerung der Drehschwingungsamplitude der Kurbelwelle führen. Die Elastomerlagerteile ermöglichen eine maximale Ausnutzung des elastischen Abstimmwertes viskoelastischer Dämpfungsmittel. Nimmt man an, daß die .Hauptmasse, an der der Dämpfer befestigt ist, um das Vierfache größer ist als die Masse des Dämpfers, und nimmt man eine Eesonanzamplitude von 1,0° für eine Schwingungsdämpfer von optimaler K_onstruktion an, bewirkt ein mit optimaler Dämpfung arbeitender abgestimmter Dämpfer eine Verkleinerung der Schwingungsamplitude auf 0,67°. Unter den gleichen Bedingungen liefert ein Schwingungsdämpfer, der auf optimale Weise abgestimmt ist und mit Hilfe des Dämpfungsmittels eine maximale Dämpfung bewirkt, eine Amplitude von 0,33°. Somit

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ist; ein erfindungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer, der auf .optimale Weise abgestimmt ist und eine optimale Dämpfung bewirkt, doppelt so wirksam wie ein lediglich abgestimmter Schwingungsdämpfer und dreimal so wirksam wie ein optimal arbeitender bekannter Schwingungsdämpfer allein= Die Erfindung ermöglicht es, die Werkstoffe für die Teile eines Schwingungsdämpfers auf der Basis genau meßbarer Parameter zu wählen. Ferner bietet die Erfindung einen breiten Spielraum für die Wahl des zähflüssigen Dämpfungsmittels, d.h. man kann z.Bo Silikon oder Polyisobutylen verwenden, bei dem die Viskosität beispielsweise zwischen 10 000 und 100 000 000 Centistoke liegt; eine solche Dämpfungsflüssigkeit liefert unter beliebigen Betriebsbedingungen dasjenige Verhältnis zwischen dem ( elastischen Schermodul und dem Dämpfungsmodul, das theoretisch bei optimal abgestimmten und eine optimale Dämpfung bewirkenden Schwingungsdämpfern erforderlich ist» Je nach der Viskosität des Dämpfungsmittels kann eine Spaltbreite von etwa 0,25 bis etwa 15»2 mm erforderlich sein„ Da die Elastomerlagerteile, die durch Scherkräfte beansprucht werden und flexibel sind, unter einer Druckvorspannung stehen, haltern sie die Trägheitsmasse und das Gehäuse genau im richtigen axialen und radialen Abstand voneinander, so daß eine genauere Beherrschung der Dämpfungseigenschaften erzielbar isto Die unter einer Druckvorspannung stehenden Elastomerlagerteile die flexibel sind und durch Scherkräfte beansprucht werden, | erreichen gemäß der Erfindung eine lange lebensdauer, ihre Beanspruchung durch Scherkräfte ist gering, und sie erzeugen nur geringe Reibungskräfte, obwohl ihre Dicke größer ist als die Breite des den Dämpfungsmittelfilm aufnehmenden Arbeitsspalte zwischen den Dämpferteilen, und obwohl nur eine sehr kleine Berührungsfläche zwischen den Lagerteilen und dem Gehäuse vorhanden ist.

Ansprüche 10-9844/08 U

Claims (1)

1. AISPEÜCHE

   Schwingungsdämpfer zum Befestigen an einer zu dämpfenden Schwingungen ausgesetzten Konstruktion, gekennzeichnet durch zwei relativ zueinander bewegbare Bauteile, von denen eines ein Trägheitskörper bzw. eine Trägheitsmasse (17) ist, während das andere ein Gehäuse (10) für das zuerst genannten Bauteil bildet und eine Dämpfungsflüssigkeit von hoher Viskosität enthält, die die beiden Bauteile durch durch Scherkräfte beanspruchbare Filme miteinander kuppelt, sowie aus einem Elastomer bestehende Lagermittel (21, 23, 25> 29, 32), die unter einer Druckvorspannung stehen, zwischen den beiden Bauteilen angeordnet sind und in Gleitreibungsberührung mit mindestens einem der Bauteile zusammenarbeiten, wobei diese Lagerteile gleitende Kelativbewegungen des zuletzt erwähnten Bauteils auf den Lagerteilen zulassen, eine Überbeanspruchung zu verhindern, und wobei die Lagerteile die beiden Bauteile ständig in einem solchen Abstand voneinander halten, daß sich zwischen ihnen ein durch Scherkräfte beanspruchbarer Dämpfungsflüssigkeitsfilm ausbildet.

   2„ Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die aus einem Elastomer bestehenden Lagerteile mehrere durißh Abstände getrennte Lagerteile umfassen, die längs der Bauteile des Schwingungsdämpfers in Umfangsabständen verteilt sind.

   3- Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß eines der beiden Bauteile Aussparungen (22, 24) aufweist, in denen die Lagerteile (21, 23) aus einem Elastomer festgehalten sind.

   4. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse

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   ein ringförmiges Bauteil (17) ist, daß das Gehäuse (10) das ringförmige Bauteil umschließt, und daß die Lagerteile (25, 29, 32) zwischen einem radial weiter innen liegenden "Abschnitt des ringförmigen Bauteils und des Gehäuses angeordnet sind.

   5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Lagerteile aus einem Elastomer zwischen axial gerichteten Teilen des ringförmigen Bauteils (17) und <3.es Gehäuses (10) sowie zwischen sich in der Umfangsrichtung erstreckenden inneren Abschnitten des ringförmigen Bauteils und des Gehäuses angeordnet sind. ι

   6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß in Umfangsabständen verteilte Aussparungen (22, 24) in dem inneren Band des ringförmigen Bauteils (17) bzw. in den axial gerichteten Flächen des ringförmigen Bauteils ausgebildet sind, und daß die aus einem Elastomer bestehenden Lagermittel Lagerteile (21, 23) umfassen, die in den Aussparungen angeordnet sind und in gleitender Berührung mit dem Gehäuse (10) stehen.,

   7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch g e kennzeichne , daß die aus einem Elastomer bestehenden Lagermittel allgemein ringförmige Lagerteile (25» 29, 32) umfassen, die zwischen nach innen zurückspringenden Ecken des Gehäuses (10) und des ringförmigen Trägheitskörpers (17) angeordnet sind.

   8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Lagerteile (25) als Ringe von allgemein kreisrunde Querschnittsform ausgebildet sind und der ringförmige Trägheitskörper (17) an seinem radial weiter innen liegenden Teil mit den Lagerteilen zusammenarbeitende geneigte Flächen (27) aufweist.

   9. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der ringförmige Trägheitskör-

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   per (17) an seinem radial weiter innen liegenden Teil mit Ecken bildenden Nuten (30) versehen ißt, in denen die ringförmigen Lagerteile (29) angeordnet sind» /

   10. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 71 dadurch ge- , ₍ ^;. k.ennze-ichnet, daß der ringförmige Trägheitskörper (17) an seinem radial weiter innen liegenden Teil mit Abschrägungen versehen ist, daß die ringförmigen Lagerteile (32) einen vieleckigen Querschnitt haben, der zu den geneigten Flächen des Trägheitskörpers paßt und daß die ringförmigen Lagerteile mit den geneigten Flächen und den die inneren Ecken der Arbeitskammer (11) bildenden Flächen dee Gehäuses (10) zusammenarbeiten.

   11. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, j dadurch gekennzeichnet, daß die Lagermittel ■ Scherkräften einen elastischen Wideretand entgegensetzen und durch ihr Federungsvermögen ein Abstimmen der Dämpfungswirkung ermöglichen.

   12. Schwingungsdämpfer nach einem der Anspruch? 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsdämpfer eine viskoelaetisch· DämpfungßflÜBßigkeit enthält, die sowohl eine elastische AbBtimcung ale auch eine Dämpf ungswirkung ermöglicht»

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