DE2742664C2 - Drehschwinungsdämpfende Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine drehschwingungsdämpfende Kupplung mit elastischen Kupplungsteilen zur Übertragung der Drehmomente und mit diesen zugeordneten Dämpfungsteilen, die Drosselspalte und flüssigkeitsgefüllte Kammern bilden, die mit einem zentral angeordneten Vorratsraum für die Dämpfungsflüssigkeit verbunden sind. Kupplungen dieser Art sind bekannt (DE-OS 26 49 368). Die bekannten Bauarten weisen dabei einen äußeren und einen inneren Kupplungsteil auf, die gegeneinander verdrehbar und über Blattfedern miteinander gekuppelt sind. Die Blattfedern dienen gleichzeitig als Trennwände zwischen ölgefüllten Kammern, die über Verbindungsbohrungen jeweils mit einem Ringraum in Verbindung stehen, wobei bewegliche Drosselorgane in den Bohrungen oder Kanälen angeordnet sind, die in Richtung zu den Kammern einen kleineren Strömungswiderstand aufweisen als in Richtung zu einem zentral angeordneten Vorratsraum. Diese Ausgestaltung soll bewirken, daß Drucköl in den Kammern beim Anfahrvorgang schneller zur Verfügung steht, so daß die Dämpfungseigenschaften auch beim Start vorhanden sind. Die Ölversorgung der Kammern beruht allein auf der Fliehkraftwirkung, so daß in der Anlaufphase nicht immer die Gewähr dafür gegeben ist, daß die Kammern mit Dämpfungsmedium gefüllt sind.

Es sind auch Dämpfer bekannt (DE-OS 27 Ol 205), bei denen das aus den Kammern verdrängte Dämpfungsmedium in Ringkammern geführt wird, die durch Tellerfedern abgedichttt sind. Die beim Betrieb auftretende Pumpwirkung wird zur Dämpfung ausgenützt. Die Ringräume stehen mit einem zentralen Vorratsraum in Verbindung. Auch bei diesem Dämpfer erfolgt die Versorgung der Kammern mit Dämpfungsmedium durch Zentrifugalkraft. Die vorteilhaften Eigenschaften können in der Anlaufphase nicht genutzt werden. Die dort ebenfalls vorgeschlagenen Lösungen, anstelle von Tellerfedern Gaspolster in den Ringräumen einzusetzen, weist den Nachteil auf, daß sich Gas mit Öl vermischen kann, weil keine Trennung der beiden Medien vorhanden ist, so daß Schaumbildung auftreten kann, welche die Dämpfungseigenschaften erheblich herabsetzt

Es sind schließlich auch Schwingungsdämpfer bekannt (DE-OS 25 31817), bei denen jeweils ein Schwungring verdrehbar in einem achsfesten Gehäuse so angeordnet ist, daß axial und radial etwas Spiel zwischen dem in dem Gehäuse gebildeten Ringraum und dem Schwungring besteht. Diese Spalte werden mit einem hochviskosen Dämpfungsmittel gefüllt. Das Gehäuse ist dabei im Bereich der Lagerfläche des verdrehbaren Schwungringes noch mit einer nutförmigen Ausnehmung als Vorratsraum für das Dämpfungsöl versehen. Die Dämpfung erfolgt über Scherspannungen in dem Dämpfungsflüssigkeitsfilm. Bei der bekannten Bauart ist ein Wandungsabschnitt des von der Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Raumes so ausgebildet, daß er bei überschreiten einer bestimmten Druckgrenze elastisch ausweicht. Dadurch kann eine unerwünschte zu hohe Druckerhöhung im Dämpfungsmedium vermieden werden, die unter Umständen die Gehäusewandungen beeinflußt.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine drehschwingungsdämpfende Kupplung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ihre schwingungsdämpfenden Eigenschaften auch in der Anlaufphase voll zur Wirkung kommen und daß eine externe Druckölversorgung wie bei den vorher erwähnten bekannten Bauarten überflüssig wird.

Die Erfindung besteht darin, daß der als Ausgleichsraum wirkende Vorratsraum als ein von einem unter einer elastischen Kraft stehenden Kolben begrenzter Druckzylinder ausgebildet ist, wobei der Kolben im normalen Betriebsbereich in beiden Richtungen frei verschiebbar ist. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, daß die Kupplung mit einer eigenen Druckquelle für das Dämpfungsmedium versehen ist und daß der so gebildete Druckraum sowohl als Vorrats- als auch als Ausgleichsraum dient. Der Öldruck erhöht sich durch die betriebsbedingte Erwärmung. Durch die beschriebene Ausgestaltung bleibt der Öldruck im wesentlichen gleich. Zweckmäßig ist es, wenn die Dämpfungsteile dabei als eine getrennte mit den Kupplungsteilen verbindbare Baueinheit ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, daß die Drosselspalte des Dämpfungsteiles weitgehend unabhängig von den möglichen Verlagerungen der zu kuppelnden Wellenteile sind, so daß die Dämpfungseigenschaften durch Verlagerungen nicht verändert werden. Außerdem ergeben sich fertigungstechnische Vorteile, da die Dämpfungsteile für sich gestaltet und hergestellt werden können.

Der verschiebbare Kolben kann federbeaufschlagt bzw. mit Gasdruck beaufschlagt sein, so daß eine einfache Bauform entsteht, die den Vorteil aufweist, daß auch beim Start in allen Arbeitskammern Dämpfungsmedium vorhanden ist, wobei der Druck so gewählt werden kann, daß während des Betriebes kein Unterdruck in den Kammern entstehen kann. Die Schaumbildung wird dadurch vermieden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische gesamte Darstellung einer neuen schwingungsdämpfenden elastischen Kupplung mit einem getrennten Dämpfungsbauteil,

F i g. 2 den Längsschnitt durch den Dämpfungsbauteil

der F i g. 1 und

Fig.3 einen Querschnitt durch den Dämpfer der Fig.2 längsder Linie III-1II.

In der F i g. 1 ist an einer Nabe 1 ein Flansch 2 angebracht, an dem ein Ringflansch 3 befestigt ist, der s Bolzen 4 zur Befestigung elastischer Kupplungselemente 5 trägt. Diese elastischen Kupplungselemente 5 stehen abwechselnd mit weiteren Bolzen 6 in Verbindung, die in einem Ringflansch 7 sitzen, der somit elastisch mit dem Ringflansch 3 gekuppelt ist. An dem Ringflansch 7 kann dann in nicht näher dargestellter Weise der zweite zu kuppelnde Wellenteil angeordnet werden. Die bisher beschriebenen Bauteile stellen somit eine elastische Wellenkupplung dar.

Fest mit dem Ringflansch 7 verschraubt ist der is Flansch 8 des Dämpfungsbauteiles 9, der mit einem Außenflansch 10 unter Zwischenschaltung elastischer Hülsen 11 und der Bolzen 12 mit dem Flansch 2 und mit der Nabe 1 verbunden ist. Dem Baueil 9 kommt ausschließlich die Aufgabe zu, Schwingungen der 2» elastischen Kupplung zu dämpfen.

In den F i g. 2 und 3 ist dieser Dämpfungsbauteil 9 im Aufbau gezeigt Es ist zu erkennen, daß der Flansch 8 über Schrauben 13 mit Stegen 14 fest verbunden ist, die auf der anderen Seite über Schrauben 15 an einer 2ϊ Ringwand 16 befestigt sind. Zwischen der Ringwand 16 und dem Flansch 8 ist ein Außenring 17 mit Dichtungen

18 eingespannt, so daß Flansch 8, Ringwand 16 und Außenring 17 ein Gehäuse bilden, das durch die Stege 14 in einzelne Kammern unterteilt ist. In dieses Gehäuse ist ίο ein Innenring 19 eingesetzt, der fest mit dem Außenflansch 10 verbunden ist. Der Ring 19 ist dabei durch einen Ring 20 gegenüber dem Außenflansch 10 abgedichtet, der durch Schrauben 21 fest mit dem Ring

19 verbunden ist. Gelagert ist der Ring 19 über 3-, Kugellager 22 auf der Hülse 23, die mit Hilfe der Schrauben 24 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 25 fest mit dem Flansch 8 verbunden ist. An dem Ring 19 sind, wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, Stege 26 angeschweißt, die sternförmig nach außen ragen und mit dem Außenring 17 Drosselspalte 27 bilden. Die Stege 14, die fest mit dem Flansch 8 bzw. mit der Ringwand 16 verbunden sind, bilden ebensolche Drosselspalte 27 mit dem Innenring 19. Durch diese Ausgestaltung werden somit im Innenraum des Dämpfers 9 Kammern 28 und « 29 gebildet, die einmal von Stegen 14 begrenzt sind, die fest mit dem Außenring 7 verbunden sind und zum anderen durch Stege 26, die fest mit dem Innenring 19 verbunden sind. Eine Relativbewegung zwischen diesen beiden Teilen bewirkt daher eine Volumenveränderung der beiden Kammern 28 und 29, wobei eine der Kammern in der Weise verkleinert wird, wie die andere an Volumen zunimmt.

Die Kammern 28 und 29 sind mit Öl gefüllt, das bei einer Relativbewegung von Außen- und Innenring des Dämpfers über die Drosselspalte 27 strömen muß und dabei den gewünschten Dämpfungseffekt bringt. Die Kammern 28 und 29 stehen, wie aus F i g. 2 zu sehen ist, über die radial verlaufenden Spalte 30 mit dem Ringraum in Verbindung, in dem das Kugellager 22 ω angeordnet ist. Von dort aus besteht eine Verbindung zu dem Raum 31 innerhalb des Dämpfers, der über eine Drosselbohrung 32 mit dem Raum 33 verbunden ist, in dem das Dampfungscl von dem verschiebbaren Kolben 34 unter Druck gesetzt ist. Der Kolben 34 wird von einer Feder 35 beaufschlagt, die sich an einer Hülse 36 abstützt, die über einen Befestigungsring 37 in der Hülse 23 gehalten isu Der Innenraum der Hülse 23 ist somit als ein Druckzylinder ausgebildet, der außerdem als Ausgleichsraum dient und unter einem bestimmien Druck steht. Dadurch wird sichergestellt, daß die Kammern 28 und 29 stets mit dem Dämpfungsmedium gefüllt sind, so daß der Dämpfer in jeder Betriebslage voll funktionsfähig ist. Es ist zum Füllen der Kammern 28 und 29 daher nicht notwendig, eine beim Anlaufen auftretende Fliehkraflwirkung zur Ölversorgung abzuwarten.

Durch Wahl der Feder 35 kann der Druck im Dämpfer bestimmt werden. Eine in dem Außenring 17 vorgesehene Füllschraube erlaubt es außerdem auf einfache Weise den im Dämpfer herrschenden Druck zu messen und ggf. eine Nachfüllung vorzunehmen. Der Vorteil der getrennten Bauweise des in den F i g. 2 und 3 dargestellten Dämpfers, der mit der Kupplung gemäß Fig. 1 verbunden wird, ist darin zu sehen, daß eine Verlagerung de^r zu kuppelnden Wellenteile sich nicht auf die Größe der Drosselspalte 27 auswirkt, wie das bei Kupplungen der Fall ist, wo Dämpfer und elastische Kupplung zu einem Bauteil vereinigt sind. Die Zwischenschaltung der elastischen Hülsen 11 am Außenflansch 10 gleicht radiale und auch axiale Verlagerungen der >u kuppelnden Wellenteile weitgehend aus. Das Dämpfungsöl kann bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung auch nicht mit Luft in Verbindung kommen, so daß eine Schaumbildung unterbunden ist.

Die während des Betriebes auftretenden Temperaturerhöhungen bewirken einen Viskositätsabfall sowie eine Volumenänderung des Dämpferöles. Durch eine entsprechende Gestaltung des Ausgleichsraumes kann der dabei auftretende Druck in zulässigen Grenzen gehalten werden. Durch druckabhängige Drosselstellen kann außerdem eine »Spaltänderung« bewirkt und somit der Viskositätsabfall des Dämpferöles kompensiert werden.

Fig.2 zeigt eine druckabhängige Drosselstelle mit druckbeaufschiagtem Kolben 39. Die Arbeitsräume 28 und 29 sind durch eine Bohrung 38 verbunden Der Durchtrittsquerschnitt dieser Bchrung 38 wird über einen quer dazu verschiebbaren Kolben 39 eingestellt, der im Bereich der Bohrung 38 eine Ringnut 41 besitzt. Die linke Stirnfläche 39a des Kolbens 39 liegt an einer Druckfeder 42 an, die in der Führungsbohrung 43 für den Kolben 39 und in einem Bohrungsteil 44 im Flansch 8 gehalten ist. Der Bohrungsteil 44 ist über die öffnung 45 mit Atmosphäre verbunden. In dem Teilraum 43a der Führungsbohrung 43 rechts vom Kolben 39 ist eine Kapillarbohrung 46 vorgesehen, die diesen Teilraum 43a mit einem der Arbeitsräume 28 oder 29 verbindet. Druckerhöhung durch Temperaturanstieg bewirkt eine Veränderung des Querschnittes der Bohrung 38 und somit eine Veränderung der Dämpfung durch Veränderung der Drosselquerschnitte. Der Kolben 39 wird bei Druckerhöhung nämlich gegen die Wirkung der Feder 42 nach links verschoben und verkleinert dabei den freien Drosselquerschnitt der Bohrung 38.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Drehschwingungsdämpfende Kupplung mit elastischen Kupplungsteilen zur Übertragung der Drehmomente und mit diesen zugeordneten Dämpfungsteilen, die Drosselspalte und flüssigkeitsgefüllte Kammern bilden, die mit einem zentral angeordneten Vorratsraum für die Dämpfungsflüssigkeit verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der als Ausgleichsraum wirkende Vorratsraum (33) als ein von einem unter einer elastischen Kraft stehenden Kolben (34) begrenzter Druckzylinder ausgebildet ist, wobei der Kolben im normalen Betriebsbereich in beiden Richtungen frei verschiebbar ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsteiie als eine getrennte nit den Kupplungsteilen verbindbare Baueinheit (9) ausgebildet sind.

3. Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (34) durch eine Feder (35) beaufschlagt ist.

4. Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (34) durch Gasdruck beaufschlagt ist.