DE3633414A1 - Drehschwingungsdaempfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, umfas­ send einen Naben- und einen Schwungring, die durch gleich­ mäßig auf dem Umfang verteilte erste Federelemente verbun­ den und relativ verdrehbar sind, sowie an dem Nabenring parallel zu den ersten Federelementen befestigte zweite Federelemente, die außenseitig bei Wellenstillstand einen Abstand von der Innenseite des Schwungringes haben und durch die sich bei einer gewünschten Drehzahl ergebende Fliehkraft unverrückbar an den Schwungring anpreßbar sind, wobei die ersten und die zweiten Federelemente im Bereich ihrer Außenseite einstückig ineinander übergehend ausgebildet sind und aus einvulkanisierten Gummikörpern bestehen.

Ein Drehschwingungsdämpfer der vorgenannten Art ist aus der DE-PS 35 35 803 bekannt. Der sich dabei häufig schon nach kurzer Betriebsdauer ergebende Verschleiß an den ein­ ander gegenüberliegenden Umfangsflächen der zweiten Feder­ elemente und des Schwungringes ist wenig befriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschwin­ gungsdämpfer zu zeigen, bei dem der betriebsbedingte Ver­ schleiß an den einander gegenüberliegenden Umfangsflächen der zweiten Federelemente und des Schwungringes deutlich vermindert ist und eine verlängerte Gebrauchsdauer gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Drehschwin­ gungsdämpfer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die ersten und die zweiten Federelemente säulenförmig ausgebildet sind, daß einem jeden zweiten Federelement in Umfangsrichtung beiderseits wenigstens ein Federelement zugeordnet ist und daß die ersten und die zweiten Feder­ elemente einer jeden so gebildeten Federeinheit im Bereich ihrer Innenseite einen Umfangsabstand voneinander haben.

Die ersten und die zweiten Federelemente sind im Bereich ihres Außenumfanges ineinander übergehend ausgebildet, ge­ meinsam geformt und durch Vulkanisierung verfestigt und festgelegt. Sie haben infolge der geneigten Zuordnung der ersten Federelemente zu den in radialer Richtung verlau­ fenden zweiten Federelementen eine voneinander abweichen­ de, absolute Länge, was während der im Anschluß an die Vulkanisierung eintretenden Abkühlung zu Zugspannungen in den ersten Federelementen und zu Druckspannungen in den zweiten Federelementen führt. Der außenseitige Abstand, den letztere bei nichtdrehender Welle von der Innenseite des Schwungringes haben, wird dadurch bis zum Erreichen einer hohen Drehzahl stabilisiert, was das Auftreten jeg­ lichen Verschleißes in der Anlaufphase ausschließt. Den­ noch wird eine gute Dämpfungswirkung erzielt, die maßgeb­ lich auf der federnden Nachgiebigkeit der ersten Federele­ mente und der Masse des Schwungringes beruht.

Beim Auftreten noch höherer Drehzahlen legt sich das zwei­ te Federelement außenseitig unverrückbar an die Innenseite des Schwungringes an und gelangt dadurch in eine Parallel­ schaltung zu den ersten Federelementen. Die erzielte Dämp­ fungswirkung ist folglich abhängig von der insgesamt vor­ handenen Federelastizität aller Federelemente in Verbin­ dung mit der Masse des Schwungringes. Sie wird den bei hohen Drehzahlen auftretenden Anforderungen in besonders guter Weise gerecht.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer zeigt sich, insbesondere bei Anwendungen im Bereich der Kfz.- Technik, ein deutlich verminderter Verschleiß der einan­ der gegenüberliegenden Umfangsflächen des zweiten Feder­ elementes und des Schwungringes, welche nur bei hohen Drehzahlen miteinander in Eingriff gelangen.

Es wird angenommen, daß dieser verminderte Verschleiß ins­ besondere darauf zurückzuführen ist, daß Verbrennungsmoto­ ren mit zunehmender Drehzahl ein sehr hohes Leistungsange­ got verfügbar haben, das das schnelle Durchfahren kriti­ scher Drehzahlen gestattet. Die zeitliche Dauer einer reibenden Berührung zwischen der Außenseite der zweiten Federelemente und der Innenseite des Schwungringes ist dadurch auf ein Minimum beschränkt.

Der Gesamtquerschnitt der ersten Federelemente einer jeden Federeinheit und der Einzelquerschnitte der zugehörigen zweiten Federelemente sollten zweckmäßig im wesentlichen übereinstimmen. Die spezifischen Querschnittsbelastungen sind hierdurch weitgehend ausgeglichen, was einen sparsamen Werkstoffeinsatz ermöglicht.

Zweckmäßig sollten die ersten und die zweiten Federelemen­ te im Bereich einer Übergangszone ineinander übergehen, deren Querschnitt im wesentlichen mit dem Querschnitt der ersten Federelemente übereinstimmt. Die durch die Schrump­ fung der ersten Federelemente erzeugten Kräfte lassen sich hierdurch besonders günstig auf die zweiten Federelemente übertragen, was für die Funktion des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers von großer Bedeutung ist.

Die Umfangsabstände der ersten und der zweiten Federelemen­ te einer jeden Federeinheit sollten zweckmäßig so bemessen werden, daß die gedachten Verlängerungen der zugehörigen Achsen einander unter einem Winkel von 10 bis 30° durch­ schneiden. Der betriebsbedingte Verschleiß läßt sich hier­ durch auf ein Minimum reduzieren, wobei es nach einer wei­ teren Ausgestaltung vorgesehen ist, daß die sich beider­ seits ergebenden Winkel einer jeden Federeinheit vonein­ ander verschiedene Werte haben.

Insbesondere bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers im Bereich des Antriebsstranges von Kfz hat sich eine solche Ausbildung als vorteilhaft bewährt. Sie ergibt eine von der Drehrichtung der zuge­ hörigen Welle abhängige Federungscharakteristik und da­ mit voneinander verschiedene Dämpfungseigenschaften, was in Problemfällen häufig erwünscht ist.

Eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Dreh­ schwingungsdämpfers ist in der als Anlage beigefügten Zeichnung dargestellt. Sie wird nachfolgend näher erläu­ tert:

Der gezeigte Drehschwingungsdämpfer besteht aus dem Schwung­ ring 3 und dem Nabenring 4, die durch gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Federeinheiten 6 verbunden sind. Die Fe­ dereinheiten 6 sind untereinander gleich ausgebildet und umfassen jeweils im mittleren Bereich ein sich in radia­ ler Richtung erstreckendes, zweites Federelement 2, das nur innenseitig und nur an dem Nabenring 4 statisch fest­ gelegt ist. Dem zweiten Federelement 2 sind in Umfangsrich­ tung beiderseits zwei erste Federelemente 1 benachbart, die in Umfangsrichtung gegensinnig geneigt sind. Sie gehen außenseitig in den Federkörper des zweiten Federelementes 2 über und haben innenseitig einen Umfangsabstand von dem­ selben. Zusätzlich sind sie nicht nur innenseitig mit dem Nabenring 4 sondern außenseitig mit dem Schwungring 3 ver­ bunden. Die absolute Länge in Richtung der Erstreckung ist bei den ersten Federelementen 1 größer als bei dem zweiten Federelement 2. Der absolute Wert der Schrumpfung nach vor­ ausgegangener Vulkanisierung ist dadurch im Bereich der er­ sten Federelemente 1 größer als im Bereich des zweiten Fe­ derelementes 2, was den Aufbau einer latent vorhandenen, statischen Druckvorspannung in letzterem zur Folge hat.

Der radiale Abstand zwischen der Außenseite des zweiten Federelementes 2 und der Innenseite des Schwungringes 3 bleibt dadurch bis zu einer sehr hohen Drehzahl nahezu un­ verändert erhalten, was das Auftreten reibungsbedingten Verschleißes in der Anlaufphase weitgehend ausschließt.

Bei einer noch höheren Drehzahl wird die Vorspannung über­ wunden und das zweite Federelement 2 legt sich außenseitig an die Innenseite des Schwungringes 3 an. Es wird dadurch hinsichtlich seiner in Umfangsrichtung wirksamen Federela­ stizität parallel geschaltet zu den ersten Federelementen 1. Die sich ergebende Dämpfungscharakteristik ist hierdurch grundlegend verändert.

Die im Bereich der Außenseite des zweiten Federelementes 2 einvulkanisierte Hilfsmasse 5 besteht aus Stahl. Ihre Ver­ wendung begünstigt die Erzielung einer starren Ankoppelung der Außenseite des zweiten Federelementes 2 an die Innen­ seite des Schwungringes 3 bei hohen Drehzahlen. Zusätzlich kann eine entsprechende Hilfsmasse der sicheren Festlegung eines nach außen weisenden Bremsbelages an dem zweiten Fe­ derelement 2 dienen. Die Verwendung an sich ist jedoch in vielen Fällen entbehrlich und bildet nicht den Mittelpunkt der vorliegenden Erfindung.

Claims (5)

1. Drehschwingungsdämpfer, umfassend einen Naben- und einen Schwungring, die durch gleichmäßig auf dem Um­ fang verteilte, erste Federelemente verbunden und relativ verdrehbar sind sowie an dem Nabenring paral­ lel zu dem ersten Federelement befestigte, zweite Fe­ derelemente, die außenseitig bei Wellenstillstand einen Abstand von der Innenseite des Schwungringes haben und durch die sich bei einer gewünschten Dreh­ zahl ergebende Fliehkraft unverrückbar an den Schwung­ ring anpreßbar sind, wobei die ersten und die zweiten Federelemente im Bereich ihrer Außenseite einstückig ineinander übergehend ausgebildet sind und aus ein­ vulkanisierten Gummikörpern bestehn, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ersten und die zeiten Federelemen­ te (1, 2) säulenförmig ausgebildet sind, daß einem jeden zweiten Federelement (2) in Umfangsrichtung beiderseits wenigstens ein erstes Federelement (1) zugeordnet ist und daß die ersten und die zweiten Federelemente (1, 2) einer jeden so gebildeten Feder­ einheit (6) im Bereich ihrer Innenseite einen Umfangs­ abstand voneinander haben.

2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der ersten Feder­ elemente (1) einer jeden Federeinheit (6) und der Ein­ zelquerschnitt des zugehörigen zweiten Federelementes (2) im wesentlichen übereinstimmen.

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Feder­ elemente (1, 2) im Bereich einer Übergangszone inein­ ander übergehen, deren Querschnitt im wesentlichen mit dem Querschnitt der ersten Federelemente (1) überein­ stimmt.

4. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsabstand der ersten und der zweiten Federelemente (1, 2) einer jeden Federein­ heit (6) so bemessen ist, daß die gedachten Verlänge­ rungen der zugehörigen Achsen einander unter einem Winkel von 10 bis 30° durchschneiden.

5. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die sich beiderseits ergebenden Winkel einer jeden Federeinheit (6) voneinander verschiedene Werte haben.