DE2912090A1

DE2912090A1 - Drehschwingungsdaempfer

Info

Publication number: DE2912090A1
Application number: DE19792912090
Authority: DE
Inventors: Theodore W Spaetgens
Original assignee: LO REZ VIBRATION CONTROL Ltd; LO-REZ VIBRATION CONTROL Ltd
Current assignee: Hayes-Dana Inc St Catharines Ontario Ca
Priority date: 1977-06-16
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1980-10-02
Also published as: ATA209679A; AT361752B; GB2044881A; FR2452639B1; US4160390A; GB2044881B; FR2452639A1

Description

}">R.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF
DIFL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER

Patentanwälte

-V-Mü..üian, 27. März

2^2090

Postanschrift / Postal Address Postfach 86O1O9, 8OOO München 8Θ

FienzenauerstraCe 28

Telefon 98 3229

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1730-15

LO-REZ VIBRATION CONTROL LTD. 156 West 8th Avenue, Vancouver, British Columbia, Canada

Drehschwingungsdämpfer

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S-

Die Sifliidung betrifft Drehschwingungsdämpfer für drehbare "WeI

Es ist bekannt„ einen abgestimmten Drehschwingungsdämpfer 2 mn Mmsxi aa. eine Kolbenmaschinen-Kurbelwelle oder an irgendeinem sich drehenden Teil eines Kraftübertragungssyst'srasp das Drehschwingungen unterworfen ist, su verwenäerio Bei "dein bekannten Drehschwingungsdämpfer treten jeeooli bestirnte Mängel auf „ Beispielsweise hat sich heraus· gestellt._ff daß nichtmetallische Äbstinanungselemeate auf eine ^r7si'aältaisHiässig kurse Lebensdauer infolge ihres bssoadersa Sigenverhaltens unter Schnelifrequenswerformung und hohort Temperaturen ^ beides gemeinsame Bedingungen bei Proportioaaldärapfern, beschränkt sind. Bei nichtmetallisch®ß /-ÄsfeiiiEfliingselementen ist es ferner bekannt? daß sie drastisch® Veränderungen in den Steifigkeitseigenschaften mit. öse"; i-lter^ äer Schwingungsamplitude und der Temperatur erlsicisfip was 211 einer wesentlichen Verschlechterung des

s führt»

atiisrate Dämpfer _B die mit nichtbefestigten Blatt- oder Spsisheafsdsra arbeiten, wie beispielsweise in der US=Pat ent schrift 3 577 802 beschrieben,, seigea Verschleiß und Abriefe ειΓϋ Glsitkontaktpunkten^ eine unbestimmt® «nd verändsrliöhs Reibung zwischen den Federblätternj, eine nicht liasass Steifigkeit und nachteilige Wirkungen auf 'die Lsiohtigksit. dar Analytischen Modellierung^ i-yenn BlattfeasKTi. "jsrwendet werden» sowie große Mengen verlorenen Raums S3 _ff sisr aoast für die Schwungscheibe zur Verfügung stehea mtiidso

Dämpfer, wie in der OS-Patentschrift 3 S53 030040/0412 ~^/2

offenbart, welche die viskoelastischen Eigenschaften von Silikonölen ausnutzen, erfahren eine Veränderung"in der Abstimmung mit der unvermeidlichen Schädigung des Silikonöls unter den scherungsendtemperaturwirkungen in Drehschwingungsdämpfern. Der allmähliche Verlust im Dämpfungsvermögen eines Silikonfluids kann normalerweise für sich allein in einem beschränkten Ausmaß hingenommen werden. Wenn das Silikonöl jedoch zur Abstimmung verwendet wird, hat die Verschlechterung des Öls die doppelte Wirkung des Verlustes an Dämpfungs- u. Abstimmungseigenschaften.

Eine Form eines Drehschwingungsdämpfers unter Verwendung elastischer Abstimmorgane ist in der US-Patentschrift 2 724 983 beschrieben. Die Verwendung einer auf Verdrehung beanspruchten Welle, wie bei der vorgenannten Patentschrift, erfordert eine zusätzliche Lagerstütze für den Dämpfer und eine Gesamtdämpferlänge, die für viele Anwendungsfälle nicht akzeptierbar ist.

Ein erfindungsgemäßer zusammengesetzter abgestimmter, proportional gedämpfter Drehschwingungsdämpfer besitzt eine mittige Nabe zur Verbindung des Dämpfers mit einer drehbaren Welle und ein hohles zylindrisches Gehäuse mit einer ringförmigen Innenwand, welche die Nabe umgibt, eine ringförmige Aussenwand und scheibenförmige Seitenwände. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine ringförmige Schwungscheibe. Zwischen der Innenwand des Gehäuses und der Schwungscheibe ist zur Drehung der letzteren innerhalb des Gehäuses ein Lager vorgesehen. Zwischen der Scheibe und dem Gehäuse befindet sich ein proportionaldämpfendes Fluid. Die Scheibenabstimmungsmittel verbinden die Scheibe elastisch mit dem Gehäuse. Die Gehäuseabstimmungsmittel verbinden die Nabe elastisch mit dem Gehäuse.

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Proportionaldämpfer mit ständig unter Druck stehenden Schraubenfeder]!, so daß sie eine konstante Steifigkeit oder Abstimmwirkung ergeben, verringern die Dämpfernaben-Schwingungsamplitude beim Vergleich mit einem System, bei dem nicht abgestimmte Proportionaldämpfer verwendet werden, um einen Betrag von 35 % bis 45 %. Durch die Einverleibung einer Gehäuseabstimmung, beispielsweise, wenn die Nabe einen inneren Teil bildet, der mit einem äusseren Teil elastisch durch Speichenfedern verbunden ist, ermöglicht die Erfindung eine zusammengesetzte Abstimmung des Dämpfers und die Schwingungsamplitude kann um etwa weitere 40 % herabgesetzt werden.

Die Verwendung von Schraubenfedern oder Speichenfedern, die an zwei Enden festgemacht sind, ermöglicht die Beseitigung der Mängel bei abgestimmten Dämpfern mit nicht festgemachten Blatt- oder Speichenfedern. Zusätzlich sind die erfindungsgemäßen Dämpfer von wesentlich gedrängterer Baufona als diejenigen, die eine Torsionswelle als elastisches Abstimmorgan verwenden. Ferner werden die Mangel bei Drehschwingungsdämpfern, welche die viskoelastischen Eigenschaften von Silikonölen zur Abstimmung verwenden, durch die elastische Abstimmung gemäß der Erfindung überwunden. In den beiliegenden Zeichnungen zeigens

Fig. 1 eine Seitenansicht im Aufriß und im Schnitt einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig» 2 eine Endansicht im Schnitt der oberen Hälfte der in Fig. 1 dargestellten Äusführungsform;

Fig. 3 eine Seitenansicht im Aufriß einer zweiten, der Fig. 1 äquivalenten, Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine Seitenansicht im Schnitt eines Teils einer

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dritten Ausführungsform der Erfindung/ welche einen Teil der Schwungscheibe, einen Teil einer Schraubenfeder und eines Dauermagneten zeigt;

Fig. 5 auf dem ersten Blatt der Zeichnungen einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, welche jedoch nicht angeformte Speichenfedern zeigt;

Fig. 6 einen Teil der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform, jedoch mit nicht angeformten Speichenfedern;

Fig. 7 eine der in Fig. 1 dargestellten ähnliche Ausführungsform, welche jedoch Schraubenfedern anstelle von Speichenfedern benachbart der Nabe zeigt;

Fig. 8 auf dem ersten Blatt der Zeichnungen einen Teil einer der in Fig. 1 dargestellten ähnlichen Ausführungsform, welche jedoch einen Begrenzungsanschlag zur Begrenzung der Bewegung der Nabe mit bezug auf das Gehäuse zeigt;

Fig. 9 eine der in Fig. 1 dargestellten ähnliche Ausführungsform, jedoch ohne Speichenfedern;

Fig. 10 eine der Fig. 1 ähnliche Ausführungsform der Erfindung, jedoch ohne die Schraubenfedern, welche die Scheiben mit dem Gehäuse verbinden und

Fig. 11 auf dem zweiten Blatt der Zeichnungen einen Teil einer Ausführungsform der Erfindung, die der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ähnlich ist, bei welcher jedoch die elastischen Speichenfedern die Aussenwand des Gehäuses und die Schwungscheibe verbinden.

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In Fig. 1 und 2 ist ein Drehschwingungsdämpfer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt;Dieser Proportionaldämpfer besitzt eine Nabe 1, die auf einer Welle mittels Bohrungen 2 befestigt werden kann. Die Nabe ist an einem Ring 3 mit Hilfe von acht Speichenfedern 4 befestigt. Ein Gehäuse 5 besitzt eine ringförmige innere Wand 6, eine ringförmige äussere Wand 7 und scheibenförmige Seitenwände 8 und 9, welche die innere Wand 6 mit der äusseren Wand 7 verbinden. Die innere Wand 6 des Gehäuses 5 ist mit der Nabe 1 mit Hilfe des Ringes 3 und von Speichenfedern 4 verbunden. Zwischen der inneren Wand 6 und dem Ring 3 sind Dübel 10 angeordnet, um eine Bewegung zwischen der Nabe 1 und dem Gehäuse 5 zu verhindern.

Die innere Wand 6, die äussere Wand 7 und die Seitenwände

8 und 9 des Gehäuses 5 begrenzen eine innere Kammer 11. Innerhalb dieser Kammer 11 befindet sich eine ringförmige Schwungscheibe 12. Ein Teil der Scheibe 12 ist mit Blei gefüllt, um die Schwungkraftwirkung zu verstärken. Ein Raum 14 zwischen der äusseren Wand 7 und den Seitenwänden 8 und

9 des Gehäuses 5 und der Schwungscheibe 12 ist mit Silikonöl gefüllt. Das Silikonöl bildet das Dämpfungsmittel des Proportionaldämpfers. Die Schwungscheibe 12 weist zwei diametral entgegengesetzte Schlitze 19 und 20 auf entgegengesetzten Seiten der Nabe 1 auf. Der Schlitz 19 ist durch eine Aussenwand 21 und Endwände 22 und 23 begrenzt. Der Schlitz 20 ist durch eine Aussenwand 24 und Endwände 25 und 26 begrenzt. Mit den Endwänden 22, 23, 25 bzw. 26 sind Halteplatten 27, 28, 29 und 30 verbunden. Anschlagplatten und 32 sind mit der Innenwand 6 des Gehäuses 5 verbunden. Die Anschlagplatte 31 erstreckt sich in den Schlitz 19 in der Mitte zwischen der Endwand 22 und der Endwand 23. Die Anschlagplatte 32 erstreckt sich in den Schlitz 20 in der Mitte zwischen der Endwand 25 und der Endwand 26. Zwischen

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der Anschlagplatte 31 und der Halteplatte 27 ist eine Schraubenfeder 15 unter Druckvorspannung und zwischen der Anschlagplatte 31 und der Halteplatte 28 befindet sich eine Schraubenfeder 16 unter Druckvorspannung. In gleicher Weise steht eine Schraubenfeder 17 unter Druckvorspannung zwischen der Anschlagplatte 32 und der Halteplatte 29 sowie eine Schraubenfeder 18 zwischen der Anschlagplatte 32 und der Halteplatte 30. Da die Schwungscheibe 12 mit der Innenwand 6 des Gehäuses 5 durch Schraubenfedern 15, 16, 17 und 18 verbunden ist, ist die Schwungscheibe 12 mit "bezug auf die Innenwand -6 drehbar beweglich. Aus diesem Grunde ist am Gehäuse 3 ein Lager 33 vorgesehen. Acht Speichenfedern 4 sind aus einem Stück mit der Nabe 1 und dem Ring 3 geformt. Die Verbundabstimmung des Dämpfers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist möglich, da zwei Abstimmeinrichtungen vorgesehen sind. Zuerst kann das Gehäuse 5 mit bezug auf die Nabe 1 dadurch abgestimmt werden, daß die Größe und Gestalt der Speichenfedern 4 verändert wird. Zweitens kann die Schwungscheibe 12 mit bezug auf das Gehäuse 5 abgestimmt werden, indem die Größe und Ausbildung der Schraubenfedern 15, 16, 17 und 18 verändert wird.

Ein Drehschwingungsdämpfer gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt. Die zweite Ausführungsform der Erfindung wird nur hinsichtlich der Unterschiede zwischen ihr und der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Nabe 34 kann mit einer Welle durch Bohrungen 35 verbunden werden. Das Gehäuse 36 weist eine ringförmige Aussenwand 37 und eine ringförmige Innenwand 38 auf. Das Gehäuse 36 besitzt Seitenwände, die den Seitenwänden 8 und 9 in Fig. 2 ähnlich sind. Die Innenwand 38 ist mit der Nabe 34 fest verbunden und mit dieser drehbar. Der Ring 40 ist mit der Innenwand 38 des Gehäuses 36 verbunden und mit

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dieser drehbar. Speichenfedern 43 sind mit der Schwungscheibe 39 an ihrem einen Ende innerhalb radial gerichteter Schlitze 42 fest verbunden und mit dem Ring 40 am anderen Ende, wobei bei dieser Ausführungsform die Speichenfedern 43, der Ring 40 und die Scheibe 39 aus einem Stück bestehen. Der Raum 41 zwischen der Schwungscheibe 39 und der Aussenwand 37 ist mit Silikondämpfungsöl gefüllt. Hierbei ist zu erwähnen, daß bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung keine Lager erforderlich sind.

Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 4 gezeigt ist, sind Dauermagnete 44 (von denen nur einer gezeigt ist) in Hohlräumen 45 an jedem Ende jeder Schraubenfeder 46 (von denen nur eine gezeigt ist) vorgesehen, um Eisenteilchen aus dem Verschleiß der Bauelemente aufzunehmen. Die Magnete 44 haben die volle Breite wie die Scheibe 46.

Eine vierte Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. gezeigt ist, ist der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführ ungs form ähnlich, jedoch sind die Speichenräder 4 nicht an der Nabe 1 und an dem Ring 3 angeformt. Die Speichen haben stattdessen Preßsitz in Schlitzen 50 im Ring 3 und in Schlitzen 52 in der Nabe 1.

Fig. 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, die der in Fig. 3 dargestellten ähnlich ist, jedoch nicht angeformte Speichenfedern besitzt. Die Speichenfedern 43 haben Preßsitz in Schlitzen 54 in der Scheibe 38 und in Schlitzen 56 im Ring 40.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die der in Fig. 1 dargestellten ähnlich ist,jedoch Schraubenfedern 58 besitzt, welche die Nabe 1 mit dem Ring 3 elastisch

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verbinden. Es ist nur der Mittelteil der Ausführungsform benachbart der Nabe gezeigt. Die Schraubenfedern 58 stehen je zwischen Vorsprüngen 60 am Ring 3 und Vorsprüngen 61 an der Nabe 1 unter Druckvorspannung. Die Vorsprünge 61 haben ein Ende 64, das als Lagerfläche fun den Ring 3 dient. Die VorSprünge 60 haben ebenfalls ein Ende 66, welches Lagerflächen für die Nabe 1 bildet.

Fig. 8 zeigt eine sechste'Ausführungsform der Erfindung, die der in Fig. 1 dargestellten ähnlich ist, jedoch Begrenzungsanschläge zwischen der Nabe 1 und dem Ring 3 aufweist. Es sind nur ein Teil der Nabe und des Ringes gezeigt sowie ein Begrenzungsanschlag, obgleich eine Vielzahl von Anschlägen verwendet werden kann. Der Begrenzungsanschlag weist einen Vorsprung 68 an der Nabe 1 auf und ein Aufnahmeelement 70, das am Ring 3 befestigt ist, und eine Ausnehmung 72 hat. Eine Drehung der Nabe 1 mit bezug auf den Ring 3 wird durch das Zusammenwirken des Vorsprungs 68 mit der Ausnehmung 72 begrenzt.

Eine achte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 9 dargestellt, welche der in Fig. 1 gezeigten ähnlich ist, so daß gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 sind jedoch Speichenfedern 4 weggelassen und durch eine massive Nabe 1 ersetzt. Bei dieser Ausführungsform wird eine Verbundabstimmung erhalten, jedoch eine elastische Abstimmung" zwischen der Scheibe 12 und dem Gehäuse 5 ist möglich mit Hilfe der vier Federn 15, 16, 17 und 18.

Fig. 10 zeigt eine neunte Ausführungsform der Erfindung, die der in Fig. 1 dargestellten im wesentlichen ähnlich ist, so daß gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 sind jedoch

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die Schraubenfedern weggelassen- und Ist die Scheibe 12 nicht mit der Nabe 1 verbunden«, Dieser Dämpfer ist mit Hilfe von Speichenfedern 4 zwischen dem Ring 3 und der Habe 1 abgestimmt»

Eise sehnte Äusführungsform der Erfindung ist in Fig» Il dargestellt» Diese Ausfuhrungsform ist der in Fig. 3 dargestellten ähnlich, besitzt jedoch einen Ring 76, der fest aa der Aussenwand 37 des Gehäuses 35 angebracht und mit älemsm drehbar ist. Speichenfedern 78 (von denen nur eine geseigt ist) sind an ihrem einen Ende fest 'am Ring angebracht nand am anderen Ende an der Schwungscheibe 74, -■ wobei bis! dieser Aus führ ungs form die Schwungscheibe 74, die Speiehssiiräder 78 und der Ring 76 aus einem Stück bestehen= gwisshsn der Scheibe 72 und der Innenwaad 38 ist ein Spalt 80 für Silikoaöl vorgesehen»

Bei siasr weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht der Eing 40 bei der in Fig» β dargestellten Äusfiihrungsfom aas eia©iä Stück mit der Innenwand 38»

Bei eiasr weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Ring 3 bsi der Äusführungsform nach Fig_o 5 aus einem Stück mit der Innenwand des in Fig» 1 gezeigten Gehäuses So

Bei wieder einer weitere» Ausführungsform der Erfindung ist das Ir Fig_o 1 gezeigte Lager 33 auf der Schwungscheibe 12 statt aa Gehäuse 3 vorgesehen«

siiier ebenfalls weiteren Ausführungsform der Erf ladung köaiate die in Fig. 3 dargestellte Aus führungs form der Erfindung Speichenfedern haben„ die den Speiehenfedern 4 zwischen der Nabe 1 und dem Ring 3 ähnlich siafl, wie in Pig. I gezeigt.

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Obwohl jede der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen nur eine einzige Schwungscheibe besitzt, können bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen mehr als eine Schwungscheibe in einem Dämpfer vorgesehen sein.

Ende der Beschreibung.

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Claims

Ansprüche

1», Proportional-Drehschwingungsdämpfer mit Verbundabstimmung, gekennzeichnet durch

eine mittige Nabe (1) zur Verbindung des Dämpfers mit einer drehbaren Welle;

ein hohles zylindrisches Gehäuse (5) mit einer ringförmigen Innenwand (6), welche die Nabe umgibt, einer ringförmigen Aussenwand (7) und scheibenförmigen Seitenwänden (8, 9);

eine ringförmige Schwungscheibe (12) innerhalb des Gehäuses (5);

ein Lager (33) zwischen der Innenwand des Gehäuses und der Schwungscheibe zur Drehung der Schwungscheibe innerhalb des Gehäuses;

dämpfendes Silikonöl zwischen der Schwungscheibe und dem Gehäuse;

Scheibenabstimmittel (15, 16, 17, 18), welche die Scheibe (12) und das Gehäuse elastisch miteinander verbinden und

Gehäuseabstimmitte1 (4), welche die Nabe (1) und das Gehäuse (5) elastisch miteinander verbinden.

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2. Dämpfer nach Anspruch 1/ gekennzeichnet durch einen Ring (3) , der die Nabe (1) umgibt und in radialem Abstand von diesem das Gehäuse auf dem Ring angeordnet ist und- die GehäuseabStimmittel (4) die Nabe (1) und den Ring (3) miteinander verbinden.
3. Dämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenabstimmittel durch eine Anzahl Schraubenfedern gebildet werden. ·
Dämpfer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseabstimmittel durch Speichenfedern gebildet werden, die fest mit der Nabe (1) an ihrem ersten Ende verbunden sind und sich zwischen der Nabe und dem Ring radial nach aussen erstrecken und mit dem Ring an ihrem zweiten Ende fest verbunden sind.
5. Dämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungscheibe zwei Schlitze (19, 20) aufweist, die sich von der Innenwand (6) des Gehäuses nach aussen erstrecken und der Dämpfer zwei Anschlagplatten (31, 32) besitzt, die mit der Innenwand (6) des Gehäuses (5) verbunden sind und sich radial nach aussen in die Schlitze erstrecken, wobei die Scheibenabstimmittel durch vier Schraubenfedern (15, 16, 17, 18) gebildet werden, von denen sich jede zwischen der Scheibe (12) und einer der Anschlagplatten senkrecht zu der letzteren erstreckt.
6. Dämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

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die Nabe (1), der Ring (3) und die Speichenfedern (4) aus einem Stück bestehen.

Dämpfer nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, daß die erwahnten Schlitze (19, 20) an der Scheibe zwei diametral entgegengesetzte Schlitze sind,jede der Anschlagplatten zwei Seiten aufweist und sich in die Mitte des einen der erwähnten Schlitze erstreckt, wobei jede der Schraubenfedern zwischen der einen Seite der erwähnten einen Anschlagplatte und der Scheibe unter Druckvorspannung steht.

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