DE1109041B

DE1109041B - Drehschwingungsdaempfer fuer die Antriebswelle eines Motorfahrzeuges

Info

Publication number: DE1109041B
Application number: DEM30022A
Authority: DE
Inventors: Archie John Hirst
Original assignee: Metalastik Ltd
Current assignee: Metalastik Ltd
Priority date: 1955-03-21
Filing date: 1956-03-20
Publication date: 1961-06-15
Also published as: GB786789A; US3062072A; CH366204A; CH322113A; FR1152636A; BE546262A

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer für die Antriebswelle eines Motorfahrzeugs, bei dem im Ringraum zwischen einem Nabenteil und einem den Nabenteil im Abstand umgebenden Trägheitsteil drei oder mehrere sich in radialer Richtung erstreckende, nachgiebige Dämpfungselemente aus Gummi oder einem ähnlichen Werkstoff derart mit gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnet sind, daß der Trägheitsteil gegenüber dem Nabenteil eine beschränkte Drehbewegung ausführen kann.

Es ist bereits bekannt, zur Dämpfung von Drehschwingungen einzelne, mit Abstand voneinander zwischen Welle und Schwungkörper in Vertiefungen befestigte Gummiblöcke zu benutzen. Als nachteilig stellte sich bei dieser Befestigungsart, die erhebliche gegenseitige Bewegungen der Schwungmasse und Welle zuließ, eine starke örtliche Beanspruchung an den Außenkanten der die Gummiblöcke aufnehmenden Vertiefungen heraus. Außerdem besteht die Gefahr eines Ablösens einzelner Gummiblöcke von der Welle oder der Schwungmasse.

Weiter sind Drehschwingungsdämpfer bekannt, bei denen das Dämpfungselement aus einem Gummiring besteht, der durch Vulkanisieren einerseits mit dem Trägheitsteil und andererseits mit dem Nabenteil verbunden ist.

Diese bekannten Drehschwingungsdämpfer weisen den Nachteil auf, daß bei ihnen sehr leicht eine übermäßige Wärmeentwicklung auftreten kann. Diese Wärmeentwicklung kann wegen der stark erschwerten Wärmeabfuhr äußerst kritisch werden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Dämpfungsvorrichtungen liegt auch noch darin, daß beim Altern des Gummis ein Austausch und ein Ersatz nur sehr schwer vorgenommen werden kann. Auf alle Fälle bedingt ein Ausbau des aus Gummi bestehenden Dämpfungselementes einen längeren Betriebsausfall, da das Aufvulkanisieren neuer Dämpfungselemente eine vollständige Demontage und eine Wärmebehandlung des Nabenteils und des Trägheitsteils erfordert.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Drehschwingungsdämpfer besteht darin, daß sie bezüglich ihrer Schwingungseigenschaften auf einen bestimmten Wert festgelegt sind und nachträglich nicht den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend angepaßt werden können.

Als Drehschwingungsdämpfer sind auch Gummihülsen benutzt worden, die zur Erfüllung ihrer Aufgabe in radialer Richtung stark zusammengepreßt werden, wobei zur Verbesserung des Reibungsschlusses zwischen Metall und Gummi auf dem inneren Metallteil Vertiefungen vorgesehen sind, in Drehschwingungsdämpfer
für die Antriebswelle eines Motorfahrzeuges

Anmelder:

Metalastik Limited,
Leicester (Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt, Hamburg 36, Neuer Wall 41

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 21. März 1955

Archie John Hirst, Leicester (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

die sich die Gummihülse einpreßt. Diese Art der Vorpressung führt zu einer ungleichmäßigen Spannungsverteilung in dem Gummikörper, wodurch leicht infolge vorzeitiger Abnutzung und Nachlassens der Dämpfungswirkung Betriebsstörungen und Ausfälle entstehen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drehschwingungsdämpfer zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und einen leichten und schnellen Austausch der Dämpfungselemente sowie ein Anpassen seiner Eigenschaften an die jeweils zu dämpfenden Schwingungen erlaubt.

Die Erfindung besteht darin, daß die Dämpfungselemente austauschbar und in an sich bekannter Weise unter Druck in radialer Richtung vorgespannt sind.
Eine derartige Anordnung vermeidet die Nachteile der bisher bekanntgewordenen Drehschwingungsdämpfer. Durch die Zwischenräume, die zwischen dem Naben- und dem Trägheitsteil und zwischen zwei jeweils benachbarten Dämpfungselementen vorhanden sind, kann ein bei der Rotation der zu dämpfenden Welle erzeugter Luftstrom über die aus Gummi bestehenden Dämpfungselemente, den Nabenteil und den Trägheitsteil hinwegstreichen, um diese

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zu kühlen. Da die Dämpfungselemente in weiterer Ausbildung in an sich bekannter Weise zwischen zwei Endplatten aus Metall eingesetzt und mit diesen durch Verkleben fest verbunden sind, wobei die zwei Endplatten mit dem Naben- bzw. dem Trägheitsteil kraft- oder formschlüssig verbunden sind, sind die Dämpfungselemente sehr widerstandsfähig gegen die durch die Wellenschwingungen auftretenden Beanspruchungen.

Zur Befestigung der Dämpfungselemente können diese nach der Erfindung auch so ausgeführt werden, daß die Endplatten der Dämpfungselemente mit konisch ausgebildeten Rändern versehen sind, die in an sich bekannte, entsprechende Aussparungen in Naben- und Trägheitsteil eingreifen. Durch diese Maßnahme werden die Elemente so zwischen Naben- und Trägheitsteil gehalten, daß die wirkenden Kräfte auf die Dämpfungselemente übertragen werden, ohne daß die Kanten der Aussparungen unmittelbar auf die in radialer Richtung liegenden Seiten der Gummikörper einwirken, so daß diese nicht beschädigt werden können.

Eine weitere Ausbildung sieht vor, daß jedes der Dämpfungselemente mindestens aus zwei Gummischeiben und einer durch Verkleben unlösbar mit den Gummischeiben verbundenen metallischen Zwischenplatte besteht. Dieser Aufbau führt dazu, daß die Angriffwege der beim Betrieb auftretenden und auf die Gummielemente einwirkenden Kräfte verringert werden, während sich die Widerstandsfähigkeit gegen Scherung vergrößert, so daß sich die Lebensdauer der Dämpfungselemente erhöht.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Kühlung noch dadurch verbessert werden, daß die Zwischenplatten über die Gummischeiben hinausragen. Dadurch wird die Wärme mit Hilfe der metallischen Zwischenplatten aus den Gummistücken in den Bereich der vorbeistreichenden Kühlluft herausgeführt.

Bei dem Drehschwingungsdämpfer nach der Erfindung sind die einzelnen Dämpfungselemente mit Abstand voneinander angeordnet und radial ausgerichtet; daher sind diese Dämpfungselemente leicht zugänglich, lassen sich bequem ausbauen und in einfacher Weise mit dem Naben- und dem Trägheitsteil verbinden, ohne daß es für eine solche Auswechslung erforderlich wird, den gesamten Drehschwingungsdämpfer auseinanderzunehmen, wie es bei den bekannten Anordnungen der Fall ist.

Wenn ein Dämpfungselement fortgenommen ist, verbleiben Naben- und Trägheitsteil in einer Lage, die anschließend ein Ersetzen des fortgenommenen Dämpfungselementes ermöglicht. Auf diese Weise können sämtliche Dämpfungselemente, eines nach dem anderen, ausgebaut und ausgetauscht werden, ohne daß hierzu ein völliger Auseinanderbau der Antriebsvorrichtung nötig ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß sich die Dämpfungselemente leicht normen und billig fertigen lassen. Die Dämpfungseigenschaften lassen sich dadurch verändern, daß man die Anzahl der verwendeten Dämpfungselemente und den Betrag der Vorspannung entsprechend variiert oder die genormten Dämpfungselemente aus verschiedenen Gummimischungen mit unterschiedlicher Härte herstellt.

In der Zeichnung ist ein nachfolgend beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 die Seitenansicht eines Teiles der Antriebswelle eines Kraftfahrzeuges mit dem Drehschwingungsdämpfer, dessen obere Hälfte teilweise im Schnitt dargestellt ist,

Fig. 2 die Ansicht des Drehschwingungsdämpfers, in Achsrichtung gesehen, und

Fig. 3 den Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 2.

Die in Fig. 1 teilweise dargestellte Antriebswelle

ίο umfaßt eine vom Fahrzeugmotor durch ein Wechselgetriebe in üblicher Weise angetriebene Welle 5, eine Gelenkwelle 6 für den Antrieb der mittels eines nicht dargestellten Differentialgetriebes getriebenen Räder des Fahrzeuges sowie ein zwischen der Welle 5 und der Gelenkwelle 6 vorgesehenes Kardangelenk 7. Der eine Gabelteil 8 des Kardangelenkes 7 ist mit einem Flansch 9 versehen, der mittels Schraubbolzens 11 an einem Flansch 10 der Welle 5 befestigt ist.

Der Drehschwingungsdämpfer umfaßt einen Nabenteil 12, der mittels der Schraubbolzen 11 an den Flanschen 9 und 10 befestigt ist. Er ist innerhalb eines ringähnlichen Trägheitsteiles 13 mit diesem gleichachsig angeordnet. Zwischen dem Nabenteil 12 und dem Trägheitsteil 13 sind vier mit 14 zusammenfassend bezeichnete, gleichmäßig verteilt angeordnete Dämpfungselemente angebracht.

Jedes Dämpfungselement 14 umfaßt ein Paar Scheiben 15 aus Gummi od. dgl., eine Zwischenplatte 16 aus Metall sowie ebenfalls metallische Endplatten 17, die die Gummischeiben 15 beiderseitig einschließen. Die Gummischeiben 15 sind an der Zwischenplatte 16 und den Endplatten 17 befestigt. Das Dämpfungselement 14 bildet somit eine für sich hergestellte konstruktive Einheit.

Jede Endplatte 17 ist mit einem Schraubbolzen 18 versehen, mittels dessen sie mit dem Trägheitsteil 13 bzw. dem Nabenteil 12 fest verbindbar ist. Die Dämpfungselemente 14 werden beim Zusammenbau des Drehschwingungsdämpfers zunächst mit dem Trägheitsteil 13 verbunden, worauf sie in ihrer Achsrichtung zusammengepreßt werden. Anschließend wird der Nabenteil 12 axial in den Trägheitsteil 13 eingeführt, wobei die zur Mitte des Drehschwingungsdämpfers gerichteten Schraubbolzen 18 in Schlitzen 19 im Nabenteil 12 gleiten. Die Schraubbolzen 18 werden nach Erreichen der endgültigen Lage des Nabenteiles 12 zum Trägheitsteil 13 an ersterem mittels Muttern befestigt. Die Dämpfungselemente 14 sitzen auf diese Weise zwischen dem Nabenteil 12 und dem Trägheitsteil 13 mit Vorspannung in Richtung ihrer Längsachse.

Die Montage des Drehschwingungsdämpfers ist, wie ersichtlich, sehr einfach. Ebenso einfach können die Dämpfungselemente 14 ausgewechselt werden, ohne daß die Antriebswelle ausgebaut oder der Nabenteil 12 entfernt werden muß.

Die erforderliche Torsionssteifheit des Drehschwingungsdämpfers ist sehr niedrig.
Die einfache Form der Dämpfungselemente 14 ermöglicht eine Prüfung der dynamischen Steifheit und der Dämpfungseigenschaften derselben in der Werkstatt ohne großen Aufwand. Wenn die Torsionssteifheit genau eingestellt werden muß, kann sie durch Auswahl von passenden Sätzen der Dämpfungselemente in entsprechender Anzahl erhalten werden.

Die Endplatten 17 können entweder an Stelle der

Schraubbolzenbefestigung oder zusätzlich zu dieser in Aussparungen des Nabenteiles 12 und des Trägheits-

teils 13 angebracht werden. Die Endplatten 17 und die Aussparungen können mit einander entsprechenden schrägen Kanten ausgebildet sein.

Der Nabenteil 12 hat einen Durchmesser, der die Befestigung des Drehschwingungsdämpfers an den Gelenkteilen der Antriebswelle ohne Abänderung derselben ermöglicht.

Die Zwischenplatte 16 in den Dämpfungselementen 14, die parallel zu den Endplatten 17 und zwischen diesen die Gummischeiben 15 durchdringt, erhöht die Steifheit der Dämpfungselemente 14 in Radialrichtung des Drehschwingungsdämpfers. Dadurch wird die zulässige Drehzahl der Antriebswelle heraufgesetzt. Die Zwischenplatte 16 kann in seitlicher Richtung über die Gummischeiben 15 hinausragen, um für die Wärmeableitung aus den Dämpfungselementen zu sorgen.

Die Gummischeiben 15 sind an ihren Mitten, wie in Fig. 1 gezeigt, untereinander verbunden. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Statt der Befestigung an der Zwischenplatte 16 können sie auch miteinander in irgendeiner anderen Weise, z. B. durch ein Bindemittel, verbunden werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Drehschwingungsdämpfer für die Antriebswelle eines Motorfahrzeugs, bei dem im Ringraum zwischen einem Nabenteil und einem den Nabenteil mit Abstand umgebenden Trägheitsteil drei oder mehrere sich in radialer Richtung erstreckende, nachgiebige Dämpfungselemente aus Gummi oder einem ähnlichen Werkstoff derart mit gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnet sind, daß der Trägheitsteil gegenüber dem Nabenteil eine beschränkte Drehbewegung ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente (14) austauschbar und in an sich bekannter Weise unter Druck in radialer Richtung vorgespannt sind.

2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Dämpfungselement (14) in an sich bekannter Weise zwischen zwei Endplatten (17) aus Metall eingesetzt und

ίο mit diesen durch Verkleben fest verbunden ist, wobei die zwei Endplatten mit dem Nabenteil (12) bzw. mit dem Trägheitsteil (13) kraft- oder formschlüssig verbunden sind.

3. Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprächen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endplatten mit (17) konisch ausgebildeten Rändern versehen sind, die in an sich bekannte, entsprechende Aussparungen im Nabenteil (12) und im Trägheitsteil (13) eingreifen.

4. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Dämpfungselemente (14) mindestens aus zwei Gummischeiben (15) und einer durch Verkleben unlösbar mit den Gummischeiben verbundenen metallischen Zwischenplatte (16) besteht.

5. Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatten (16) seitlich über die Gummischeiben (15) hinausragen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 533 984, 705 717, 721712, 725 651;

USA.-Patentschrift Nr. 1 984 413.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen