DE1775432A1 - Drehschwingungsdaempfer - Google Patents

Description

PotentaRwAiU

117*78

WALLAGE-MURRAi OOi-^-OiiAi'ION, 299 Park Avenue,.

New York, üew York/V.Sta,

Unser Zeichen: VT 766

Brehschwin^un^sdämpfer

Hie Erfindung bezieht 3ich auf einen Dämpfer zur Befestigung: an einem sich drehenden und schwingenden ELcrr.ont, wie z. B^ der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, wobei der Därapfer ein elaßtischee Element hat, d%s zwischen das Tragheitaelement oder das angetriebene Element und die Nabe
oder das treibende Element eingesetzt wird, wobei das elastische Element in ihm ausgeformte Taschen aufweist, die
mit einer sähflüssigen Flüssigkeit gefüllt sind, wobei die zähflüssige Elüssigkeit und auch das elastische ElBtnent
somit parallel wirken, um die Drehschwingungsenergie von
der Welle in Wärmeenergie umzuwandeln.

2in

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BAD ORIGINAL

Ein besonderes Anwendungsfeld der Erfindung liegt in der Dämpfung der Drehschwingend in Anlagen, wie z. B. in der Kurbelwelle eines Verbren .un_:--;srcotors. Eir.e ia*3 einzelne gehende Erläuterung dor auf diesem Gebiet auftretenden Probleme ist in der UöA-Patentschrift 3 077 123 zu finden.

Dämpfer, die ein elastisches Element verwenden, sind in der Technik allgemein bekannt und beispielsweise in der USA-Patentschrift 2 972 904 uad in der USA-Patentschrift 2 992 569 erläutert. Dämpfer, die eine zähflüssige Flüssigkeit als die Schwingungsenergie absorbierendes Medium verwenden,, sind ebenfalls bekannt und in der USA-Patentschrift 2 514 139 beschrieben. Die Arten mit der Flüssigkeit haben den Nachteil, dass ihre Herstellung eine sorgfältige Kontrolle von engen Dimensionsij^oleranzen erfordert. Die Arten mit dem elastischen Element,, insbesondere, wenn sie der Drehschwingung von relativ hohen Spitzenamplituden unterworfen werden, müssen ein elastisches Material verwenden, dessen Eigenschaften ein Kompromiss, zwischen einer hohen Hysteresis oder innerer Reibung und einer minimalen Veränderung in der Steifigkeit bei Temperaturänderun^en sind, und diese beiden Eigenschaften sind bei elastischen Elementen gegensätzlich»

Die

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BAD OSlQIHAk, G\3

Die Konstruktion gemass der vorliegenden Erfindung unterteilt die schwingungsabsorbierende Funktion zwischen einem elastischen Ele.nent und einer zähflüssigen Flüssigkeit, die in Taschen oder· Bohrungen ■ in dein elastischen Tiilenent eingeschlossen ist, so dass, wenn die Anordnung einer ■ Drehschwingung unterworfen wird, das elastische Element den Scherspannungen und die zähflüssige Flüssigkeit den Scher— und Druckspannungen an ihren■Einschlusswänden un- M terworfen wird. Der ÄnteiL der gesamten Energieumwandlung, die durch das elastische Element.erfolgt, kann geändert werden durch genaue Wahl des iolumens oder der Viskosität der verwendeten zähflüssigen Flüssigkeit, so dass elastomerische Zusammensetzungen mit niedriger HysteresiS'-Ei— genscheft aber flacherer Steifigkeit als Funktion von Teraperaturempfindlichkeitekurven in der Dämpferanordnung verwendet werden können. Die zähflüssige Flüssigkeit, die zwischen dem Trägheit sel«ment. und dem Intriebeeleraent und innerhalb des elastischen Elemente«-· eingeschlossen Ist _% "

. bildet eine Art Schmiermittel, das dem Trägheitselement die Möglichkeit gibt, in Bezug auf das Antriebs- oder das innere Element unter Spitzenlastbedingungen zu gleiten! Das entlastet dae elastische Element von den Spitzenscherspannungen, die sonst in ihm durch die hohe Drehkraft erzeugt würden, und verlängert die Lebensdauer des elastischen

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BAD ORIGINAL

_ ή. —-

sehen Elementes. Die Anordnung hat eine einfache Konstruk tion im Vergleich zu dem Dämpfer, der nur das elastische Element verwendet, ohne dass die Notwendigkeit des Einhaltens enger Dimensionstoleranzen notwendig ist, wie bei den bekannten Dämpfern, die zähflüssige Flüssigkeit verwenden. *

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Drehschwingungsdämpfers, gemäss der vorliegenden Erfindung, wobei ein. Teil weggebrochen ist, um die innere Anordnung zu zeigen,

Sig. 2 einen Schnitt Ina wesentlichen entlang der Linie 2-2 in Fig. I₁.

, 5 einen Teilschnitt, ähnlich der I¹Ig. 2, der jedoch die Erfindung In einer abgewandelten Torrn eine» Schwingungsdämpfere zeigt,

Flg. 4 einen leilscimitt, ähnlich der flg. 3, der jedoch die Erfindung in einer weiteren abgewandelten Form

eines

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BAD

eines Schwingungsdämpfers zeigt und

Fig. 5 einen Teilschnitt, ähnlich dor .Fig. 4-, der die Erfindung iri noch einer weiteren Form eirjes Scnwinjrurigsdänipfers zeigt.

Gemäss der Zeichnung weist die Anordnung gemäss der -Erfindung ein im wesentlicaen ringförmiges treibendes EIe-- ' % ment IO auf. Das treibende Element hat einen radial nach innen gerichteten Abschnitt IL, der auf einer Wabe, einer Zubehörantriebsscheibe oder eiae ähnlichen Anordnung befestigt sein kann, äie in herkömmlicher Weise mit der Kurbelwelle eines Motors verbunden ist. Der nach innen gerichtete Abschnitt IL kann mit einer Vielzahl von Bohrungen 12 versehen sein, um Schrauben zur Befestigung des treibenden Elemente« an der Kurbelwelle (nicht geneigt) aufzunehmen, flfes treibendU» Element 10 ist auseer— dem mit einem radial nach auesm gerichteten Flansch v.orsüheii«.

Das getriebene Trägheitselement 14 umgibt den mittleren Abschnitt dea treibenden Elementes IQ,, das auf einem Hülsenlager 1-5 getragen und mit einem ausgeschnittenen Abschnitt 16 (Fig.. 2) versehen ist, in den sich der

Flansch

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BAD ORIGINAL.

flansch 13 erstreckt.. Hie Aus senf lache des Trägheitselementea: 14 ist so ausgeformt, dass· sie Rippen oder Flügel 19 bildet, die die Ableitung der liärme von der Anordnung unterstützen.

Zwischen *das getriebene Element IA- und das treibende Element 10 ist ein elastisches Element 24 eingesetzt. Bas elastische Element kann in einem Stück ausgebildet sein, ist jedoch in der dargestellten' Ausführung von zwei !!lementen 24a und 24b gebildet ,-»die in zusöm.aengesetztem Zustand das. elastische Element mit im wesentlichen U-förmiger Gestalt bilden. Ein Klemmelement in Form-eines ringförmigen Bechers 26 klemmt das Trägheitselement 14 an den Flansch 131 wobei das zwischengeschaltete elastische Element 24 durch diese Klemmwirkung un-^er Druck gesetzt wird. Das des elastisch· Element bildende Material ist so ausgewählt, das« es physikalische Eigenschaften hat, die die gewünschte natürliche Frequenz für den Dämpfer schaffen»

U» den Umfang des elastischen Elementes herum ist Im instand eine Reihe von relativ kleinen öffnungen 27 vorgesehen, die sich durch beide Seiten de« Elementes erstrecken. Vor de.m Zusammenbau des Dämpfers werden die-

JM"

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BAD ORlGiNAL

se Öffnungen 27 mit einem zähflüssigen Material, vorzugsweise von der Silikon-Flussigkeitsart, gefüllt. Nach dem Zusammenbau des Dämpfers sind diese Flüssigkeitstaschen dauerhaft eiageschlossen, wobei die benachbarten Flächen des Trägheitselenentes, des Flansches 13 und des haltenden Bechers 26 die Flüssigkeit einschliessen,wie es aus Fig.. 2 ersichtlich ist..

Im Betrieb erzeugen auf den Dämpfer einVirkende Schwingungskräfte Scherspannungen in dem elastischen Element 2A- und wandeln dadurch einen Anteil der gesamten Schwin— gungsenergie in Wärmeenergie um infolge der inneren Reibung des elastischen Elemente*. Die Schwingungskräfte rufen aussertiem eine Bearbeitung der zähflüssigen Flüssigkeit in denOffaungea 2? infolg· der Verdrehung der Öffnungen hervor. Kiese- Bearbeitung oder Bewegung der !flüssigkeit führt 8ur.Umwandlung eines weiteren Teils der gesamten. Schwingungsenergi· in Wärme. Eis weiterer Teil der gesamten Schwingungsenergie wird in Wärme umgewandelt infolg· der Schexwirkung euf Jeglichen FiIa aus zähflüssiger Flüssigkeit, der zwischen den Oberflächen des elastischen mentea. und dee benachbarten Trägheitselementea und des treibenden Elementes besteht»

Die

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BAD ORIGINAL

Die flüssigkeit wirkt auch als Schmiermittel bis zu einem _v gewissen Ausmass- Bei hohen Drehamplituden ermöglicht die Schmi-erwirkung der Flüssigkeit einen Schlupf des Trägheit seleme nt es 14 und des Bechers 26 iα 3ezug auf den !flansch IJ des getriebenen Elementes;. Diese durch Schmiermittel unterstützte Gleitwirkung bei η oh ^ η Drehkräften dietit dazu, das elastische Element 24- von den Spitzenbe- ^ lastungen zu entlasten, die sonst auf dieses Element ausgeübt wurden, und das dient dazu, die' wirksame Lebensdauer d'es elastischen Elemente^ zu verlängern. Da die Flüssigkeit in den öffnungen 27 einen Teil der Schwingungsenergie absorbiert, braucht das elastische Element nicht die gesamte ochwingungsenergie zu absorbieren, und auf diese- V/eise könne-η verschiedene Arten von elastonericciien

■*

Zusammensetzungen als elastisc'-ie Elemente verwendet werfen, die niedrigere Hysteresis aber eine geringere Veränderung in ihrer Steifigkeit als Funktion von temperaturempfind-P liehen Kurven aufweisen. Eine Abstimmung des Dämpfers auf optimale Leistung kann erzielt werden durch Verändern des Elastizitätsmoduls des elastischen Elementes und auch durch Verändern des V'olumens und der Viskosität der zähflüssigen Flüssigkeit in den öffnungen 27· Sie Dämpferkonstruktion gemass der Erfindung kombiniert die Vorteile der zähflüssigen und der abgestimmten Dämpfer in einer

relativ

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relativ einfachen Konstruktion mit geringen Kosten. In Fig. 3 ist eine abgewandelte Form eines Dämpfers mit einem Lagerträger für das Trägheit se lenient am Umfang des Flansches des getriebenen Elementes dargestellt. Das getriebene Element 31 hat Befestigungsoffnungen 32, und der radial gerichtete Plansch 33 ist das Gegenstück zum Plansch 13 in Fig. 2.

Ia den Flansch umgebender Art ist das'getriebene oder das Trägheit sei ement durch einander ergänzende Abschnitt:* 34a und 34b hergestellt, die durch Schrauben 36 zusammengehalten werden* Die ergänzenden Abschnitte des l'rägheitselementes sind hinterschnitten, um einen Raum zu bilden, der das aus den elastischen Teilen 37 und 38 gebildete elastische Element aufnimmt. Die elastischen Teile erstrecken sich etwas in Nuten 39 in. dom Trägheitselenient hinein, um die Teile 37 und 38 in zusammengebautem Zustand in ibrer Lage zu halten. Das Trägheitselement wird in RatationsfEeiheit in Bezug auf den Umfangsrand des Flansches 35 de» treibenden Elementes durch ein ringförmiges Legerelement 41 gehalten, das ira Querschnitt im wesentlichen rechteckig ist und aus Intifriktionsmaterial gebildet 1st.

Die

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BAD ORJQlNM.

-ίο -

Die elastischen Tolle 37 und 38 sind mit öffnungen 42 versehen, die um die Teile herum im Ab.-st-and ' a ί.geordnet u.xä mit den Öffnungen 27 in. Fi?. 1 und 2 vergleichbar sind. Diese >jffaungen enthalten ein zähflüssiges Material, wie z. ii, eirie zähflüssige Silikonflüssi^keit, und die mit Flüssigkeit gefüllten Öffnungen oder Häu.Tie bewirke a in dieser Dämpfexousfuhrung dioselbo:! Vorteile, wie sie oben in ijezn-y: auf die DiÄmpferkonstrukrion i;.· Fij. 1 u:.d * beschrieben wurden»

Fig. 4 zeigt die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer Dämpferkonstruktion, in. der das elastische Element in seiner Gestelt abgewandelt worden ist, um sowohl axiale als auch radiale Abstützung für das Trägheits- oder getriebene Element zu schaffen. Iu Fig. 4 ist das treioende EIe-

ment mit 51 bezeichnet, und sein versetzter» radial gerichteter Flansch 52 ist in dem elastischen Element aufge— L· nomraen, des. im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ist und Schenkel 55 und 5^ aufweist, die sich entlang der Seitenflächen des Flansches 52 erstrecken. Die Schenkel % 53 und 54 sind mit öffnungen 58 versehen», die mit den öffnungen 2? geinäss Fig. 1 und 2 vergleichbar und mrc -oiner zähflüssigeη Flüssigkeit gefüllt 3ind. Die Verlängerung der Schenkel 53 und ^A das elastischen Elementes über den

schrägen

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- ii -

r^chrä^en Abschnitt des Flansches 52 hinaus bildet eine radiale Abstützung- für das Element 56. ¹^Ie π it ii'lü-.3igkeit gefüllten Öffnungen oder Taschen in den elastischen Element bieten die in Verbindung mit Fig·. 1 und 2 erwähnte.. Vorteile.

Fij..5 zei~t eir.en Dämpfer der in der U3A-Pete:itsc:'.<.'ift 2 392 569 beschriebenen Art, bei de:r. das eisetiscr.e KLeinent i;:i Querschnitt eine Möven-flügelarti^e Gestalt hat.- L-BS Trägheit se leiaetit ist aus zwei einander ergänzenden Hälften 61 und 62 hergestellt, die durch 3c irauben 65 zusam'uengehalt'in werden. Das treibende Element 64 ist so ausgeformt, dass es einen seitlich gerichtete'.». Flansch bildet, dessen Umfang eine Gestalt hat, äie mit zwei sich kreuzenden Oberflächen ausgebildet ist ψ die der Gestalt der benachbarten Fläche des Trägheit se leine nt es 61 und entsprechen» Wie es in Fig. 5 gezeigt igt, eind die kreuzenden Oberflächen "bogenförmig, aber sie können eben sein oder eine eben und eine gewölbt» und die Gestalt könnte durch mehr als zwei sich 3creuzende Flächen gebildet werden. Zwischen den Plansch und das Trägheitselement ist ein elastisches Element 67 eingefügt, Üas eine Seihe von ia Abstand angeorcüieten Öffnungen 68 aufweist, die mit einer zähflüssigen Flüssigkeit gefüllt sind. Die mit

d*r

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BAD ORIGINAL

der Flüeaigkeit gefüllten öffnungen 68 sind den öffnungen 2? in Fig. 1 und 2 vergleichbar und bieten denselben Vorteil, wie er anfänglich mit Bezug euf die in Fig. 1 und 2 beschriebene Konstruktion erläutert wurde.

Brtentaneprüohe

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BADORtÖ*NAl

Claims (1)

1. - 13 -Pa t e η t a η a- ρ r Ü ο h e

   1. Drehschwingungsdämpfer zur Befestigung in wirksamer Beziehung an einer Welle, die einer Brehschwingung unterworfen ist, mit einem im wesentlichen ringförmigen Atitriebselement, das tür konzentrischen Befestigung an einer Welle geeignet ist und eine radial nach ause*η gerichtete Fläche aufweist, dadurch ge- - ' " kennzeichnet, dass oin ringförmiges elastisches Element UQd ein getriebenes Trägheit se lernent beide in der Nähe der nach ausseη gerichteten Fläche des ge— trie■lementes und eine Vorrichtung zum Festklemmen des Trägheitseleiaentes an der Fläche des» ·»s bauen Elementes vorgesehen sind, wobei dos elestische Element dazwischen zusammengepresst wj.rd, und dass das. elastische Element Hohlräume aufweist, die mit einer eähflilsaigen Flüssigkeit gefüllt sind, die in g

   dem Bänrpfer nach dem Festklemmen des Trägheit»- und des elastischen Elementes an der Fläche des getriebe«* nen Elementes eingeschlossen ist, wodurch die auf das; treibonde Element übertragene Drehsohwingung in Wärmeenergie sowohl durch die innere Reibung des elastischen Elementes als auch durch die Bearbeitung der in den Hohlräumen in dem olastischen Element eingeschlossenen Flüssigkeit überführt wird.

   2.

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   BAD

   2. Dämpfer, nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, dass die Hohlräume in dea elastischen Element die Form einer Reihe Von öffnungen durch das elastische Element hindurch aufweisen und dass die Flüssigkeit in den öffnungen sowohl durch das Trägheitselement als.auch durch die nach Russen gerichtet· Fläche des treibenden Elementes eingeschlossen let«.

   5. Dämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element im Querschnitt im wesentlichen U-förmig 1st, dass die nach eussen gerichtete Fläche des treibenden Elementes durch einen radial nach a_ussen gerichteten Flansch gebildet wird, der von dem elastischen Element eingeschlossen wird, dass das elastische Element mit zähflüssiger flüssigkeit gefüllt· Öffnungen aufweist, die durch seine beiden S«lt«n hindurchgehen und um seinen Umfang herum im Abstand angeordnet sind, dass dl« Klemmvorrichtung einen Becher aufweist, der ein· Seite des elsetischen Elementes überdeckt und das Trägh^itseleraent ergreift und in überdeckender Beziehung zur anderen Seite des elastischen Elementes festhält, und dass das Trägheit»- element, der Flansch und der Becher auf diese Weis· die in den Öffnungen des elastischen Elementes ent·« haltene Flüssigkeit einschliesssn.

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   BAD ORtGINAt.

   - 15 -

   4-, Dämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiges Antifriktionsleger zwischen das treibende Eloment und das getriebene Trägheitselement ein? \ fü^t ist·

   5. Dämpfer*nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hingnut in dem treibendem Element vorgesehen ist, in die ein Teil das elastischen EIementes nach Kompression des elastischen Elementes hinein verforrat wird, um dadurch des elastische Element radial in dem Dämpfer festzuhalten»

   6. Dänpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element aus zwei elastischen Teilen gebildet wird, die siafc entlang der Seitenflächen de* radial nach aueeen gerichteten flansche«, erstrecken, und ümuk. da«: ringförmige Antifriktianslager zwischen die elastischen Teil· eingesetzt ist und die Umfangskante des radial nach aussea gerichteten Flansches umgibt.

   7. Dampfes nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass der radial nach aussen gerichtete Flansch eiaen Abschnitt hat, der in Bezug auf

   die

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   BAD ORiQtNAI.

   die Drehachse des Dämpfers geneigt igt, und das elastische Element Abschnitte hat, die den geneigten Abschnitt des. Flansches überdecken.

   8. Dämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dees der radial nach eussen gerichtete Flansch mit einem Abschnitt versehen ist, der sich seitlich im wesentlichen parallel, zur Drehachse de« Dämpfers erstreckt, des·· der seitlich gerichtete Abschnitt von dem Trägheitselement umschlossen ist,, wobei daa ringförmige Element dazwischen eingesetzt ist, und dees die benachbarten Flächen des Planschabschnitts und dee Trägheitselementes einander ergänzende Formen haben, die durch eich kreuzende Oberflächen gebildet werden. *

   9- Dämpfer nach Anspruch \ oder 2, dadurch gtk»im*eiou~ net, das· der rediel nach auaeen gerichtete FIfnach mit einem Abschnitt versehen iet, der eich seitlich % im wesentlichen parallel «ur Drehachse des Dämpfer· erstreckt, dass der seitlich gerichtet· Abschnitt von dem Trägheitselement umschlossen ist, wobei das ringförmige eisetisohe Clement daJtwischen eingaaetit let, und das* dip banfobbarten Fliehen dta FJ^naeliabschnitte und dfs Irie^eitffiimentif fififn<|ir frgfntfnde Gestalten haben, dta durch dia Kre'utung von zwei bogenförmigen Flächen gebildet wird.

   BAD ORIGINAL

   Leerseite