DE3529687C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungstilger für eine Antriebswelle, insbesondere für den Antriebswellen­ strang eines Kraftfahrzeuges, mit einer über ein federn­ des Verbindungsglied, das aus zwei hintereinander geschal­ teten Drehfedern besteht, an einer Nabe angeschlossenen Drehmasse, wobei die beiden hintereinander geschalteten Drehfedern unterschiedliche Federsteifigkeiten haben.

Drehschwingungstilger dieser Art dienen zur Tilgung be­ stimmter Frequenzen, die durch Drehmomentschwankungen in Antriebswellen erregt werden und wirken besonders stark bei Resonanz. Ihre Wirkung ist jedoch auf einen engen Frequenzbereich beschränkt. Der Drehschwingungs­ tilger muß daher gut abgestimmt sein und es ist für jede Störschwingungsfrequenz ein gesonderter Drehschwingungs­ tilger erforderlich.

Ein bekannter Drehschwingungstilger der angegebenen Art (DE-GM 19 78 883) besteht aus einer konzentrisch um eine mit der Antriebswelle verbindbaren Nabe angeordneten ersten Drehmasse, die über einen elastischen Zwischen­ körper mit der Nabe verbunden ist. Zusätzlich ist eine zweite Drehmasse vorgesehen, die über einen zweiten ela­ stischen Körper an die erste Drehmasse angekoppelt ist. Durch diese Anordnung von zwei hintereinander geschalte­ ten Drehfedern und Drehmassen wird ein Drehschwingungs­ tilger mit drei Hauptschwingungsformen geschaffen, der eine Verlagerung der dritten Schwingungsform, bei der die höchsten Spannungen auftreten, in einen Bereich außerhalb der Betriebsdrehzahl ermöglicht. Dabei hat die zweite Drehmasse die Aufgabe, die Resonanzschwingung zweiter Ordnung der zur Tilgung der Störschwingung vor­ gesehenen ersten Drehmasse zu tilgen. Da beide Drehmassen und Drehfedern ständig in Wirkverbindung stehen, sind die sich einstellenden Tilgerfrequenzen voneinander abhängig. Es lassen sich daher nicht beliebige Tilgerfrequenzen mit­ einander kombinieren.

Es ist weiterhin ein Drehschwingungstilger bekannt (DE-OS 28 31 076), bei dem in den elastischen Zwischen­ körper, der die Drehmasse mit der Nabe verbindet, ein Zwischenring aus einem festen Material eingebettet ist, der den elastischen Zwischenkörper in einen Außenring und einen Innenring teilt. Hierdurch soll eine Ver­ steifung des elastischen Zwischenkörpers in radialer Richtung erreicht werden, um in Verbindung mit weiteren Maßnahmen Taumelbewegungen der Ringmasse herabzusetzen oder auszuschalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dreh­ schwingungstilger der eingangs genannten Art zu schaffen, der zur Tilgung von wenigstens zwei Störschwingungsfre­ quenzen mit unterschiedlicher Schwingungsamplitude geeig­ net ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel vorgesehen sind, die eine Verformung der weicheren Drehfeder begrenzen, wenn die Drehmasse um einen bestimmten Drehwinkel gegenüber der Nabe verdreht ist. Je nach Größe der Schwingungsamplitude, die an der Drehmasse auftritt, ändert sich die wirksame Federsteifigkeit des federnden Verbindungsglieds, so daß der erfindungsgemäße Dreh­ schwingungstilger bei großen Amplituden eine andere Eigenresonanz hat als bei kleinen Schwingungsamplituden. Auf diese Weise lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Tilger zwei Störschwingungen unterschiedlicher Frequenz und Amplitude tilgen.

Vorzugsweise werden nach einem weiteren Vorschlag der Er­ findung zur Begrenzung des Verformungsweges der weicheren Drehfeder starre Anschläge verwendet. Die Anschläge können erfindungsgemäß an einem Zwischenring ausgebildet sein, der zwischen den hintereinandergeschalteten Drehfedern an­ geordnet ist und der Aussparungen aufweist, in die nach innen gerichtete Anschlagstifte eines die Drehmasse bil­ denden Außenringes eingreifen. Die Aussparungen haben da­ bei vorzugsweise in Drehrichtung verlaufende parallele Wände, an denen die Anschlagstifte geführt sind. Auf die­ se Weise wird der Außenring in axialer Richtung am Zwischenring geführt und seine Neigung, Taumelbewegungen auszuführen, wird herabgesetzt. Die Drehmasse des Zwischen­ rings kann dabei zusätzlich zur Abstimmung des Dreh­ schwingungstilgers auf die jeweils benötigten Tilger­ frequenzen variiert werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles.

Die Zeichnung zeigt eine Axialansicht eines erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers, teilweise geschnitten.

Bei dem dargestellten Drehschwingungstilger sind konzen­ trisch um eine Befestigungsnabe 1 ein Zwischenring 2 und ein Außenring (Drehmasse 3) angeordnet, die beide eine Drehmasse bilden und vorzugsweise aus einem gegossenen, metallischen Werk­ stoff bestehen. Zwischen der Befestigungsnabe 1 und dem Zwischenring 2 sind in gleichmäßigem Abstand vier Gummi­ körper 4 angeordnet, die durch Vulkanisieren mit dem Außen­ umfang der Befestigungsnabe 1 und dem Innenumfang des Zwischenringes 2 verbunden sind und eine harte Drehfeder bilden. In den gleichen Teilungsebenen, in denen die Gummi­ körper 4 liegen, befinden sich zwischen dem Zwischenring 2 und dem Außenring vier Gummikörper (Drehfeder 5) mit Hohlräumen, die ebenfalls durch Vulkanisieren befestigt sind und eine weiche Drehfeder bilden. Der Zwischenring 2 ist jeweils zwischen den Befestigungsbereichen der Gummikörper mit Aussparungen 7 versehen, in die radial nach innen ge­ richtete Anschlagstifte 8 ragen, die am Außenring (Drehmasse 3) befe­ stigt sind. Bei entspannten Drehfedern befinden sich die An­ schlagstifte 8, wie in der Zeichnung dargestellt, in der Mitte der Aussparungen 7. Sie begrenzen die Verdrehung des Außenringes und damit die Verformung der durch die Gummi­ körper gebildeten Drehfeder 5 in beiden Drehrichtungen auf einen Verdrehwinkel a und stützen bei Erreichen des Ver­ drehwinkels a den Außenring starr am Zwischenring 2 ab. Die in Drehrichtung verlaufenden Seitenwände der Ausspa­ rungen 7, von denen jeweils eine in der Zeichnung sichtbar ist, bilden eine Parallelführung für die Anschlagstifte 8, wodurch eine Stabilisierung des Außenringes in der Dreh­ ebene erzielt wird.

Im Betrieb ist die Befestigungsnabe 1 des dargestellten Drehschwingungstilgers mit einer Antriebswelle verbunden, an der Drehschwingungen getilgt werden sollen.

Es sei dabei angenommen, daß die Antriebswelle im Antriebs­ strang eines Personenkraftwagens liegt und die Antriebs­ kraft einer aus einem Vierzylinder-Motor und einem Schalt­ getriebe bestehenden Antriebseinheit auf die Antriebs­ achse überträgt. Hierbei treten an der Antriebswelle bei ca. 1200 U/min Störschwingungen von ca. 40 Hz und bei ca. 1800 U/min Störschwingungen von ca. 60 Hz auf. Dabei sind die Drehmomentschwankungen und entsprechend auch die Schwingungsamplituden der bei 1200 U/min liegenden Dreh­ schwingung erheblich größer als die Drehmomentschwankungen der Drehschwingung bei 1800 U/min. Der beschriebene Dreh­ schwingungstilger ist nun so abgestimmt, daß seine Eigen­ resonanz bei einer Verbindung des Außenringes und des Zwischenringes über die Anschlagstifte ca. 40 Hz beträgt und daß der Drehwinkel a durch die Größe der Drehmoment­ schwankungen, die bei den Störschwingungen von ca. 40 Hz an der Antriebswelle auftreten, überschritten wird. Es tritt daher eine wirksame Tilgung der im Bereich von 40 Hz liegenden Störschwingung ein. Sind die Drehmomentschwankun­ gen kleiner, so daß sich die Anschlagstifte 8 in Dreh­ richtung nicht an den Zwischenring 2 anlegen, so liegt die Eigenresonanz des Drehschwingungstilgers bei ca. 60 Hz und bewirken dementsprechend eine Tilgung der in diesem Fre­ quenzbereich liegenden, bei 1800 U/min auftretenden Stör­ schwingung.

Claims (4)

1. Drehschwingungstilger für eine Antriebswelle, insbe­ sondere für den Antriebswellenstrang eines Kraftfahr­ zeuges, mit einer über ein federndes Verbindungsglied, das aus zwei hintereinander geschalteten Drehfedern besteht, an einer Nabe angeschlossenen Drehmasse, wobei die beiden hintereinander geschalteten Drehfedern unterschiedliche Federsteifigkeiten haben, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (2, 7, 8) vorgesehen sind, die die Ver­ formung der weicheren Drehfeder (5) begrenzen, wenn die Drehmasse (3) um einen bestimmten Drehwinkel (a) gegenüber der Nabe (1) verdreht ist.

2. Drehschwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungsweg (Drehwinkel a) der weicheren Drehfeder (5) durch starre Anschläge (7, 8) begrenzt ist.

3. Drehschwingungstilger nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen den hintereinander geschalteten Drehfedern (4, 5) angeordneter Zwischenring (2) Aussparungen (7) aufweist, in die nach innen gerichtete Anschlagstifte (8) eines die Drehmasse bildenden Außen­ ringes (3) eingreifen.

4. Drehschwingungstilger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (7) in Drehrichtung verlaufende, parallele Wände haben, an denen die Anschlagstifte (8) geführt sind.