-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Lüfter zum Kühlen eines Drehschwingungsdämpfers nach Anspruch 1 und einer Hubkolbenmaschinenanordnung nach Anspruch 12.
-
Hintergrund
-
Drehschwingungsdämpfer werden verwendet, um ungleichmäßige rotatorische Bewegungen von bewegten Bauteilen zu dämpfen und so zum Beispiel die Belastungen für diese Bauteile und/oder damit verbundene Bauteile zu verringern.
-
Drehschwingungsdämpfer weisen im Allgemein ein erstes Drehelement auf, welches mit dem zu dämpfenden rotierbaren Bauteil verbunden ist und ein zweites Drehelement auf, welches rotierbar gegenüber dem ersten Drehelement angeordnet ist und eine identische oder ähnliche Rotationsachse wie das erste Drehelement aufweist. Das erste Drehelement kann dabei als Scheibe ausgebildet sein und ist dabei so ausgeordnet, dass die Symmetrieachse des ersten Drehelements in etwa mit der Rotationsachse des ersten Drehelements zusammenfällt. Das zweite Drehelement kann insbesondere das erste Drehelement als Gehäuse umgeben. Zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement befindet sich eine Flüssigkeitsschicht, wie eine Ölschicht, durch welche die Rotationsbewegung des ersten Drehelements auf das zweite Drehelement übertragen wird.
-
Wird das erste Drehelement durch das rotierbare und zu dämpfende Bauteil beschleunigt, führt also eine Bewegung mit wechselnder Geschwindigkeit aus, so ist die Geschwindigkeit des ersten Drehelements verschieden zu der Geschwindigkeit des zweiten Drehelements, welches durch die Massenträgheit zumindest kurzzeitig auf einer annähernd gleichbleibenden Geschwindigkeit gehalten wird. Dabei wird das erste Drehelement durch die Verbindung mittels der Flüssigkeitsschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Drehelement und der Massenträgheit des zweiten Drehelements abgebremst. Bleibt das zu dämpfende Bauteil auf einer konstanten Geschwindigkeit, so nähert sich die Geschwindigkeit des zweiten Drehelements durch die Verbindung mittels der Flüssigkeitsschicht zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement der Geschwindigkeit des ersten Drehelements an.
-
Verringert das zu dämpfende Bauteil und damit das erste Drehelement plötzlich seine Geschwindigkeit, so dreht sich das erste Drehelement langsamer als das zweite Drehelement und das erste Drehelement wird durch das zweite Drehelement mittels der Flüssigkeitsschicht beschleunigt. Diese Effekte können zu einer gleichmäßigeren rotatorischen Bewegung des ersten Drehelements und des mit dem ersten Drehelement verbundenen rotierbaren und zu dämpfenden Bauteils führen.
-
Durch die relative Bewegung des ersten Drehelements bezüglich der Flüssigkeit der Flüssigkeitsschicht und der relativen Drehbewegung des zweiten Drehelements bezüglich der Flüssigkeitsschicht, wird kinetische Energie zum Teil in thermische Energie umgewandelt, wodurch die Flüssigkeit, das erste Drehelement und/oder das zweite Drehelement erwärmt wird. Durch die erhöhte Temperatur kann die Flüssigkeit einem beschleunigten Alterungsprozess ausgesetzt sein, in Folge dessen sich die Eigenschaften der Flüssigkeit, wie die Viskosität, ändern. Umso geringer die Viskosität der Flüssigkeit ist, desto weniger Energie kann von dem ersten Drehelement auf das zweite Drehelement übertragen werden, wodurch die Bewegung des ersten Drehelements und damit auch die Bewegung des an dem ersten Drehelement befestigten Bauteil weniger gedämpft wird. Umso höher die Viskosität der Flüssigkeit ist, desto mehr Energie wird vom ersten Drehelement auf das zweite Drehelement übertragen und die beiden Drehelemente agieren mit zunehmender Viskosität zunehmend als eine gemeinsame Masse, wodurch sich die Dämpfungseigenschaften des Drehschwingungsdämpfers stark verändern. Somit kann es durch beide Veränderungen der Flüssigkeit zu einem Verlust der Dämpferleistung des Drehschwingungsdämpfer kommen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die vorgenannten Nachteile zu lindern.
-
Gelöst wird die Aufgabe durch einen Lüfter nach Anspruch 1 und eine Hubkolbenmaschinenanordnung nach Anspruch 12.
-
Ausführungsbeispiele finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die Aufgabe kann gelöst werden durch einen Lüfter zum Kühlen eines Drehschwingungsdämpfers, wobei der Lüfter eine Grundplatte umfasst. Die Grundplatte kann eine Öffnung zum Leiten eines Kühlmediums durch die Grundplatte aufweisen und ein Förderelement zum Bewegen des Kühlmediums durch die Grundplatte.
-
Auch kann die Aufgabe gelöst werden durch eine Hubkolbenmaschinenanordnung umfassend eine Hubkolbenmaschine, insbesondere einen Gasmotor, einen Drehschwingungsdämpfer und einen Lüfter, welcher an einer Seite des Drehschwingungsdämpfer angeordnet ist, welche der Hubkolbenmaschine abgewendet ist.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Dabei zeigt
-
1 eine schematische Darstellung eines Lüfters von vorne,
-
2 eine schematische Darstellung des Lüfters von der Seite,
-
3 einen Drehschwingungsdämpfer von der Seite,
-
4 eine Hubkolbenmaschinenanordnung mit einem Drehschwingungsdämpfer und einem Lüfter von der Seite.
-
Ausführliche Beschreibung
-
Im Weiteren wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Zuhilfenahme der Figuren weiter erläutert.
-
Die beispielhaften Ausführungsbeispiele, die hierbei beschrieben werden und in den Zeichnungen dargestellt sind, dienen allein dazu, die Eigenschaften der Erfindung zu erläutern, so dass der Fachmann in die Lage versetzt wird, die vorliegenden Erfindung in verschiedenen Umgebungen und für verschiedene Anwendungen einzuführen und zu verwenden. Deshalb sind die beispielhaften Ausführungsbeispiele nicht dafür vorgesehen, den Schutzbereich des Patents einzuschränken, noch sollen sie als eine solche Einschränkung gesehen werden. Vielmehr soll der Schutzbereich von den anhängigen Ansprüchen definiert werden.
-
1 zeigt einen Lüfter 1 von vorne. Der Lüfter 1 umfasst eine Grundplatte 2, welche zum Beispiel aus einem Metall, wie Blech, und/oder einem Kunststoff, wie einem Duroplast, und/oder einem Faserverbundwerkstoff, wie CFK und/oder GFK, ausgefertigt sein kann. Die Grundplatte 2 kann insbesondere symmetrisch, wie spiegelsymmetrisch und/oder rotationssymmetrisch, ausgebildet sein. Die Grundplatte 2 kann in einer Grundebene 3 eine größere Ausdehnung aufweisen, als senkrecht zu dieser Grundebene 3. Die Grundplatte 2 kann eine erste Stirnfläche 4 und eine der ersten Stirnfläche 4 gegenüberliegende zweite Stirnfläche 5 aufweisen. Die beiden Stirnflächen 4 und 5 können durch eine Randfläche, welche insbesondere senkrecht zu den beiden Stirnflächen 4 und 5 stehen kann, verbunden sein.
-
Die Grundplatte 2 kann zumindest eine Öffnung 6 aufweisen, welche sich durch die Grundplatte 2 hindurch erstreckt. Benachbart zu der Öffnung 6 kann ein Förderelement 7 angeordnet seien, welches insbesondere als Leitblech ausgeformt sein kann. Das Förderelement 7 kann insbesondere an einer Kante 8 der Öffnung 6 mit der Grundplatte 2 verbunden sein. Insbesondere kann das Förderelement 7 zumindest teilweise in Richtung der Hauptachse 9 der Grundplatte 2 oberhalb der Öffnung 6 angeordnet sein. Insbesondere kann das Förderelement 7 dadurch gebildet werden, dass zwei Seiten 10, 11, insbesondere drei Seiten 10, 11, 12, der Öffnung 6 in die Grundplatte 2 geschnitten werden und der Teil der Grundplatte 2, welcher von den geschnittenen Seiten 10, 11 bzw. 10, 11, 12 begrenzt wird, aus der Grundfläche 3 in Richtung der Stirnseite 4 geknickt oder gebogen wird. Dabei ist kann die Seite 8 die Biege- oder Knickkante bilden.
-
Die Biege- oder Knickkante ist dabei die in Drehrichtung hintere Seite 8 der Öffnung 6.
-
Die Grundplatte 2 kann einen Randringbereich 13 am Rand der Stirnfläche 4 und 5 aufweisen, welcher Randringbereich 13 nicht von der Öffnung 6 durchbrochen ist. Der Randringbereich 13 kann dazu verwendet werden, um die Stabilität der Grundplatte 2 zu verbessern und/oder Befestigungsösen 28 zur Befestigung des Lüfters 1 an dem Drehschwingungsdämpfer 15 an der Grundplatte 2 anzuordnen. Die Grundplatte 2 kann einen inneren Kreisbereich 14 aufweisen, der nicht von der Öffnung 6 unterbrochen ist.
-
2 zeigt einen Lüfter 1 von der Seite, umfassend eine Grundplatte 2, welche eine erste Stirnfläche 4 und eine zweite Stirnfläche 5 aufweisen kann. Die Stirnfläche 4 kann dabei durch die Seitenfläche mit der Stirnfläche 5 verbunden sein. Von der Stirnfläche 4 weg können sich Förderelemente 7 erstrecken. Dabei können die Förderelemente 7 rotationssymmetrisch um die Rotationsachse 9 der Grundplatte 2 angeordnet sein.
-
Das Förderelement 7 kann sich in der Nähe der Außenseite 16 der Grundplatte 2 weiter einer Richtung senkrecht zur Stirnfläche 4 erstrecken, als in der Nähe des Inneren 17 der Grundplatte 2. Die obere Kante 18 des Förderelements 7 kann dabei schräg zur Stirnfläche 4 angeordnet sein.
-
3 zeigt einen Drehschwingungsdämpfer 15. Der Drehschwingungsdämpfer 15 umfasst dabei ein erstes Drehschwingungsmodul 19 und ein zweites Drehschwingungsmodul 20, welches im Betrieb von einer Hubkolbenmaschine 26 aus gesehen hinter dem ersten Drehschwingungsmodul 19 angeordnet ist. Das zweite Drehschwingungsmodul 20 weist in seiner Mitte um die Hauptachse 21 des Drehschwingungsdämpfers eine Ausnehmung 22 auf. Die Ausnehmung 22 ist dabei mit Lüftungsöffnungen 24, wie radialen Kühlkanälen, fluidisch verbunden. Die Lüftungsöffnungen 24 sind zwischen dem ersten Drehschwingungsmodul 19 und dem zweiten Drehschwingungsmodul 20 angeordnet und erstrecken sich radial in Bezug auf die Hauptachse 21 des Drehschwingungsdämpfers 15 an die Außenseite 23 des Drehschwingungsdämpfers 15 und sind mit der Außenseite 23 und/oder der Umgebungsluft verbunden.
-
4 zeigt eine Hubkolbenmaschinenanordnung 25 mit einer Hubkolbenmaschine 26, welche eine rotierbare Welle 29 umfasst. Die Hubkolbenmaschine 26 kann zum Beispiel ein Diesel-, ein Gas-, ein Dual Fuel-Motor oder ähnliches sein. Auf der rotierbaren Welle 29, wie einer Kurbelwelle, kann ein Drehschwingungsdämpfer 15 angeordnet sein. Der Drehschwingungsdämpfer 15 umfasst einen Lüfter 1, welcher mittels Befestigungsmitteln 27, wie Schrauben, und Befestigungsösen 28, die an der Grundplatte 2 angeordnet sind, an dem Drehschwingungsdämpfer 15, insbesondere an der Seite 30 des Drehschwingungsdämpfers 15, angeordnet ist, welche der Hubkolbenmaschine 26 abgewendet ist.
-
Die Grundplatte 2 kann Förderelemente 7 aufweisen, die sich nach außen und/oder innen weg vom Drehschwingungsdämpfer 15 erstrecken. Die Förderelemente 7 sind dabei aus der Grundplatte 2 gebildet und nach außen gebogen. Der Lüfter 1 kann dabei ganz oder zum Teil die Ausnehmung 22 überdecken.
-
Gewerbliche Anwendbarkeit
-
Die Verwendung des Lüfters 1 wird im Folgenden anhand der 4 weiter erläutert. Der Drehschwingungsdämpfer 15 kann auf einer rotierbaren Welle 29 einer Hubkolbenmaschine 26 angeordnet sein und/oder drehfest mit einer solchen Welle 29 verbunden sein. An der von der Hubkolbenmaschine 26 abgewendeten Seite 30 des Drehschwingungsdämpfer 15 ist ein Lüfter 1 angebracht, welcher mit Förderelementen 7 ausgestattet ist, welche sich nach außen, von dem Drehschwingungsdämpfer 15 weg erstrecken können.
-
Wird die rotierbare Welle 29 und damit der Drehschwingungsdämpfer 15 rotierend bewegt, so dreht sich mit dem Drehschwingungsdämpfer 15 auch der Lüfter 1 so, dass Umgebungsluft mittels der Förderelemente 7 durch die Öffnungen 6 gedrückt wird. Die Umgebungsluft gelangt so in die Ausnehmung 22 des Drehschwingungsdämpfers 15 und wird dabei durch den Drehschwingungsdämpfer 15 erwärmt. Durch die sich radial nach außen erstreckenden Lüftungsöffnungen 24 kann die Umgebungsluft an dem ersten 19 und dem zweiten Drehschwingungsdämpfermodul 20 entlang nach außen geführt werden. Dabei wird Wärme von den beiden Drehschwingungsdämpfermodulen 19 und 20 aufgenommen und damit der Drehschwingungsdämpfer 15 gekühlt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Lüfter
- 2
- Grundplatte
- 3
- Grundebene
- 4
- erste Stirnfläche
- 5
- zweite Stirnfläche
- 6
- Öffnung
- 7
- Förderelement
- 8
- Kante
- 9
- Hauptachse der Grundplatte
- 10
- erste Seite der Öffnung
- 11
- zweite Seite der Öffnung
- 12
- dritte Seite der Öffnung
- 13
- Randringbereich
- 14
- innerer Kreisbereich
- 15
- Drehschwingungsdämpfer
- 16
- Außenseite der Grundplatte
- 17
- Innere der Grundplatte
- 18
- obere Kante des Förderelements
- 19
- erstes Drehschwingungsdämpfermodul
- 20
- zweites Drehschwingungsdämpfermodul
- 21
- Hauptachse des Drehschwingungsdämpfers
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Außenseite des Drehschwingungsdämpfers
- 24
- Lüftungsöffnung
- 25
- Hubkolbenmaschinenanordnung
- 26
- Hubkolbenmaschine
- 27
- Befestigungsmittel
- 28
- Befestigungsöse
- 29
- rotierbare Welle
- 30
- Seite des Drehschwingungsdämpfers
