DE10238194A1 - Vibration damper for crankshaft comprises hub, on which inertial mass is mounted, damper having natural frequency which is not equal to product of order of excitational vibration and speed of rotation of shaft - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen drehzahladaptiven Schwingungstilger insbesondere für eine um eine Drehachse rotierbare Welle, mit einem Nabenteil, an dem wenigstens eine Trägheitsmasse über jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarten Lagerstellen derart beweglich gelagert ist, dass die wenigstens eine Trägheitsmasse eine pendelnde Relativbewegung relativ zum Nabenteil ausführen kann, wobei der Schwingungstilger eine sich mit der Drehzahl ändernde Eigenfrequenz fE aufweist.The present invention relates to a speed-adaptive vibration damper, in particular for a shaft rotatable about an axis of rotation, with a hub part on which at least one inertial mass is movably mounted via two bearing points adjacent in the circumferential direction in such a way that the at least one inertial mass can execute an oscillating relative movement relative to the hub part , wherein the vibration damper has a natural frequency f E that changes with the speed.
An Wellen von periodisch arbeitenden Maschinen, beispielsweise an der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, treten die Rotationsbewegung überlagernde Drehschwingungen auf, deren Frequenz sich mit der Drehzahl der Welle ändert. Zur Verringerung dieser Drehschwingungen können Schwingungstilger vorgesehen werden. Diese werden als drehzahladaptiv bezeichnet, wenn sie Drehschwingungen über einen größeren Drehzahlbereich, Idealerweise über den gesamten Drehzahlbereich der Maschine tilgen können. Den Drehschwingungstilgern liegt dabei das Prinzip zugrunde, dass die Trägheitsmassen fliehkraftbedingt bestrebt sind, die Drehachse im größtmöglichen Abstand zu umkreisen. Drehschwingungen, welche die Drehbewegung überlagern, führen zu einer pendelnden Relativbewegung der Trägheitsmassen. Der Drehschwingungstilger hat eine der Drehzahl insbesondere proportionale Eigenfrequenz fE, so dass Drehschwingungen mit Frequenzen, die der Wellendrehzahl n (in Umdrehungen pro Sekunde) in gleicher Weise proportional sind, über einen großen Drehzahlbereich getilgt werden können.On shafts of periodically operating machines, for example on the crankshaft of an internal combustion engine, the rotational movement superimposed torsional vibrations occur, the frequency of which changes with the speed of the shaft. Vibration dampers can be provided to reduce these torsional vibrations. These are called speed-adaptive if they can eliminate torsional vibrations over a larger speed range, ideally over the entire speed range of the machine. The principle of the torsional vibration absorbers is that the inertial masses, due to centrifugal force, endeavor to circle the axis of rotation at the greatest possible distance. Torsional vibrations, which superimpose the rotary movement, lead to an oscillating relative movement of the inertial masses. The torsional vibration damper has a natural frequency f E , which is in particular proportional to the speed, so that torsional vibrations with frequencies that are equally proportional to the shaft speed n (in revolutions per second) can be eliminated over a large speed range.
Bekannte drehzahladaptive Schwingungstilger,
wie sie beispielsweise in der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen drehzahladaptiven Schwingungstilger anzugeben, der neben einer Schwingungsreduktion die Torsionsbeanspruchung der Welle reduziert.Object of the present invention is to specify a speed-adaptive vibration damper that in addition to vibration reduction, the torsional stress on the shaft reduced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei drehzahladaptiven Schwingungstilger der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Trägheitsmassen derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die Eigenfrequenz des Tilgers fE von dem Produkt aus der Ordnung der anregenden Schwingung x und der Drehzahl n der Welle verschieden ist.This object is achieved according to the invention in the case of speed-adaptive vibration absorbers of the type mentioned at the outset in that the inertial masses are arranged and designed such that the natural frequency of the absorber f E is different from the product of the order of the exciting vibration x and the speed n of the shaft.
Die Erfindung kann vorteilhaft an periodisch arbeitenden Maschinen, insbesondere an einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt werden.The invention can be advantageous periodically operating machines, in particular on an internal combustion engine be used.
Es hat sich herausgestellt, dass durch diese erfindungsgemäße Gestaltung und Abstimmung die Beanspruchung der drehzahladaptive Schwingungstilger verbunden ist, z.B. die Kurbelwelle eines KfZ-Motors, erheblich herabgesetzt werden kann. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung und Abstimmung kann eine erhebliche Reduktion von Torsionschwingungen beispielsweise in einer Kurbelwelle erreicht werden.It has been found that through this design according to the invention and tuning the stress of the speed-adaptive vibration absorber connected, e.g. the crankshaft of a motor vehicle engine, considerably can be reduced. Through the design according to the invention and tuning can significantly reduce torsional vibrations can be achieved for example in a crankshaft.
Dies gilt in gleicher Weise für einen drehzahladaptiven Schwingungstilger, für eine um eine Drehachse rotierbare Welle, mit einem Nabenteil, an dem wenigstens eine Trägheitsmasse über jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarte Lagerstellen beweglich gelagert ist, wobei die wenigstens eine Trägheitsmasse eine pendelnde Relativbewegung relativ zum Nabenteil ausführen kann und wobei L der Abstand der Drehachse zum Momentanpol M der wenigstens einen Trägheitsmasse ist, wobei I der Abstand des Schwerpunkts S der wenigstens einen Trägheitsmasse zum Momentanpol M der Trägheitsmasse ist und wobei x die Ordnung der anregenden Schwingung ist, dadurch gekennzeichnet, dass L/I ≠ x2 ist.This applies in the same way to a speed-adaptive vibration damper, for a shaft rotatable about an axis of rotation, with a hub part on which at least one inertial mass is movably mounted via two bearing points adjacent in the circumferential direction, the at least one inertial mass executing an oscillating relative movement relative to the hub part can and where L is the distance of the axis of rotation to the instantaneous pole M of the at least one inertial mass, where I is the distance of the center of gravity S of the at least one inertial mass from the instantaneous pole M of the inertial mass and where x is the order of the exciting vibration, characterized in that L / I ≠ x 2 .
In dem der Quotient aus dem Abstand
L der Drehachse zum Momentanpol M und dem Abstand
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass 0,5 x2 < L/I < x2 ist. Indem die wenigstens eine Trägheitsmasse derart zu dem Nabenteil angeordnet und ausgebildet ist, wird eine weiter verbesserte Reduktion von Torsionsschwingungen erreicht.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that 0.5 x 2 <L / I <x 2 . By arranging and forming the at least one inertial mass in relation to the hub part, a further improved reduction of torsional vibrations is achieved.
Eine weitere Verbesserung wird dadurch erzielt, dass 0,6 x2 < L/I < 0,95 x2 ist.A further improvement is achieved in that 0.6 x 2 <L / I <0.95 x 2 .
Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn 0,8 x2 < L/I < 0,9 x2 ist.It has proven to be particularly advantageous if 0.8 x 2 <L / I <0.9 x 2 .
Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus eine Kurbelwelle, insbesondere eines Kraftfahrzeugmotors, mit dem erfindungsgemäßen drehzahladaptiven Schwingungstilger.The present invention relates to about that a crankshaft, in particular a motor vehicle engine, with the speed adaptive according to the invention Vibration damper.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kurbelwelle mit ihrem einen Ende mit einem Schwungrad verbunden ist und dass an ihrem gegenüberliegenden Ende der drehzahladaptive Schwingungstilger angeordnet ist. Durch diese Anordnung am vorderen Ende, welches auch „front end" genannt wird, kann eine besonders effektive Reduktion von Torsionsschwingungen der Kurbelwelle und damit eine entsprechend vorteilhafte Herabsetzung der Beanspruchung der Kurbelwelle erreicht werden.According to a particularly advantageous one Embodiment of the invention provides that the crankshaft is connected at one end to a flywheel and that on their opposite End of the speed-adaptive vibration damper is arranged. By this arrangement at the front end, which is also called "front end", can be a particularly effective reduction of torsional vibrations the crankshaft and thus a correspondingly advantageous reduction the stress on the crankshaft can be achieved.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch einen Kraftfahrzeugmotor, insbesondere eines Personenwagens, mit der erfindungsgemäßen Kurbelwelle.Finally, the present concerns Invention also a motor vehicle engine, in particular a passenger car, with the crankshaft according to the invention.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen weiter verdeutlicht.The subject of the invention is further illustrated below with the aid of the drawings.
Es zeigen:Show it:
Beim Auftreten einer eine Rotationsbewegung überlagernden
Drehschwingung werden die Trägheitsmassen
Die Trägheitsmassen
Gut erkennbar sind in
Erfindungsgemäß sind die Trägheitsmassen
In
Weiterhin weist jede Trägheitsmasse
Weiterhin ist in
Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass
der Quotient aus dem Abstand L und dem Abstand
Mit Bezug auf
In
Der Schwingungstilger
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