Die Erfindung betrifft einen Längsschwingungsdämpfer für Kurbelwellen
von Kolbenbrennkraftmaschinen, bei dem an der Stelle des größten Längsausschlages
eine ringförmig ausgebildete Dämpfungsmasse drehfest mit der Kurbelwelle verbunden
ist.The invention relates to a longitudinal vibration damper for crankshafts
of piston internal combustion engines, in which at the point of the greatest longitudinal deflection
an annular damping mass connected to the crankshaft in a rotationally fixed manner
is.
Zum Dämpfen von Längsschwingungen benutzte Reibungs-, Flüssigkeits-
und Viskositätsdämpfer weisen den Nachteil großer Dämpfungsmassen und daher großer
Abmessungen auf.Friction, fluid and fluid used to dampen longitudinal vibrations
and viscosity dampers have the disadvantage of large damping masses and therefore large ones
Dimensions on.
Man hat deshalb zu diesem Zweck bereits Schwingungsdämpfer verwendet,
die aus einer feststehenden Dämpfungsmasse und aus einem den Längsbewegungen der
Kurbelwelle folgenden Teil bestehen, wobei das feststehende Teil ein Zylinder ist,
in dem das als Kolben ausgebildete andere Dämpferteil als Verdränger für ein Dämpferarbeitsmittel
arbeitet und der Verdrängerkolben drehsteif auf der Welle befestigt ist. Derartige
Schwingungsdämpfer haben jedoch einen dauernden Kraftverbrauch durch die Flüssigkeitsreibung
beim Bewegen der beiden Teile gegeneinander.Vibration dampers have therefore already been used for this purpose,
from a fixed damping mass and from one of the longitudinal movements of the
Crankshaft following part, where the fixed part is a cylinder,
in which the other damper part, designed as a piston, acts as a displacer for a damper working medium
works and the displacement piston is attached to the shaft in a torsionally rigid manner. Such
Vibration dampers, however, have a constant power consumption due to the fluid friction
when moving the two parts against each other.
Es ist auch ein Längsschwingungsdämpfer bekannt, bei welchem ein in
einem fest mit dem Maschinenrahmen verbundenen Gehäuse beweglicher und fest mit
der Kurbelwelle verbundener Kolben zwangsweise die Bewegungen der Kurbelwelle in
Längsrichtung mitmacht. Dadurch werden dem Kolben Schwingungen aufgezwungen, die
durch das Öl auf das Gehäuse übertragen werden. Im Prinzip ist die Wirkungsweise
dieses Längsschwingungsdämpfers daher gleich der jedes mit Flüssigkeit arbeitenden
Dämpfers.A longitudinal vibration damper is also known, in which a piston, which is movable in a housing that is fixedly connected to the machine frame and fixedly connected to the crankshaft, forcibly joins the movements of the crankshaft in the longitudinal direction. As a result, vibrations are imposed on the piston, which are transmitted through the oil to the housing. In principle, the mode of action of this longitudinal vibration damper is therefore the same as that of any damper working with liquids.
Demgegenüber wird beim erfindungsgemäßen Längsschwingungsdämpfer vom
Resonanzprinzip Gebrauch gemacht, wobei die zum Ausgleich notwendigen Kräfte durch
Resonanzbewegungen einer freibeweglichen Masse erzeugt werden. Man erreicht dies
nach der Erfindung bei einem Schwingungsdämpfer der eingangs erwähnten Art dadurch,
daß die Dämpfungsmasse auf der Kurbelwelle in Längsrichtung beweglich angeordnet
und beidseitig in Längsrichtung durch Federn gegen ihr mit der Kurbelwelle fest
verbundenes Gehäuse abgestützt ist.In contrast, the longitudinal vibration damper according to the invention from
Made use of the principle of resonance, whereby the forces necessary to balance through
Resonance movements of a freely movable mass are generated. One achieves this
according to the invention in a vibration damper of the type mentioned in the introduction,
that the damping mass is movably arranged on the crankshaft in the longitudinal direction
and on both sides in the longitudinal direction by springs against it with the crankshaft
connected housing is supported.
Gegenüber den bekannten Schwingungsdämpfern hat die erfindungsgemäße
Ausführung infolge der elastischen Koppelung den Vorteil, daß kleinere Dämpfungsmassen
zur Erzielung der gleichen Wirkung erforderlich sind, weil die Resonanzschwingungen
der Dämpfungsmasse ausnutzbar sind. Da die ausübbare Kraft eines derartigenDämpfers
P = a. m. (,)2 ist, wobei a den Ausschlag der Masse m und a)
die Frequenz der Schwingung der Masse bezeichnet, kann diese gegenüber den bisher
bekannten Verdrängerdämpfern, die ohne Resonanz arbeiten, erheblich vergrößert bzw.
die Dämpfungsmasse beträchtlich vermindert werden. überdies bedarf ein derartiger
Schwingungsdämpfer keiner besonderen Wartung und ist zudem leichter.Compared to the known vibration dampers, the embodiment according to the invention, due to the elastic coupling, has the advantage that smaller damping masses are required to achieve the same effect, because the resonance vibrations of the damping mass can be exploited. Since the exertable force of such a damper is P = am (,) 2, where a denotes the deflection of the mass m and a) the frequency of the oscillation of the mass, this can be significantly increased or increased compared to the previously known displacement dampers that work without resonance. the damping mass can be reduced considerably. In addition, such a vibration damper does not require any special maintenance and is also lighter.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 einen Längsschwingungsdämpfer im Schnitt, F i
g. 2 einen zusammengesetzten Längs- und Drehschwingungsdämpfer im Schnitt,
F i g. 3 eine Stirnansicht des Dämpfers nach F i g. 2. Am freien Ende
der Kurbelwelle 1 ist eine Dämpfungsmasse 2 durch beidseitig derselben vorgesehene
Federn 3 in Längsrichtung gegenüber einem ein Gehäuse bildenden Tragring
4 und einen Führungsring 5 beweglich angeordnet. Der Tragring 4 und der Führungsring
5 sollen dabei möglichst wenig Masse aufweisen. Die Dämpfungsmasse 2 kann
als Ring ausgebildet sein oder aus einzelnen Stücken bestehen und ist auf die auftretenden
Längsschwingungen abgestimmt. Die Federn 3 können auch als Schichtfedern
ausgebildet sein. Bei Federgliedern mit wenig Dämpfung hingegen ist es zweckmäßig,
um das Aufschaukeln zu verhindern, eine zusätzliche Dämpfung durch Reibung oder
Flüssigkeit vorzusehen. Mittels der als Federteller dienenden Muttern
6, die durch Gegenmuttern 7 gesichert sind, wird die Dämpfungsmasse
2 in der Mitte gehalten. Wie aus F i g. 3
ersichtlich ist, sind auf den Umfang
verteilt eine Anzahl Federpaare vorgesehen. Beim Einleiten einer Längsbewegung auf
die Dämpfungsmasse 2 ergeben sich zwischen der Dämpfungsmasse und dem Tragring 4
bzw. dem Führungsring 5 Relativbewegungen, mit welchen bei entsprechender
Dämpfung durch Öl
Kräfte erzeugt werden, die der Längsschwingung entgegenwirken.
Die Dämpfung kann beispielsweise durch achsparallele Bohrungen 8 erfolgen,
deren Durchflußquerschnitt mittels Schrauben 9 veränderbar ist. Es kann aber
auch zwischen den beiden mit Öl gefüllten Kammern A, B
durch Einbau von Düsen od. dgl. in die Bohrungen 8 eine gedrosselte Verbindung
hergestellt werden. Statt der gezeigten Schraubenfedern kann selbstverständlich
auch durch jede andere Art von Federung, z. B. Hülsenfedern, Schichtblattfedem usw.
die gleiche Wirkung erreicht werden.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows a longitudinal vibration damper in section, FIG. 2 shows an assembled longitudinal and torsional vibration damper in section, FIG. 3 is an end view of the damper according to FIG . 2. At the free end of the crankshaft 1 , a damping mass 2 is movably arranged by springs 3 provided on both sides of the same in the longitudinal direction relative to a support ring 4 forming a housing and a guide ring 5. The support ring 4 and the guide ring 5 should have as little mass as possible. The damping mass 2 can be designed as a ring or consist of individual pieces and is matched to the longitudinal vibrations that occur. The springs 3 can also be designed as layer springs. In the case of spring members with little damping, however, it is advisable to provide additional damping through friction or liquid in order to prevent the rocking. The damping mass 2 is held in the center by means of the nuts 6 which are used as spring plates and which are secured by counter nuts 7. As shown in FIG. 3 as can be seen, a number of pairs of springs are provided distributed over the circumference. When a longitudinal movement is initiated on the damping mass 2, there are relative movements between the damping mass and the support ring 4 or the guide ring 5 , with which forces are generated with appropriate damping by oil , which counteract the longitudinal vibration. The damping can take place, for example, through axially parallel bores 8 , the flow cross section of which can be changed by means of screws 9. However, a throttled connection can also be established between the two oil- filled chambers A, B by installing nozzles or the like in the bores 8. Instead of the coil springs shown, any other type of suspension, eg. B. sleeve springs, laminated leaf springs, etc. the same effect can be achieved.
Zur Dämpfung wird Öl aus dem letzten Kurbelwellenlager
10 durch eine Bohrung 11 in den Raum C
gefördert und von dort
durch Bohrungen 12 und Nuten 13 in die Kammern A, B
geleitet. Eine andere Ausführungsform der ölzuführung ist mit 14 bezeichnet, wobei
durch einen strichpunktiert gezeichneten Deckel 15 ein Ölraum 16 gebildet
wird.For damping purposes, oil is conveyed from the last crankshaft bearing 10 through a bore 11 into space C and from there through bores 12 and grooves 13 into chambers A, B. Another embodiment of the oil supply is denoted by 14, an oil chamber 16 being formed by a cover 15 shown in dash-dotted lines.
Der in F i g. 1 gezeigte Längsschwingungsdämpfer kann auch
mit einem Drehschwingungsdämpfer vereinigt werden, so daß die gleiche Dämpfungsmasse,
die zur Verringerung der Längsschwingungen dient, auch die Drehschwingungen beeinflußt.
Dies wird erreicht, indem der Schwingungsdämpfer mit zwei Federkopplungen versehen
wird, von denen die eine in Umfangs-, die andere in Achsenrichtung wirksam ist.
In der F i g. 2 ist eine derartige Ausführungsform gezeigt.The in F i g. The longitudinal vibration damper shown in FIG. 1 can also be combined with a torsional vibration damper, so that the same damping mass, which is used to reduce the longitudinal vibrations, also influences the torsional vibrations. This is achieved by providing the vibration damper with two spring couplings, one of which is effective in the circumferential direction and the other in the axial direction. In FIG. Such an embodiment is shown in FIG.
Die Dämpfungsmasse 2 ist dabei in Achsenrichtung verschiebbar auf
dem Außenring 17 eines Hülsenfederdrehschwingungsdämpfers angeordnet. Selbstverständlich
ist auch die Vereinigung eines Längsschwingungsdämpfers mit jedem anderen Drehschwingungsdämpfer,
z. B. einem Reibrad, Viskositätsdämpfer od. dgl. möglich. Während sich über die
Federn 3 die Dämpfungsmasse 2 in Achsenrichtung bewegen kann und durch entsprechende
Abstimmung die Längsschwingungen zu dämpfen in der Lage ist, kann sich die Dämpfungsmasse
andererseits über die Federn 18 in Umfangsrichtung bei entsprechender bstimmung
bewegen und die Drehschwingungen beeinflussen. Bei dieser Ausführungsform werden
durch eine einzige Dämpfungsmasse 2 beide Schwingungen verringert. Gleichzeitig
wird dadurch die Hintereinanderschaltung von zwei Schwingungsdämpfern überflüssig,
so daß wesentlich an Gewicht, Raum und Länge gespart wird.The damping mass 2 is arranged displaceably in the axial direction on the outer ring 17 of a sleeve spring torsional vibration damper. Of course, it is also possible to combine a longitudinal vibration damper with any other torsional vibration damper, e.g. B. a friction wheel, viscosity damper od. Like. Possible. While the damping mass 2 can move in the axial direction via the springs 3 and is able to dampen the longitudinal vibrations through appropriate coordination, the damping mass can, on the other hand, move via the springs 18 in the circumferential direction and influence the torsional vibrations. In this embodiment, a single damping mass 2 reduces both vibrations. At the same time, the series connection of two vibration dampers is superfluous, so that significant savings in weight, space and length are made.