DE1625692A1

DE1625692A1 - Motorantriebssystem

Info

Publication number: DE1625692A1
Application number: DE19671625692
Authority: DE
Inventors: Wiseman William A
Original assignee: Continental Motors Corp
Current assignee: Continental Motors Corp
Priority date: 1966-08-01
Filing date: 1967-07-28
Publication date: 1970-08-13
Also published as: US3421343A; GB1199175A

Description

■162S692

Continental Motors .Corporation Detroit/Mich.,U.S.A,

Mo t ο ra nt r leb s s y s tem

Die Erfindung betrifft Antriebssysteme, welche die Kurbelwelle eines Motors mit dem Abtrieb, beispielsweise mit der Luftschraubenwelle eines Flugmotors, verbinden, und insbesondere ein Antriebssystem, das so gebaut ist, daß vermieden wird, daß sich Resonanzfrequenzen in solchen Motoren aufbauen, . .

Es ist bekannt, daß bei bestimmten Drehzahlen, die als kritische Drehzahlen bezeichnet werden, Drehantriebssysteme dynamisclr werden (und grosse Drehschwingungsamplituden auftreten. Diese Erscheinung ist durch die Resonanzfrequenz bedingt, wenn die Drehgeschwindigkeit in Umdrehungen je Sekunde den Eigenfrequenzen der Drehschwingungen des Antriebssystems entspricht.

BAD

„ A A A Λ Λ 'S / Λ C 4 ft

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei verzahnten Antriebssystemen, welche bei irgendeiner Drehzahl solche Resonanzfrequenzen erzeugen, die zu zerstörenden Schwingungen durch das Auftreten einer Resonanzfrequenz" fuhren," die nicht ohne Verwendung einer schwihgungsdämpfenden* Anordnung aufgenommen werden kann. Besonders bei kleinen Motoren gehen die herkömmlichen Dämpfungssysteme mit einem schweren Gegengewicht oder Drehschwingungsdämpfer (pendulum dampers) auf Kosten des geringen Gewichtes. Ferner können Drehschwingungsdämpfer nur auf eine Ordnung der Resonanzfrequenz abgestimmt werden, während sie Schwingungen von anderen Ordnungen immer noch zulassen. .

Aufgabe der Erfindung ist die Ausschaltung zerstörender Schwingungen in einem Motorantriebssystem mit einem sich drehenden treibenden Glied und einem sich drehenden getriebenen Glied durch die Herstellung einer Verbindung zwischen den beiden sich drehenden Gliedern, wobei das Antriebssystem eine verhältnismässig hohe Eigenschwingungsfrequenz bei yerhältnismässig niedrigen Drehzahlen hat und eine verhältnismässig niedrige Eigenschwingungsfrequenz bei verhältnismässig hohen Drehzahlen,,, so daß das System niemals mit einer Drehzahl arbeite^, die _; mit der Fb soanzfrequenz übereinstimmt, was ein schädliches , Aufbauen von Schwingungen zur Folge haben würde*. , .,.·.-..

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Regelung der Eigen-

.009833/0510-

frequenz eines solchen Antriebssystems durch die Schaffung einer Verbindungs- oder Eingriffsanordnung, welche auf die Drehzahl des treibenden Gliedes anspricht und bei verhältnismässig hohen Drehzahlen in der Weise wirksam wird, daß sie dem Antriebssystem eine verhältnismässig elastische niedrige Eigenfrequenz verleiht und bei verhältnismässig niedrigen Drehzahlen dem System eine verhältnismässig steife hohe Eigenfrequenz. Durch die Verwendung einer solchen veränderlichen Verbindung zwischen der treibenden Welle und der getriebenen Welle können extreme Resonanzfrequenzen wirksam abgeleitet werden, wenn die Motordrehzahl zunimmt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Vermeidung von Resonanzfrequenzen in einem Motorantriebssystem durch d ie Verwendung einer Verbindungs- oder Eingriffsanordnung zwischen dem treibenden und dem getriebenen Glied mit einer wahlweise veränderlichen Eigenfrequenz, so daß der Motor niemals eine Eigenschwingungsfrequenz hat, die der Drehzahl des Antriebssystems entspricht.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachfolgend auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen und in welchen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen. Es zeigen:

009833/0519

Fig. 1 eine Teilansicht der bevorzugten Elemente des Antriebs eines Verbrennungsmotors, wobei Teile der übersichtlicheren Darstellung halber weggelassen sind;

Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Erfindung in Form einer Antriebsverbindung zwischen einem treibenden Glied und einem getriebenen Glied, wobei Teile im Schnitt gezeigt sind;

Fig. 4 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 eine Ansicht eines wahlweise verlagerbaren Ventils, wobei Teile schematisch dargestellt sind;

Fig. 6 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, jedoch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 7 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 6.

In Fig. 1 ist eine Kurbelwelle Io eines Motors in Antriebsverbindung mit einer Kupplung 12 und mit einem Abtrieb über eine Zwischenwelle gezeigt, die mit einem Zahnrad 16 versehen

0 0983 3/0519

BAD ORiGINAL

1B25B92

- S-

ist, welches mit einem Zahnrad 18 in Eingriff steht-_y das auf einer Antriebswelle Zo angeordnet ist, die im vorliegenden Falle dazu dient, eine Luftsehraube anzutreiben. Die Kurbelwelle Io ist auf diametral entgegenges-etzt^n Seiten mit zwei Armen 22 versehen, deren Enden so angeordnet sind,daß sie sich in einer gemeinsamen Drehebene im wesentlichen senkrecht zur Achse A der Kurbelwelle Io und radial zu dieser' Achse erstrecken«. Wie aus Fig. 2 ,ersichtlich ist,, haben die Enden der Arme 22 Anschlag- bzw. Widerlagerenden 24, die einander entgegengesetzt gerichtet sind.

Das Ende der Welle 14 ist mit einem radialen Flansch 26 versehen, an dessen diametral entgegengesetzten Seiten durch beliebige Mittel, beispielsweise durch Schrauben 28, zwei voneinander in Abstand befindliche Arme 3ö so befestigt sind, daß sie zwischen den Armen 22 der Kurbelwelle und in deren" Drehungsebene liegen. Jeder Arm 3o trägt zwei sich entgegengesetzt erstreckende Zylinder 32, deren Achsen so angeordnet sindj, daß sie in einer Ebene liegen, die zur Drehachse der Welle 14 senkrecht ist, welch letztere zur Kurbelwelle Io gleichachsig ist, wobei die inneren Enden der Zylinder durch einen' Querkanal"34 verbunden sind, welcher normalerweise' durch ein Ventilelement 36 gesperrt ist, das durch eine Feder 38 in den Kanal 34 und quer zu diesem 'beiästet ist. Das Ventilelement 36 befindet sich in einer Ausnehmung 4o, die sich mit

'" ^! * * ^! ' " " BAD ORDINAL

16 28692

Bezug auf die Achse A der Welle 14■ und der Kurbelwelle Io , radial erstreckt, so daß, wenn der Motor mit Drehzahlen oberhalb eines bestirnten Wertes betrieben wird, .das Venvt^t^i element 36 durch Fliehkräfte radial nach aussen entgegen der Belastung durch die Feder 38 bewegt * wird,:um dadurch: _;....... den die inneren Enden der Zylinder 32 verbindenden-Kanalΐ3Α zu öffnen. Das Ventilelement 36 ist mit einer durchgehenden. Bohrung 42 versehen, damit in dem federtragenden Teil· der, ■ . Ausnehmung 4o eingeschlossene Flüssigkeit-nach^innen;'in ·.. , den Kanal 34 verdrängt werden kann, wenndas^ Ventil element entgegen der Wirkung der Feder 38 nach aussen bewegt-wird.

In jedem Zylinder 32 befindet sich ein hohler Kolben 44, der innerhalb eines Zylinderbuchseneinsatzes 46 gleitbär beweglich ist. Jeder Kolben 44 ist mit e^inem geschlossenen äusseren Ende 47 ausgebildet, das gegen das Widerlagerende 24 eines benachbarten Armes 22 anliegt. Eine innerhalb des Zylinders 32 und hinter dem Kolben¹ 44 angeordnete Kolbenfeder 48 stützt sich gegen das innere Endendes Zylinders 32ab und belastet den Kolben 44 ständig in Anlage an dem Widerlagerende 24 des jeweiligen Armes 22. ν ί ₍

Jeder Arm 3o ist mit öleinlaßkanälen 5o versöhenv die an den inneren Enden der Zylinder 32 durch^ einfacheMRückschlagveritile 52 münden, welche die Aufgabe haben, einen Öiaustfitt aüis'äen

BADORIGIMAt

Zylindern 32 zu verhindern. Die Öleinlaßkanäle 5o werden mit Drucköl von einer beliebigen geeigneten Quelle, beispielsweise durch das nicht gezeigte Motorölsystem, beliefert-.

Das Ventilelement 36 ist so ausgebildet, daß die Fliehkräfte im unseren Drehzahlbereich durch die Federn 38 überwunden werden, wodurch die Ventile geschlossen werden, so daß das gesamte öl in den Zylindern 32 in diesen eingeschlossen wird und die Kolben 44 dabei eine im wesentlichen starre Verbindung zwischen der Kurbelwelle Io und der Welle 14 bilden. In diesem Zustand hat das Antriebssystem eine verhältnismässig hohe Eigenschwingungsfrequenz. Hieraus ergibt sich, daß im Betrieb, wenn sich das Antriebssystem mit verhältnismässig niedrigen Drehzahlen dreht und die Eigenfrequenz des Systems verhältnismässig hoch ist, keine Resonanzschwingungen auftreten.

Das Ventile!ernent 36 ist von solcher Masse, daß es sich unter der Wirkung der Fliehkraft nur nach aussen bewegt, wenn die Kurbelwellendrehzahl auf einen gewählten Wert oberhalb der erwähnten verhältnismässig niedrigen Drehzahl zunimmt. Wenn sich das Ventilelement 36 zur Freigabe des Kanals.34 nach aussen bewegt, wird in den Zylindern 32 kein öl eingeschlossen, da dieses von dem einen Zylinder zum anderen fliessen kann und die Kolben 44 daher elastisch

009833/0519

gegen die Armenden 24 anliegen, wodurch eine elastische Verbindung zwischai der Kurbelwelle Io und der Welle 14 erhalten wird. Hieraus ergibt sich, daß bei den verhältnismässig hohen Drehzahlen die Kupplung nicht nur eine elastische Verbindung zwischen der Welle Io und der Welle 14 bildet, sondern zusätzlich auch die des Systems so verändert worden ist, daß das Antriebssystem nun eine verhältnismässig niedrige Eigenschwingungsfrequenz hat. Durch das Erzielen einer verhältnismässig niedrigen Eigenfrequenz bei verhältnismässig hohen Drehzahlen werden hohe Resonanzfrequenzen und die aus ihnen entstehenden zerstörenden Schwingungen vermieden. Die relative Steifigkeit der Federn 48 kann so gewählt werden, daß jede gewünschte Differenz zwischen den beiden relativen Eigenfrequenzen erhalten wird, d.h., je steifer die Feder ist, desto geringer ist der Unterschied zwischen der relativ niedrigen und der relativ hohen Eigenfrequenz. Die Masse des Ventils 36 und die Steifigkeit seiner Feder 38 werden so gewählt, daß die Fliehkräfte das Öffnen des Ventils in einem Drehzahlbereich bewirken, der zwischen denjenigen liegt, bei denen die Eigenschwingungsresonanzfrequenzen harmonische Schwingungen im System verursachen würden.

Die Kolbenfedern 48 sind vorzugsweise ebenfalls von einer ausreichenden Steifigkeit, so daß, wenn die Kolben 44 nicht

00983 3/05 19

gesperrt und die Federn 48 wirksam sind, die Federn nicht nur eine elastische Verbindung ergeben, sondern zusätzlich noch dazu dienen, andere geringere Schwingungen, welche die Neigung haben, sich im System aufzubauen, zu dämpfen und zu absorbieren.

Bei der beschriebenen Bauform ist es möglich, den Motor in verschiedenen Drehzahlbereichen zu betreiben, ohne daß jemals durch eine Drehzahl hindurchgegangen werden muß, bei welcher Resonanzfrequenzen zerstörende Schwingungen im System hervorrufen könnten. Dieses verbesserte System tritt an die Stelle der bisher verwendeten Drehschwingungsdämpfer (pendulum dampers) und dergleichen, was einen viel billigeren Motor von viel geringerem Gewicht, als es bisher möglich war, ergibt und einen viel ruhigeren Lauf, besonders bei kleinen Motoren. Aus demVorangehenden ergibt sich, daß, wenn der Motor unterhalb einer gewählten Drehzahl betrieben wird, das Antriebssystem eine verhältnismässig hohe Eigenfrequenz hat, was dadurch erreicht wird, daß das Ventilelement 36 sich in der Schließstellung befindet, wodurch die Kolben 44 gesperrt sind und das System steif gemacht ist. Hierdurch werden bei niedrigen Drehzahlen Resonanzfrequenzen ausgeschaltet. Wenn der Motor oberhalb der gewählten Drehzahl . betrieben wird, hat das System eine verhältnismässig niedrige Eigenfrequenz, was dadurch erreicht wird, daß sich das Ventil-

009833/0519

-lo-

element 36 in seiner Offenstellung befindet, in welcher der Kanal 34 zwischen den Zylindern 32 freigegeben wird, so daß ein elastisches System mit einer verhältnismässig niedrigen Eigenfrequenz besteht und Resonanzfrequenzen bei hoher Drehzahl ausgeschaltet sind.

Fig, 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine sich drehende treibende Welle loo Antriebsverbindung mit einer getriebenen Welle Io2 über eine allgemein mit Io4 bezeichnete Kupplung hat. Das Ende der treibenden Welle loo ist mit einem Umfangsflansch Io6 ausgebildet, der einen sich radial erstreckenden Arm Io8 mittels Schrauben Ho trägt. Der Arm Io8 ist mit zwei sich entgegengesetzt erstreckenden Zylindern 112 ausgebildet, deren Achsen in einer Ebene liegen, welche sich senkrecht zur Drehachse A der treibenden Welle loo erstreckt. Die inneren Endender Zylinder sind durch einen Querkanal 114 miteinander verbunden, der durch ein Ventilelement 116 normalerweise gesperrt ist, welches durch eine Feder 118 so federbelastet ist, daß es in den Kanal 114 quer zu diesem gedrückt wird. Das Ventil 116 ist in einer Ausnehmung 12o angeordnet, die sich mit Bezug auf die Achse A der Welle loo radial erstreckt. Das Ventilelement 116 kann unter der Wirkung von Fliehkräften nach aus sen bewegt werden, wenn sich die treibende Welle loo mit Drehzahlen oberhalb eines bestimmten Wertes dreht. Die erzeugten Fliehkräfte reichen

009833/0619

aus, die Belastung durch die Feder 118 zu überwinden, wodurch der die inneren Enden der Zylinder 112 verbindende Kanal freigegeben wird. Das Ventil 116 ist mit einer durchgehenden Bohrung 122 versehen, damit in dem federtragenden Teil der Ausnehmung 12o eingeschlossene Flüssigkeit nach innen in den Kanal 114 verdrängt werden kann, wenn sich das Ventil entgegen der Wirkung der Feder 118 nach aussen bewegt.

In jedem Zylinder 112 ist ein hohler Kolben 124 innerhalb eines Zylinderbuchseneinsatzes 126 gleitbar beweglich; Jeder Kolben 124 weist ein. geschlossenes äusseres Ende 128 auf, der gegen das Ende 13o eines Armes 132 anliegt.

Der Arm 132 ist vorzugsxveise mittels Schrauben 136 an einem radialen Flansch 138 befestigt, der am Ende der getriebenen Welle Io2 vorgesehen ist. Die Widerlagerenden des Armes 132 sind in der Drehungsebene des den Kolben tragenden Armes» Io8 angeordnet, welche Ebene sich im wesentlichen senkrecht zu der Achse der getriebenen Welle Io2 und radial von dieser erstreckt, welche Achse zur Achse A der Welle loo gleichachsig ist.

Der Arm 132 ist mit vorzugsweise drei voneinander in Abstand befindlichen rechteckigen öffnungen 14o versehen, von denen jede eine Schraubenfeder 142 trägt. Die Federn sitzen

BAD ORIOINAL 0 09833/0519

in den Öffnungen 14o so angeordnet, daß sie entgegengesetzte Widerlagerenden 144 bilden, die von den entgegengesetzten Flächen des Armes 132 abstehen.

Ein sich radial erstreckender Arm 146 ist am Umfangsflansch Io6 der treibenden Welle loo durch Schrauben 148 befestigt, und mit einer Öffnung 15o ,versehen, die jeder der Federn 142 entspricht.

Ein Halteelement 152 mit einer Öffnung 154, die jeder der Federn 142 zugeordnet ist, befindet sich in Eingriff mit den Federn auf derjenigen Seite des Armes 132, welche der Seite entgegengesetzt ist, die dem Arm 146 zugeordnet ist. Das Halteelement 152 ist am Arm 146 durch Schrauben 156 befestigt.

Die Wirkungsweise des Ventilelements 116 ist der,des Ventilelements 36 bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform ähnlich, d.h. es ist „im unteren Drehzahlbereich geschlossen, so daß in den Zylindern 112 Öl eingeschlossen ist und die Kolben 124 eine starre Verbindung zwischen der treibenden Welle loo und der getriebenen Welle Io2 bilden. Wenn sich die Kolben im gesperrten Zustand befinden, hat das Antriebssystem eine verhältnismässig hohe Eigenfrequenz.

Wenn sich die treibende Welle mit einer Drehzahl dreht, die

009833/0519

höher als der bestimmte Wertist, drückt die Fliehkraft das Ventil 116 nach aussen entgegen der Wirkung der Feder 118, wodurch der Kanal 114 freigegeben wird, so daß das Öl aus dem einen Zylinder 112 ausfliessen kann. Der Arm 146 und das Halteelement 152 greifen dann aktiv an den Federn 142 an und tragen dazu bei, eine elastische Verbindung zwischen der Welle Ho und der Welle Io2 zu bilden. Die Federn 142 sind mit einer Steifigkeit gewählt, die ausreicht, eine geringere harmonische Schwingung zu absorbieren und mit den Kolbenfedern 134 zusammenzuwirken, um dem Antriebssystem eine verhältnismässig niedrige Eigenschwingungsfrequenz mit Bezug auf die hohe Drehzahl zu verleihen.

In manchen Fällen kann es vorzuziehen oder wünschenswert sein, ein Ventil 16o im Arm Io8 vorzusehen, wie in Fig» 5 gezeigt, welches über einen Kanal 162 mit einer Quelle eines geregelten Druckmittels 164 verbunden ist. Das Ventil 16o wird wahlweise quer zum Kanal 114 bewegt, um die Strömungsgeschwindigkeit des Druckmittels zwischen den Zylindern 112 zu regeln. Um das Ventil 116 radial nach innen und quer zum Kanal 114 zu bewegen, wird Druckmittel über den Kanal 162 der Ausnehmung 12o hinter dem Ventil zugeführt. Wenn sich das Ventil 16o nach innen bewegt, verdrängt es eine bestimmte Menge Druckmittel, das über einen Kanal 164 zurückgeleitet wird, welcher das innere Ende der Zylinder 112 mit der Quelle

009833/0519

des geregelten Drückmittels 164 in Verbindung steht. Wenn das Ventil 116 radial nach aussen bewegt werden soll, wird die Druckmittelströmung in den Kanälen 162 und 164 umgekehrt.

Hierbei ist zu erwähnen, daß die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform so ausgebildet werden kann, daß sie auf eine Funktion der Drehzahl des treibenden Gliedes loo anspricht, und so angepaßt werden kann, daß sich eine ausgewählte Öffnung im Kanal 114 für die Druckmittel Strömung ergibt, welche den ausgewählten Drehzahlen zugeordnet ist. Auf diese Weise wird eine verschiedene Öffnung für verschiedene Drehzahlen erhalten, wodurch eine geregelte Dämpfung über den vollen Drehzahlbereich erzielt wird.

Natürlich kann, obwohl der Arm 22 von der Kurbelwelle Io getragen dargestellt ist, die Kupplung 12 auch in umgekehrter Weise so vorgesehen werden, daß die Kontaktarme von der Zwischenwelle 14 getragen werden und der zylindertragende Flansch mit der Kurbelwelle Io verbunden ist. Bei einer solchen Bauform wird die gleiche Wirkungsweise wie bei dem vorangehend beschriebenen System erhalten und ausserdem die Kurbelwelle mit einem gleichmässigen Flansch sowie mit einer zusätzlichen Masse versehen, die wünschenswert sein kann.

Ferner sind die Arme 22, welche eine besondere Bearbeitung er-

009833/0519

fordern, auf der ein Zahnrad tragenden Zwischenwelle 14 vorgesehen, die ein kleinerer Teil ist.

Wie erwähnt, ist, je steifer die Federn sind, welche die verhältnismässig niedrige Resonanzfrequenz ergeben, desto kleiner .der Spalt zwischen den beiden relativen Eigenschwing-» ungsresonanzfrequenzen, die im System gewählt sind.

Es können jedoch, wenn ein sehr kleiner Spalt gewünscht wird oder wenn sogar die gewählte oder gewünschte verhältnismässig niedrige Eigenfrequenz immer noch von einer hohen Ordnung ist oder wenn gewünscht wird, daß nur ein geringer Grad an Elastizität im Bereich höherer Drehzahl und niedriger Resonanzfrequenz besteht, andere Mittel als die Federn verwendet werden.

Fig. 6 und 7 zeigen eine solche bevorzugte Ausführungsform, bei welcher eine Kurbelwelle 21o mit einem innenkeilverζahnten hohlen Ende 212 versehen ist, das einen vorzugsweise kreisförmigen Flansch 214 aufweist, an dem Arme 216 durch beliebige geeignete Mittel, wie Schrauben 218, befestigt sind.

Die Zwischenwelle 22o ist in diesem Falle hohl und wie bei 222 gezeigt, mit einer Innenkeilvexzahnung versehen, die zur Verbindung mit dem einen keilverzahnten Ende einer hohlen

009 8 33/0519

Torsionswelle 224 dient. Das andere keilverzahnte Ende 226 der Hohlwelle 224 steht mit dem keilverzahnten Ende der Kurbelwelle 21o in Eingriff.

Das andere Ende der Weile 22o ist mit sich radial erstreckenden-Armen 228 ausgebildet, die je zwei Widerlager 23o ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 aufweisen.

Die Arme 216 sind je mit zwei Zylindern 232 ausgebildet, in welchen sich Kolben 234 zur.Anlage an den Widerlagern 23o ähnlich wie beider Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 befinden. Zur Sicherstellung der Anlage an den Widerlagern können schwache Federn 236 vorgesehen werden.

Ein federbelastetes fliehkraftgesteuertes Ventil element 238 dient zum öffnen und Schliessen eines Kanals 24o, der die druckmittelgefüllten Innenräume der Zylinder 232 miteinander verbindet, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2.

Dieser Ausführungsform ist, wenn das Ventil 238 bei verhältnismässig niedrigen Drehzahlen geschlossen ist, die Kurbelwelle 21o mit der Welle 22o über die Kolben 234 starr verbunden, um dem System eine verhältnismässig hohe Eigenschwingungs-Resoranzfrequenz mitzuteilen, wie bei den vorangehend beschriebenen Vorrichtungen, während, wenn das Ventil 238 unter der Wirkung

009833705 19

der Fliehkraft bei verhältnismässig höheren Drehzahlen öffnet, die Antriebsverbindung zwischen den Wellen 21o und 22o über die relativ nachgiebige Hohlwelle 224 besteht, wodurch dem System eine relativ niedrigere Eigenschwingungsresonanzfrequenz gegeben wir4 die derjenigen vergleichbar ist, welche mit den sehr steifen Federn vergleichbar sein würde, die bei den Ausführungsformen nach Fig. 1-5 verwendet werden.

Der Durchmesser und die Länge soivle der Werkstoff der Hohlwelle 224 lassen sich leicht so wählen, daß die gewünschte Eigenschwingungsresonanzfrequenz erhalten wird.

Ferner ist zu erwähnen, daß der Kanal 24o bei der letztbeschriebenen Ausführungsform so bemessen werden kann, daß eine Verbindung mit einer mehr oder weniger verengten Öffnung zwischen den druckmittelgefüllten Zylindern 232 erhalten wird, durch welche andere geringere Schwingungen gedämpft werden, und das Ventil 238 selbst kann eine durchgehende verengte Öffnung aufweisen, damit eine gewisse Strömung selbst dann stattfinden kann, wenn das Ventil 238 geschlossen ist, wodurch eine Dämpfung über den vollen Bereich des Motorbetriebs erhalten wird. Diese Art von Schwingungsdämpfung ist auch bei den anderen beschriebenen Ausführungsformen anwendbar.

Ein weiteres Merkmal, welches bei den erfindungsgemässen Vor-

009833/0519

richtungen vorgesehen werden kann, ist die Verwendung eines Ventils, welches über beispielsweise einen 2oo U/Min.-Bereich zwischen seiner geschlossenen und seiner Offenstellung anspricht, um eine Dämpfung durch eine verengte Öffnung für Schwingungsperioden mit Schwingungen der vierten Ordnung _t zu erhalten.

Obwohl im Vorangehenden nur einige wenige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, ist diese nicht hierauf beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

Patentansprüche;

009833/0819

Claims

P a t e ntans p- rüche :

1. Antriebssystem für Motoren mit einem sich drehenden treibenden Glied und einem sich drehenden getriebenen Glied, gekennzeichnet durch

a) eine Antriebsverbindung zwischen dem treibenden Glied und dem getriebenen Glied, welche einen ersten Betriebszustand hat, j.n welchem das Antriebssystem eine verhältnismässig hohe Eigenfrequenz hat, und einen zweiten Betriebszustand, in welchem das Antriebssystem eine verhältnismässig niedrige Eigenfrequenz hat und

b) Mittel, die in Abhängigkeit von der Drehzahl des treibenden Gliedes in Tätigkeit treten, um die erwähnte Verbindung in dem ersten Betriebszustand bei Drehzahlen wirksam zu machen, die niedriger als diejenigen sind, bei welchen die erwähnte hohe Eigenfrequenz wirksam ist, und die erwähnte Verbindung im zweiten Betriebszustand bei Drehzahlen wirksam zu machen, die höher als diejenigen sind, bei welchen die erwähnte niedrige Eigenfrequenz wirksam ist, so daß das treibende Glied niemals mit einer

009833/0519

-2ο-

Drehzahl arbeitet, die Resonanzfrequenzschwingungen im Antriebssystem erzeugen kann.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung umfaßt:

a) ein Element, das in einer Ebene angeordnet ist, welche sich senkrecht zur Drehachse eines der sich drehenden Glieder erstreckt, welches Element einen ersten Betriebszustand hat, in welchem es mit dem anderen sich drehenden Glied starr verbunden ist, und einen zweiten Betriebszustand, in welchem es mit dem anderen sich drehenden Glied elastisch verbunden ist und

b) eine Anordnung, die mit dem zweiten sich drehenden Glied starr verbunden ist und ein Widerlager benachbart dem erwähnten Element und in dessen Drehungsebene aufweist.

3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das erwähnte eine der sich drehenden Glieder einen Zylinder aufweist, der mit dem Ende dieses sich drehenden Gliedes starr verbunden ist und ein offenes Ende benachbart dem Widerlager der zweiten sich drehenden Anordnung aufweist,

00 9833/0519

b) das erwähnte Element durch einen Kolben gebildet

• wird, der in dem Zylinder gleitbar ist und dessen eines Ende gegen das Widerlager anliegt und

c) Mittel zum wahlweisen Einschliessen eines Druckmittels im Zylinder hinter dem Kolben, welche Mittel dazu dienen, eine starre Verbindung zwischen dem Kolben und dem Widerlager bei den erwähnten niedrigeren Drehzahlen herbeizuführen.

4. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die letzterwähnten Mittel wahlweise Druckmittel aus dem Zylinder hinter dem Kolben freigeben und eine elastische Verbindung zwischen dem Kolben und dem Widerlager b ei den erwähnten höheren Drehzahlen herbeiführen.

5. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung umfaßt

a) mindestens einen Arm, der mit dem einen der sich drehenden Glieder starr verbunden ist und der sich radial und senkrecht zur Achse dieses sich drehenden Gliedes erstreckt,

b) zwei voneinander in Abstand befindliche Arme, die

009833/0519

mit dem zweiten der sich drehenden Glieder starr verbunden und in der Drehungs ebene des Armes des ersten Gliedes und benachbart entgegengesetzten Seiten desselben angeordnet sind und c) Glieder, die zwischen den benachbarten Armen angeordnet sind und dazu dienen, eine starre Verbindung zwischen den erwähnten Armen bei den erwähnten niedrigeren Drehzahlen zu bilden und eine elastische Verbindung zwischen den erwähnten benachbarten Armen bei den höheren Drehzahlen.

6, Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung umfaßt

a) mindestens einen Arm, der mit dem einen der sich drehenden Glieder starr verbunden ist und sich radial und senkrecht zur Achse des sich drehenden Gliedes erstreckt;

b) ein Zylinderpaar mit offenen Enden, das mit den benachbarten entgegengesetzten Seiten des Armes verbunden ist;

c) in jedem Zylinder einen gleitbaren Kolben;

d) zwei'voneinander in Abstand befindliche Arme, die mit dem zweiten der sich drehenden Glieder starr ver-

009833/0519

bunden und in der Drehungsebene der Kolben angeordnet sind, wobei jeder dieser voneinander in Abstand befindlichen Arme gegen das freiliegende Ende mindestens eines^ der Kolben anliegt und

e) Mittel zum wahlweisen gleichzeitigen Einschliessen von Druckmittel in den erwähnten Zylindern hinter den Kolben, so daß die letzteren starr gegen die benachbarten Arme des treibenden Gliedes bei den erwähnten niedrigeren Drehzahlen anliegen, während die erwähnten Mittel das Druckmittel freigeben, um eine elastische ' Anlage der Kolben und der benachbarten Arme des treibenden Gliedes bei den erahnten höheren Drehzahlen herbeizuführen.

7. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die, Antriebsverbindung umfaßt:

a) mindestens einen Arm, der mit dem einen der sich drehenden Glieder starr verbunden ist und sich zur Achse dieses Gliedes radial erstreckt;

b) dieser Arm mit zwei mit Bezug aufeinander entgegengesetzt gerichteten Zylindern ausgebildet ist;

c) in jedem dieser Zylinder einen gleitbaren Kolben;

d) Armelemente, die von dem zweiten der sich drehenden

0 0 9 8 3 3/0519

Glieder getragen werden und in der Bahn der Drehung der Kolben angeordnet sind und sich gemeinsam mit diesen Kolben drehen und

e) Mittel zum wahlweisen gleichzeitigen Einschliessen von Druckmittel in den erwähnten Zylindern hinter den Kolben, damit die letzteren starr gegen die benachbarten Arme des sich drehenden Gliedes bei den erwähnten niedrigeren Drehzahlen anliegen, während die Mittel das Druckmittel freigeben, um eine elastische Anlage der Kolben und der benachbarten Arme des sich drehenden Gliedes bei den erwähnten höheren Drehzahlen herbeizuführen.

8. Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurh gekennzeichnet, daß die letzterwähnten Mittel durch Ventile gebildet werden, welche die Verbindung zwischen den Zylindern hinter den Kolben wahlweise öffnen und schliessen.

9. Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Zylinderträgerarm eine Bohrung aufweist, welche die Zylinder hinter den Kolben verbindet und

009833/05 19

b) die letzterwähnten Mittel durch ein Ventil gebildet werden, durch welches wahlx^eise die Druckmittelströmung durch diese Bohrung zwischen den Zylindern gesperrt und freigegeben werden kann.

10. Antriebssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß in den Zylindern hinter den Kolben eine Feder angeordnet ist, die als elastische Abstützung für die Kolben dient, wenn die Druckmittelbohrung offen ist.

11. Antriebssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Ventil durch ein Kolbenelement mit einem Organ gebildet wird, welches das Kolbenelement in die erwähnte Bohrung belastet, um die Strömung durch diese zu sperren, und betätigt werden kann, um die erwähnte Bohrung bei einer bestimmten Zunahme der Drehzahl des treibenden Gliedes freizugeben.

12. Antriebssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenelement in einer Richtung beweglich ist, die mit Bezug auf die Achse des sich drehenden Gliedes

BAD OFiIGIHAL 0 0 9 8 3 3/0519

radial ist, sodaß bei der Drehung auftretende Fliehkräfte das KoIbenelement entgegengesetzt dem Belastungsorgan betätigen können.

13. Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Zylinderträgerarm eine Bohrung aufweist, welche die Zylinder hinter den Kolben verbindet und

b) die letzterwähnten Mittel durch ein Ventil gebildet werden, durch welches die Druckmittelströmung durch die Bohrung zwischen den Zylindern gedrosselt werden kann.

14. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antiebsverbindung umfaßt

a) mindestens einen Arm, der mit einem der sich drehenden Glieder starr verbunden ist und der sich radial und

s enkrecht zur Achse dieses sich drehenden Gliedes erstreckt,

b) mindestens einen Arm, der mit dem zweiten sich drehenden Glied starr verbunden und in der Drehungsebene des ersten Armelements und benachbart entgegengesetzten

009833/0519

Seiten desselben angeordnet ist und

c) Elemente, die zwischen den benachbarten Armen angeordnet sind und dazu dienen, eine wahlweise elastische Anlage zwischen den benachbarten Armen zu bilden.

15. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung umfaßt

a) mindestens einen Arm, der mit dem einen der sich

- drehenden Glieder starr verbunden ist und sich radial zur Achse dieses Gliedes erstreckt,

b) der erwähnte Arm mit zwei zueinander entgegengesetzt gerichteten Zylindern ausgebildet ist,

c) in jedem dieser Zylinder ein Kolben gleitbar ist,

d) der erwähnte Arm eine Bohrung aufweist, welche die Zylinder hinter den Kolben verbindet,

e) ein Armelement von dem zweiten der sich drehenden Glieder getragen wird, welche Armelemente in der Drehungsbahn der Kolben angeordnet ist und sich zusammen mit diesen drehen können,

f) Mittel zum wahlweisen Einschliessen von Druckmittel in den Zylindern hinter den Kolben, um die letzteren in starrer Anlage an den benachbarten Armen des sich drehenden Gliedes bei den niedrigeren Drehzahlen zu hal-

0 0983 3/0519

tmdl zur Freigabe des Druckmittels» um eine elastische Anlage der Kolben an den. benachbarten Armen des sich drehenden Gliedes bei höheren Drehzahlen herbeizuführen.

16. Antriebssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet ₉ daß die letzterwähnten Mittel durch ein Ventilelement mit einem Organ gebildet werden, das auf die Drehzahl des treibenden Gliedes anspricht, um das Ventilelement in die erwähnte Bohrung zur wahlweisen Drosselung der Druckmittelströmung zu belasten bzw. die Druckmittelströmung durch die Bohrung zwischen den Zylindern freizugeben.

17. Antriebssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Belastungsorgan durch eine Druckmittelquelle von geregeltem Druck gebildet wird, die mit den entgegengesetzten Enden des Ventilelements in Verbindung stdit und · dazu dient, wahlweise das eine Ende des Ventilelements in der erwähnten Bohrung anzuordnen.

18. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

009833/0519

daß die erwähnten Mittel selbsttätig auf die Drehzahl des treibenden Gliedes ansprechen.

19* Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung umfaßt

a) einen Zylinder, der von dem einen der sich drehenden Glieder getragen wird und in weichem ein Kolben gleitbar ist,

b) ein Widerlager, das von dem anderen der sich drehenden Glieder getragen wird und treibend gegen den Kolben anliegt,

c) Mittel zur wahlweisen Veränderung des Zutritts von Druckmittel hinter dem Kolben zur Veränderung der Steifigkeit der Antriebsverbindung mit dem Widerlager.

20, Antriebssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kolben eine Feder zugeordnet ist, welche diesen in Anlage an dem Widerlager belastet*

21. Antriebssystem nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Veränderung des Druckmittelzutritts zur

009833/0B19

-3ο-

Freigabe des Druckmittels hinter dem Kolben dienen und die Kraft der erwähnten Feder den Grad der elastischen Antriebsverbindung zwischen dem Kolben und dem Widerlager bestimmt,

22. Antriebssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß dieses eine hohle Torsionswelle aufweist, durch welche die sich drehenden Glieder Antriebsverbindung haben und welche dazu dient, einen elastischen Antrieb zwischen diesen Gliedern zu bilden, wenn die Steifigkeit der Antriebsverbindung zwischen dem Kolben und dem Widerlager auf einen gewählten Wert abnimmt, und . hierbei die Eigenschwingungsresonanzfrequenz des Antriebssystems zu verändern.

25. Antriebssystem für Motoren mit einem sich drehenden treibenden Glied und einem sich drehenden getriebenen Glied, gekennzeichnet durch

a) eine hohle Torsionswelle, welche eine Antriebsverbindung zwischen den sich drehenden Gliedern bildet und so ausgebildet ist, daß sie dem Antriebssystem eine erste gewählte E ijpischwingungs resonanz frequenz

Q09833/0518-

verleiht,

b) eine wahlweise betätigbare hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung, welche eine Antriebsverbindung zwischen den sich drehenden Gliedern bildet und so ausgebildet ist, daß sie bei ihrer Betätigung dem Antriebssystem eine zweite Eigenschwingungs-Resonanzfrequenz verleiht und

c) Mittel, durchweiche die Zylinder-Kolben-Anordnung wahlweise wirksam gemacht werden kann.

24. Antriebssystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die letzterwähnten Mittel einen Betätiger für sie aufweisen, der bei einer gewählten Veränderung der Drehzahl der sich drehenden Glieder selbsttätig in Wirkung tritt.

009833/05 19

Leers ei t e