DE19729489A1 - Kühlvorrichtung für Viskosedämpfer - Google Patents
Kühlvorrichtung für ViskosedämpferInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/16—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using a fluid or pasty material
- F16F15/167—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using a fluid or pasty material having an inertia member, e.g. ring
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung für Viskosedämpfer, bei der die
sich entwickelnde Wärme über Kühlelemente aus Blech an den Stirnflächen des Vis
kosedämpfers an die umgebende Luft abgeführt wird.
Zur Dämpfung der Torsionsschwingungen von Kurbelwellen verwendet man Viskose
dämpfer, bei denen die primäre Seite fest mit der Kurbelwelle verbunden ist und die
sekundäre Seite aus einem lose mitschwimmenden Ring gebildet wird. Torsions
schwingungen der Kurbelwelle führen zu Relativbewegungen zwischen Primärteil und
Ring und rufen Dämpfungsmomente hervor, welche der Kurbelwelle Schwingungs
energie entziehen, die im Viskosedämpfer in Wärme umgewandelt wird.
Zur Abfuhr dieser Wärme an die umgebende Luft ist es bekannt, auf die Stirnseiten des
Viskosedämpfers radial verlaufende. L-förmige Blechfahnen aufzukleben. Derartige
Kühlelemente haben den Nachteil, daß durch den Kleber der Wärmeübergang von der
Stirnfläche auf die Blechfahnen stark eingeschränkt wird. Die Ventilation durch die
Blechfahnen hat sich als mangelhaft erwiesen, so daß die an sich mögliche Dämp
fungsarbeit wegen Überhitzung nicht ausgeschöpft werden kann. Zudem läßt die me
chanische Festigkeit des Klebers zu wünschen übrig. Ferner ist der fertigungstechni
sche Aufwand der einzeln aufzuklebenden Blechfahnen relativ hoch. Die vorstehenden
Blechfahnen erschweren auch den Transport, da sie beim Aufeinanderschichten durch
Verbiegen Schaden nehmen können.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Wärmeabfuhr des
Viskosedämpfers ohne Vergrößerung seiner Abmessungen effektiver zu gestalten, und
ohne den baulichen Aufwand erheblich zu erhöhen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspru
ches 1.
Die radialen Kanäle führen zu einer kräftigen Luftumwälzung, ähnlich wie bei einem
Radialgebläse, so daß ein wesentlich besserer Wärmeübergang an die Umgebungsluft
herbeigeführt wird. Die Punktschweißung erspart gegenüber Klebung fertigungstechni
schen Aufwand und steigert den Wärmeübergang von der Stirnfläche auf die Ronde.
Anspruch 2 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung der Form der radialen Kühlkanäle.
Die sinusförmig gewellte Ronde läßt sich leicht herstellen, was bei einer Anwendung
an einem Massenartikel, wie es ein Verbrennungsmotor für Nutzfahrzeuge darstellt,
aus wirtschaftlichen Gründen sehr wichtig ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Kühlkanäle besteht nach Anspruch 3 darin, daß
diese in radialer Richtung gesehen eine rechteckige Struktur aufweisen. Durch die
rechteckige Struktur wird eine große Auflagefläche der Ronde an der Stirnfläche und
damit ein guter Wärmeübergang erreicht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Viskosedämpfer mit Ronden an beiden
Stirnflächen
Fig. 2 eine radiale Ansicht mit sinuswellenförmiger Struktur der Kühlkanäle
Fig. 3 eine radiale Ansicht mit rechteckiger Struktur der Kühlkanäle.
In Fig. 1 ist ein Viskosedämpfer im Schnitt dargestellt. Der Viskosedämpfer besteht im
wesentlichen aus einem Gehäuse 1, welches die Primärseite bildet und das drehfest mit
dem zu dämpfenden Bauteil, beispielsweise einer Kurbelwelle einer Brennkraftma
schine verbunden ist. Im Gehäuse 1 ist ein Ring 2 mitschwimmend gelagert, welcher
das Sekundärteil des Viskosedämpfers bildet. Beim Auftreten von Torsionsschwin
gungen kommt es als Folge der Massenträgheit des Ringes 2 zu Relativbewegungen
zwischen Ring 2 und dem Gehäuse 1 und zu einer Reibarbeit, welche in Wärme
umgewandelt wird. Diese Wärme ist der Dämpfungsarbeit äquivalent und muß über
Kühlelemente 3 an mindestens einer Stirnfläche 4 des Gehäuses 1 abgeführt werden.
Erfindungsgemäß werden diese Kühlelemente 3 aus einer Ronde 5 gebildet, welche
mittels Punktschweißung am Gehäuse 1 befestigt ist. Falls erforderlich, kann auch die
zweite Stirnfläche mit einer Ronde 5a versehen werden. Die Ronde 5 weist radial ver
laufende Kanäle 6 auf, in denen nach Art eines Radialgebläses Luft von innen nach
außen strömt. Die im Viskosedämpfer erzeugte Wärme wird zunächst über die Punkt
schweißung durch Wärmeleitung vom Gehäuse 1 auf die Ronde 5 übertragen und von
dort in den Kanälen 6 an die durchströmende Luft abgegeben. Durch die Ventilati
onswirkung der Kanäle 6 wird ein sehr intensiver Wärmeaustausch herbeigeführt, was
zur Folge hat, daß der Viskosedämpfer mehr nach schwingungstechnischen Erforder
nissen ausgelegt werden kann, ohne zu sehr auf wärmetechnische Erfordernisse achten
zu müssen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß der Schritt zu größeren Baumustern mit
einem Abrücken vom optimalen Auslegungspunkt verbunden ist, da mit größerer
Masse auf Primärseite - mit dem Triebwerk unmittelbar verbunden - und Sekundärseite
mit dem lose mitschwimmenden Ring 2 auch die Eigenfrequenz des zu dämpfenden
Systems fällt. Das Dämpfungsmoment M ist proportional J.ω2. Darin bedeutet J das
Massenträgheitsmoment des Ringes 2 und ω die Eigenfrequenz des zu dämpfenden
Systems. Das bedeutet, daß bei gleichem Dämpfungsmoment das Massenträgheits
moment des Rings mit dem Quadrat der Eigenfrequenz steigen muß. Ein Abfall der
Eigenfrequenz auf 70% des Ursprungswertes führt zu einer Verdoppelung des
Massenträgheitsmomentes vom Ring. Neben den höheren Kosten für die Herstellung
des größeren Bauteils und dem höheren konstruktiven Aufwand für die Bereitstellung
des größeren Einbauraumes in Durchmesser und Tiefe verschiebt sich auch die
Knotenlage des schwingungsfähigen Systems in Richtung Kurbelwellenmitte. Dadurch
erhöhen sich bei unverändertem Drehwinkelausschlag am vorderen Wellenende die
Amplitudenwerte auf Schwungradseite mit der Folge höherer dynamischer Belastung
im Kupplungs- und Getriebebereich.
Durch die Erfindung wird der Übergang auf größere Baumuster vermieden, da die
Wärmeabfuhr bei kleineren Abmessungen des Gehäuses 1 möglich wird.
Fig. 2 zeigt in radialer Sicht eine mögliche Ausführungsform der Ronde 5. Die Ron
de 5 weist radial verlaufende Kanäle 6 auf, welche eine sinuswellenförmige Struktur
besitzen. Die Wellentäler sind durch Punktschweißung mit dem Gehäuse 1 verbunden,
wodurch sich neben hoher mechanischer Belastbarkeit eine gute Wärmeleitung ergibt.
In den Kanälen 6 bildet sich eine gute Luftströmung aus, die mit intensivem Wärme
übergang verbunden ist. Die Herstellung der Ronde 5 ist relativ einfach und kosten
günstig.
Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführung der Ronde 5. Der Querschnitt der Kanäle 6 ist
in radialer Richtung gesehen rechteckig. Der besondere Vorteil dieser Ausführungen
besteht in der großen Kontaktfläche zwischen Ronde 5 und Gehäuse 1, so daß eine
gute Wärmeleitung sichergestellt ist.
Claims (3)
1. Kühlvorrichtung für Viskosedämpfer, bei der die sich entwickelnde Wärme
über Kühlelemente aus Blech an den Stirnflächen des Viskosedämpfers
an die umgebende Luft abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß min
destens eine Stirnfläche (4) des Viskosedämpfers eine Ronde (5) aus
Blech mit radial verlaufenden Kühlkanälen (6) aufweist, und daß die Ronde (5)
direkt mittels Punktschweißung mit der Stirnfläche (4) verbunden ist.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle
(6) in radialer Richtung gesehen eine sinuswellenförmige Struktur auf
weisen, deren Wellentäler mit der Stirnfläche (4) mittels Punktschweißung
verbunden sind.
3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl
kanäle (6) in radialer Richtung gesehen eine rechteckige Struktur aufweisen,
bei denen die der Stirnfläche (4) zugewandten Teile mittels Punktschweißung
verbunden sind.
Priority Applications (2)
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Also Published As
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Legal Events
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