DE19816518B4 - Torsional vibration damper with a flow-forming device - Google Patents
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Abstract
Torsionsschwingungsdämpfer mit einem antriebsseitigen und einem abtriebsseitigen Übertragungselement (1, 26), von denen zumindest eines mit wenigstens einem bei Relativbewegungen der beiden Übertragungselemente um ein Drehzentrum (53) in Bewegung versetzten Getriebeelement (51) eines zwischen den beiden Übertragungselementen (1, 26) wirksamen Getriebes (52) verbunden ist, wobei dem Getriebeelement (51) in zumindest einem der Übertragungselemente (1, 26) eine Kammer (6) für eine Dämpfungseinrichtung (8) zugeordnet ist, die zumindest teilweise mit dem viskosen Medium gefüllt ist, und das Getriebeelement (51) als Antrieb einer strömungsbildenden Einrichtung (40) für das viskose Medium vorgesehen ist, die durch eine Pumpe (39) für das viskose Medium gebildet und mit wenigstens einer an eines der Übertragungselemente (1, 26) gekoppelten Strömungsleitung (34) über das viskose Medium zur Erzeugung einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen deren Eingang (71) und deren Ausgang (72) in Wirkverbindung bringbar ist, wobei die Pumpe (39) mit einem Pumpenrad (30) versehen ist, dem eine Drossel (35) zugeordnet ist, die als Vorrichtung...Torsional vibration damper with a drive-side and a driven-side transmission element (1, 26), of which at least one with at least one during relative movements the two transmission elements Gear element (51) set in motion about a center of rotation (53) one between the two transmission elements (1, 26) effective transmission (52) is connected, wherein the transmission element (51) in at least one of the transmission elements (1, 26) a chamber (6) for a damping device (8) associated at least partially with the viscous medium filled is, and the transmission element (51) as a drive of a flow-forming Device (40) for the viscous medium is provided by a pump (39) for the viscous medium formed and with at least one on one of the transmission elements (1, 26) coupled flow line (34) about the viscous medium for generating a speed difference between the input (71) and the output (72) in operative connection can be brought, wherein the pump (39) is provided with an impeller (30), associated with a throttle (35), which is used as a device ...
Description
Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder 6.The The invention relates to a torsional vibration damper according to the preamble of the claim 1 or 6.
Aus
der
Zur Förderung des viskosen Mediums dienen bei den Planetenrädern jeweils die radial außen vorgesehenen Verzahnungen, wobei ein Verzahnungsbereich radial innerhalb des radial am weitesten vom Drehzentrum entfernten Verzahnungsbereich genutzt wird, um das viskose Medium in Umfangsrichtung in die jeweils zugeordnete Strömungsleitung zu drücken. Verständlicherweise wird zum einen eine Verzahnung eines Planetenrades keine optimale Förderwirkung für das viskose Medium erbringen, und zum anderen bleibt die bei Betrieb des Torsionsschwingungsdämpfers anliegende Fliehkraft wegen der gewählten umfangsseitigen Förderrichtung des aus der Verzahnung in die Strömungsleitung geförderten viskosen Mediums ungenutzt. Von einem entsprechend schlechten Wirkungsgrad des Torsionsschwingungsdämpfers bei der Dämpfung von Torsionsschwingungen ist demnach auszugehen.to advancement of the viscous medium are used in the planetary gears each radially outwardly provided Gears, wherein a toothed area radially within the Radial farthest from the center of rotation toothing is used to the viscous medium in the circumferential direction in each case associated flow line to press. Understandably on the one hand, a toothing of a planetary gear is not optimal conveying action for the viscous medium, and on the other hand remains in operation of the torsional vibration damper applied centrifugal force because of the selected circumferential conveying direction promoted from the teeth in the flow line viscous medium unused. From a correspondingly poor efficiency of the torsional vibration damper in the attenuation of Torsional vibrations is therefore assumed.
Durch
die
Bei einem derartigen Torsionsschwingungsdämpfer wird das viskose Medium in der Kammer bei durch Relativauslenkung der Übertragungselemente bedingter Verformung der elastischen Elemente sowie der Abrollbewegung der Planetenräder auf den anderen Elementen des Planetengetriebes verdrängt, wobei der Widerstand, den das viskose Medium der Verdrängung entgegensetzt, um so höher wird, je größer die Geschwindigkeit an den Planetenrädern ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Planetenräder, die bei ihrer Drehbewegung das zwischen den Zähnen der mit ihnen in Eingriff stehenden anderen Elemente des Planetengetriebes befindliche viskose Medium verdrängen, eine geschwindigkeitsproportionale Dämpfung ermöglichen. Obwohl eine solche Dämpfung im Gegensatz zu einer durch eine rein mechanisch wirksame Grundreibeinrichtung erzielbaren coulombschen Reibung durchaus erwünscht sein kann, ist wegen der zumeist vergleichsweise geringen Dämpfungswirkung gegenüber der coulombschen Reibung dennoch oftmals eine solche Grundreibeinrichtung erforderlich.at such a torsional vibration damper becomes the viscous medium in the chamber at by Relativauslenkung the transmission elements conditional Deformation of the elastic elements and the rolling movement of the planetary gears displaced on the other elements of the planetary gear, wherein the resistance that the viscous medium opposes to repression gets higher, the bigger the Speed at the planet wheels is. The reason for that lies in the fact that the Planetary gears, in their rotary motion that between the teeth of the engaged with them standing viscous other components of the planetary gear located Displace medium, enable speed-proportional damping. Although such a damping in contrast to a purely mechanically effective Grundreibeinrichtung achievable coulomb's friction may well be desirable because the usually comparatively low damping effect against the coulombic friction nevertheless often such Grundreibeinrichtung required.
Durch die WO 94/20 769 A1 ist ein weiterer Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, der ein zwischen einem antriebs- und einem abtriebsseitigem Übertragungselement wirksames Getriebe mit durch eine Relativbewegung der beiden Übertragungselemente in Bewegung versetzten Getriebeelementen beschrieben ist. Diese Getriebeelemente werden durch am antriebsseitigen Übertragungselement gelenkig angreifende Lenker gebildet, die gelenkig an einem am abtriebsseitigen Übertragungselement gelagerten Hebel angreifen. Dieses Getriebe ist in einer zumindest teilweise mit viskosem Medium gefüllten Kammer angeordnet, so daß Auslenkungen der Elemente des Getriebes stets auch eine Verdrängung des viskosem Mediums und damit eine geschwindigkeitsproportionale Dämpfung zur Folge haben. Diese Dämpfung ist allerdings, wegen der in Axialrichtung relativ geringen Ausdehnung dieser Elemente gegenüber der Kammer wegen der verbleibenden großen Verdrängungsquerschnitte für das viskose Medium relativ gering, so daß der Anteil coulombscher Reibung gegenüber der geschwindigkeitsproportionalen Dämpfung bei dem dieses Getriebe aufweisenden Torsionsschwingungsdämpfer noch stärker überwiegen dürfte als bei der zuvor beschriebenen Ausführung mit den Planetenrädern.A further torsional vibration damper is known from WO 94/20 769 A1, which describes a transmission which is effective between a drive and an output-side transmission element and has gear elements offset by a relative movement of the two transmission elements in motion. These transmission elements are formed by articulated on the drive-side transmission element handlebars, which engage articulated on a lever mounted on the output-side transmission element. This transmission is arranged in a chamber at least partially filled with viscous medium, so that deflections of the elements of the transmission always have a displacement of the viscous medium and thus a speed-proportional damping result. This damping is, however, because of the axially relatively small extent of these elements ge compared to the chamber because of the remaining large displacement cross sections for the viscous medium relatively low, so that the proportion of coulombic friction against the speed-proportional damping in the transmission having this torsional vibration damper should prevail even stronger than in the previously described embodiment with the planetary gears.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einem zwischen zwei Übertragungselementen angeordneten Getriebe so auszubilden, daß, bei Anordnung zumindest eines bei Relativbewegung der Übertragungselemente in Bewegung versetzten Getriebeelementes in einer mit viskosem Medium befüllten Kammer die durch das Medium erzielbare geschwindigkeitsproportionale Dämpfung bei bestmöglichem Wirkungsgrad so hoch als möglich ist.Of the Invention is based on the object with a torsional vibration damper one between two transmission elements arranged gear so that, when arranged at least one during relative movement of the transmission elements in motion offset gear element in a viscous medium filled Chamber the achievable by the medium speed proportional damping at the best possible Efficiency as high as possible is.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen 1 oder 6 angegebenen Merkmale gelöst.These The object is achieved by the in the claims 1 or 6 specified characteristics solved.
Durch die Maßnahme, eine strömungsbildende Einrichtung für das viskose Medium vorzusehen, kann die Wirkung einer geschwindigkeitsproportionalen Dämpfung, welche durch die Verdrängung viskosen Mediums bei einer Lageveränderung von Elementen des zwischen den Übertragungselementen vorgesehenen Getriebes erzielt wird, verstärkt werden, da durch die Beschleunigung von viskosem Medium durch die strömungbildende Einrichtung sich eine Wirkung ergibt, die der Verdrängung von viskosem Medium durch einen bewegten Körper entspricht. Hierbei gibt es unterschiedliche Ausbildungsformen für eine derartige strömungbildende Einrichtung, wobei diese beispielsweise als Pumpe oder als Viskodämpfer ausgebildet sein kann.By the measure, a flow forming Facility for Provide the viscous medium, the effect of a speed proportional Damping, which are viscous by the displacement Medium in a change of position of elements of between the transmission elements provided gearbox is reinforced, since by the acceleration of viscous medium through the flow-forming device itself Effect yields, that of repression of viscous medium through a moving body. Here are There are different forms of training for such a flow-forming Device, which, for example, designed as a pump or as a viscous damper can be.
Bei Ausbildung der strömungsbildenden Einrichtung gemäß Anspruch 1 als Pumpe kann in Abhängigkeit davon, wie die Schaufeln des Pumpenrades gegenüber der jeweiligen Drehrichtung ausgerichtet sind, eine symmetrische Kennung oder eine asymmetrische Kennung erzielt werden, wobei sich die asymmetrische Kennung dadurch ergibt, daß der Wirkungsgrad der Pumpe durch entsprechende Ausrichtung der Schaufeln ihres Pumpenrades in einer ersten Drehrichtung ein anderer als in einer zweiten Drehrichtung ist. Generell basiert die Wirkung einer Pumpe als strömungsbildende Einrichtung an einem Torsionsschwingungsdämpfer auf folgendem Prinzip: Bedingt durch die Einleitung von Torsionsschwingungen, wie sie an einer Brennkraftmaschine entstehen, werden die Übertragungselemente relativ zueinander ausgelenkt, was zur Einleitung einer Bewegung am Getriebeelement und damit zum Antrieb der Pumpe führt. Derartige Pumpen haben die Eigenschaft, erst ab einer bestimmten Mindestdrehzahl ihre Förderleistung aufzunehmen, so daß die über die Relativbewegung der Übertragungselemente erzeugte Bewegung am Getriebeelement erst dann tatsächlich zu einer Förderleitstung der Pumpe umgesetzt wird, wenn aufgrund eines Durchgangs durch den Resonanzbereich des Torsionsschwingungsdämpfers oder bei Einwirkung von Lastwechselschlägen eine erhebliche Beschleunigung und, nach kurzer Zeit, eine erhebliche Geschwindigkeit sowie eine beträchtliche Stellungsänderung der Übertragungselemente die Aufnahme der Förderwirkung durch die Pumpe zur Folge hat. Dieses Verhalten der Pumpe ergibt sich daraus, daß, sobald sie durch das Getriebeelement angetrieben wird, versucht, das in ihrem Erstreckungsbereich befindliche viskose Medium zu beschleunigen, wobei dieser Beschleunigungsvorgang von der Viskosität des Mediums sowie von der Druckdifferenz an der Drucksäule abhängig ist. Sofern lediglich bei stärksten Lastwechselschlägen oder bei Resonanz eine Wirkung der Pumpe erwünscht ist, bietet sich die Verwendung eines Mediums mit sehr hoher Viskosität sowie eine Ausbildung der Drucksäule mit hoher Druckdifferenz an, während bei gewünschtem raschen Ansprechen der Pumpwirkung der umgekehrte Weg zu gehen ist.at Formation of the flow-forming Device according to claim 1 as a pump can depend on of which, like the blades of the impeller opposite to the respective direction of rotation aligned, a symmetric identifier or an asymmetric one Identification can be achieved, whereby the asymmetric identifier thereby shows that the efficiency the pump by appropriate alignment of the blades of their impeller in a first direction of rotation other than in a second direction of rotation is. In general, the effect of a pump is based on flow Device on a torsional vibration damper on the following principle: Conditional by the introduction of torsional vibrations, as on a Internal combustion engine arise, the transmission elements are deflected relative to each other, what to initiate a movement on the transmission element and thus for Drive the pump leads. Such pumps have the property, only from a certain Minimum speed their capacity so that the over the Relative movement of the transmission elements actually generated movement on the transmission element a conveyor the pump is converted when due to a passage through the Resonance range of the torsional vibration damper or upon impact of load changes a considerable acceleration and, after a short time, a considerable one Speed and a considerable change of position the transmission elements the inclusion of the promotion effect through the pump. This behavior of the pump results from the fact that, as soon as it is driven by the gear element, attempts to accelerate the viscous medium in its extension area, this acceleration process being dependent on the viscosity of the medium and is dependent on the pressure difference at the pressure column. If only at the strongest Load change impacts or at resonance, an effect of the pump is desirable, offers the Use of a medium with very high viscosity and a training of pressure column with high pressure difference on while if desired rapid response of the pumping action is the reverse way to go.
Zu Beginn eines Antriebs des Getriebeelementes und damit der Pumpe wird eine Dämpfung erzielt, die aus der Überwindung der Anfangsträgheit des viskosen Mediums bei dessen Beschleunigung resultiert. Das Medium wird hierbei an der Saugseite der jeweiligen Pumpe eingesaugt und an deren Druckseite über eine Drossel wieder ausgestoßen. Erst allmählich, wenn sich ein Strömungskreislauf am viskosen Medium aufgebaut hat, werden diese Beschleunigungsverluste zumindest teilweise durch Drosselverluste abgelöst, die daraus resultieren, daß einerseits beim Auspressen des Mediums an der Drossel Wärmeverluste entstehen, und andererseits der durch das sich außerhalb der Drossel befindliche viskose Medium aufgebaute Gegendruck einen Austritt umgepumpten viskosen Mediums aus der Drossel und damit eine Drehung des Pumpenrades verhindert.To Start of a drive of the transmission element and thus the pump becomes a damping scores that out of the overcoming the initial inertia of the viscous medium results in its acceleration. The medium is sucked in here on the suction side of each pump and at the pressure side over a throttle again ejected. First gradually, when there is a flow circuit built on viscous medium, these acceleration losses at least partially replaced by throttle losses resulting from that on the one hand When pressing the medium at the throttle heat losses occur, and on the other hand, by the viscous located outside the throttle Medium back pressure built up an outlet pumped viscous Medium from the throttle and thus prevents rotation of the impeller.
Die Drossel ist in einer Strömungsleitung angeordnet, die mit einem der Übertragungselemente fest verbunden und mit einem Pumpenrad der strömungsbildenden Einrichtung in Wirkverbindung steht.The Throttle is in a flow line arranged to be fixed with one of the transmission elements connected and with a pump impeller of the flow-forming device is in active connection.
Es ist eine Ausführungsform interessant, bei welcher zwischen Pumpenrad und Drossel eine Membrane, beispielsweise in Form eines elastischen Balges, angeordnet ist, die aufgrund von durch die Pumpe gefördertem viskosen Medium, das wegen der Drossel den Förderkreis nicht ausreichend schnell verlassen kann, einen Druck auf eine Seite der Membrane ausübt, der zu einer Verformung der letztgenannten führt. Diese Verformung ist dahingehend nutzbar, daß die Membrane in verformtem Zustand in Reibkontakt mit einem der beiden Übertragungselemente gebracht wird, so daß zusätzlich zu der bei starken Lastwechselschlägen wirksamen geschwindigkeitsproportionalen Dämpfung auch noch ein Anteil coulombscher Reibung anliegt, durch welche das Dämpfungsverhalten verstärkt wird.An embodiment is of interest in which a diaphragm, for example in the form of an elastic bellows, is arranged between impeller and throttle which, due to the viscous medium conveyed by the pump, can not leave the delivery circuit sufficiently quickly because of the throttle one side of the membrane exerts, which leads to a deformation of the latter. This deformation is there Usable that the diaphragm is brought into frictional contact with one of the two transmission elements in a deformed state, so that in addition to the effective at high load alternation speed proportional damping also a proportion coulombscher friction is applied, through which the damping behavior is enhanced.
Bei Ausbildung der strömungsbildenden Einrichtung gemäß Anspruch 6 als Viskodämpfer mit Lamellen ist eine erste oder ein erstes Paket am Getriebeelement und eine zweite oder ein zweites Paket an einem der Übertragungselemente befestigt. Bei einer Relativbewegung der Übertragungselemente wird das zwischen diese geschaltete Getriebeelement in Bewegung versetzt, wodurch sich jeweils zwischen zwei Lamellen des Viskodämpfers eine Scherwirkung ausbildet, wobei zwischen jeweils zwei der Lamellen eine Geschwindigkeitsdifferenz besteht. Auch beim Viskodämpfer gilt, was bereits anhand der Pumpe ausgeführt wurde, daß nämlich beim Durchfahren einer Resonanz oder bei Einleitung von Lastwechselschlägen die Scherwirkung zwischen den Lamellen und damit die Dämpfungswirkung beträchtlich höher ist als bei schwachen Relativbewegungen zwischen den Übertragungselementen, wobei aufgrund des Schlupfes zwischen den Lamellen unterhalb eines Grenzwertes an Beschleunigung, Geschwindigkeit und Bewegungsstrecke zwischen den Übertragungselementen keine Dämpfungswirkung vorliegt.at Formation of the flow-forming Device according to claim 6 as a viscous damper with fins is a first or a first package on the transmission element and a second or a second packet on one of the transmission elements attached. In a relative movement of the transmission elements is the put in motion between this switched gear element, resulting in each case between two fins of the viscous damper Forming shear, wherein between each two of the slats a Speed difference exists. Even with the viscous damper, what has already been done on the basis of the pump, namely that at Passing through a resonance or at the initiation of load changes the Shearing action between the slats and thus the damping effect considerably is higher as with weak relative movements between the transmission elements, due to the slippage between the slats below a threshold value at acceleration, speed and movement distance between the transmission elements no damping effect is present.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Er zeigt:in the The following will be an embodiment of Invention explained in more detail with reference to a drawing. He shows:
Der
in
Durch
die Lagerung
Der
Primärflansch
Das
Planetenrad
Die
strömungsbildende
Einrichtung
Bei Einleitung
einer Torsionsschwingung durch einen nicht gezeigten Antrieb, wie
beispielsweise die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, wird eine
Relativbewegung zwischen den Übertragungselementen
Upon initiation of a torsional vibration by a drive, not shown, such as the crankshaft of an internal combustion engine, a relative movement between the transmission elements
In
Im
Gegensatz dazu ist in
Der
Planetenträger
Die
Funktion der zuvor beschriebenen Pumpe
Während bei
den bisherigen Ausführungsbeispielen
stets eine Pumpe
- 11
- antriebsseitiges Übertragungselementdrive-side transmission element
- 22
- Primärflanschprimary flange
- 33
- Axialrandaxial edge
- 44
- Zahnkranzsprocket
- 55
- Dichtplattesealing plate
- 66
- Kammer für viskoses Mediumchamber for viscous medium
- 77
- elastische Elementeelastic elements
- 88th
- Dämpfungseinrichtungattenuator
- 99
- AnsteuerelementeActuation
- 1010
- Fingerfinger
- 1212
- Nabenscheibehub disc
- 1313
- Sekundärnabesecondary hub
- 1414
- Lagerungstorage
- 1515
- Primärnabeprimary hub
- 1717
- Montageöffnungenmounting holes
- 1818
- Befestigungsmittelfastener
- 2020
- Planetenradplanet
- 2121
- Lageransatzbearing projection
- 2222
- Nadellagerneedle roller bearings
- 2323
- AxialausrückungAxialausrückung
- 2424
- Planetenträgerplanet carrier
- 2525
- Nieterivet
- 2626
- abtriebsseitiges Übertragungselementoutput-side transmission element
- 2727
- Verzapfungmortise
- 2828
- Sonnenradsun
- 2929
- Planetengetriebeplanetary gear
- 3030
- Pumpenradimpeller
- 3131
- Leitschaufelnvanes
- 3232
- Leitkanalguide channel
- 3333
- Leitblechbaffle
- 3434
- Strömungsleitungflow line
- 3535
- Drosselthrottle
- 3636
- Vorr. zur Erzeugung einer GeschwindigkeitsänderungAdv. for generating a speed change
- 3737
- Leitblechbaffle
- 3838
- Öffnungopening
- 3939
- Pumpepump
- 4040
- strömungsb. Einrichtungströmungsb. Facility
- 4141
- Membranemembrane
- 4242
- Kontaktflächecontact area
- 4444
- Viskokupplungviscous coupling
- 45, 4645, 46
- Lamellenslats
- 4747
- Förderrinneconveyor trough
- 4848
- Axialvorsprungaxial projection
- 5050
- Dichtungpoetry
- 5151
- Getriebeelementgear element
- 5252
- Getriebetransmission
- 5353
- Drehzentrum des Torsionsschwingungsdämpfersturning center of the torsional vibration damper
- 5454
- Drehachse der Planetenräderaxis of rotation the planet wheels
- 5555
- Hohlradring gear
- 6060
- Lagerzapfenpivot
- 6161
- Öffnungen im Planetenträgeropenings in the planet carrier
- 6262
- Leitblechbaffle
- 63, 6463 64
- Dichtplattensealing plates
- 6565
- Nieterivet
- 6666
- Lagerungstorage
- 6868
- Öffnungopening
- 7070
- Raumroom
- 7171
- Eing. der StrömungsleitungSet. the flow line
- 7272
- Ausgangoutput
- 7373
- Vertiefungdeepening
- 7474
- Vorsprunghead Start
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- 1998-04-14 DE DE1998116518 patent/DE19816518B4/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ZF SACHS AG, 97424 SCHWEINFURT, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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