DE2139249A1 - Hochelastische wellenkupplung - Google Patents

Hochelastische wellenkupplung

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DE2139249A1 DE19712139249 DE2139249A DE2139249A1 DE 2139249 A1 DE2139249 A1 DE 2139249A1 DE 19712139249 DE19712139249 DE 19712139249 DE 2139249 A DE2139249 A DE 2139249A DE 2139249 A1 DE2139249 A1 DE 2139249A1
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Description

1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), den HERBERTSTRASSE 22 2. AUgUSt 1971
Lohmann & Stolterfoht AG, 581 Witten/Ruhr, Krumme Strasse 29 "Hochelastische Wellenkupplung"
Die Erfindung betrifft eine hochelastische Wellenkupplung, be-· stehend aus einem Primärteil und einem Sekundärteil, wobei das Sekundärteil einen starren Innenring (Primärring), einen den Innenring konzentrisch umgebenden starren Außenring (Sekundärring; und eine, diese beiden Ringe verbindende elastische, Zwischenschicht aufweist.
Bei dieselmotorischen Anlagen sind hochelastische Kupplungen von Vorteil, um die niedrigen Schwingungsgrade nach unten zu verlagern mit dem Ziel, die Gesamtanlage überkritisch zu fahren. Dies hat sich bisher bei allen Anlagen bewährt, da die erreichbare Werkstoffdämpf ung des Gummis hierfür ausreichend war, weil die hochelastische Kupplung nur zu einem geringen Teil für die Systemdämpfung herangezogen wurde.
Die Tendenz im Dieselmotorenbau zur Verringerung des Leistungsgewichtes bringt zwangsläufig höhere Erregungskräfte bei ungünstigeren Massenverhältnissen. Dadurch werden die Wechselbeanspruchungen durch die höheren Schwingungsgrade in der Kurbelwelle so groß, daß auch Motorenschwingungsdämpfer allein nicht mehr aus-
30980 8/0023
Bankkonto: W. Meissner, Berliner Bank AQ, Depka36 Berlln-Haleneee, Kurfürstendamm 130, Konto-Nr. 95 716
Postscheckkonto: W. Meissner, Berlin West 122 82
INSPECTlD
reichend sind und die hochelastische Kupplung einen Großteil der Systemdämpfung mit übernehmen muß. Hierdurch wird es notwendig, die Kupplungen allen Einsatzbedingungen anzupassen und mit einer während des Betriebes regelbaren zusätzlichen Dämpfungseinrichtung zu versehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Spulenkörper fest mit dem Innenring verbunden ist, daß mit dem Außenring ein den Spulenkörper konzentrisch unter Bildung eines Luftspaltes umgebender Ankerring verbunden ist, und daß eine Stromzuführung für den Spulenkörper derart vorgesehen ist, daß der Erregerstrom regelbar ist.
Hierdurch wird erreicht, daß die überlagerten Wechselmomente gedämpft werden, ohne daß die zusätzliche Dämpfungseinrichtung selbst an der Kraftübertragung beteiligt ist. Es werden also hierbei nur die bei einem bestimmten lastabhängigen Verdrehwinkel überlagerten Wechselmomente gedämpft, ohne daß dadurch die Federsteife des elastischen Teils verändert oder beeinflußt wird.
Als weiterer Vorteil ergibt sich aus der erfindungsgemässen Anordnung, daß durch Änderung des zugeführten Erregerstromes während des Betriebes die Dämpfungskräfte variiert werden können, so daß beispielsweise bei möglichen ungleichmäßigen Zünddrücken in den Motoren und/oder bei zeitweiligem Aussetzen eines oder mehrerer Zylinder durch Erhöhung der Dämpfung die Anlage ungefährdet in Betrieb gehalten werden kann.
Weiterhin kann die Regelung des Erregerstromes abhängig gemacht *■ werden von der Lage der verschiedenen Eigenkritischen der Gesamtanlage· Es kann, abhängig von der Drehzahl, der Erregerstrom so abgestimmt werden, daß er bei Annäherung an bestimmte systembedingte Eigenkritische vergrößert wird und nach Durchfahren der Eigenkritischen wieder verkleinert wird. Da bei überkritischem Lauf eine Dämpfung nur schädlich ist und Energie verzehrt, kann mit dieser Lösung auch zu einer günstigeren Leistungsbilanz der Gesamtanlage beigetragen werden·
- 3 309808/0023
Wird der Primärteil der Kupplung mit der Antriebswelle verbunden, so dient die Vorrichtung als hochelastische dämpfende Kupplung·
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Sekundärteil mit der Antriebswelle verbunden sein, während der Primärteil freibeweglich ist. Damit ist eine Anordnung zur Motordämpfung geschaffen worden und zwar beispielsweise zur Dämpfung der Kurbelwellenschwingungen·
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Ankerring an seiner Außenseite Kühlrippen auf oder ist an seinem freien Ende als Ventilator ausgebildet. Die bei der Dämpfungsleistung im elektro-magnetisehen Teil entstehende Wärme, kann durch diese besondere Ausbildung des Ankerringes abgeführt werden·
Der Erregerstrom kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch eine Hohlbohrung in der Abtriebswelle dem Spulen-1 "rper zugeführt werden. Weiterhin kann der Erregerstrom aber _ jh induktiv oder über direkt am Spulenkörper angeordnete Schleifringe zuführbar sein· Als Erregerleistung wird vorzugsweise eine niedrige Spannung von 12-24 Volt angewandt, um einmal mögliche Isolierungsschwierigkeiten zu vermeiden und z.a. die Kupplung bordnetzunabhängig zu machen.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch eine schaltbare hochelastische Wellenkupplung mit dem elektromagnetischen Dämpfungsteil und
Fig· 2 eine nicht schaltbare hochelastische Wellenkupplung mit Dämpfungsteil·
Mit 1 und 4 ist der Primärteil der Kupplung bezeichnet, der mit der Antriebswelle verbunden ist. Der Sekundärteil, der mit der Abtriebswelle verbunden ist, weist einen starren Innenring (Primärring) 2, einen den Innenring konzentrisch umgebenden starren
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Außenring (Sekundärring) 4 und eine diese beiden Ringe verbindende z.B. gummi-ell astische Zwischenschicht 3 auf. Die schaltbare Kupplung ist in der Fig. 1 in geschaltetem Zustand dargestellt.
Bei nichtgeschalteter Kupplung wird als Primärteil nur der Teil 1 bezeichnet, da dann der Außenring 4 zum Sekundärteil gerechnet wird. Mit dem Innenring 2 ist ein Spulenring 6 verbunden. Dieser Spulenkörper 6 kann als Einpol- oder Einzelpolausführung aufgebaut sein. Diesem Spulenkörper 6 kann durch die Hohlbohrung 10 in der Abtriebswelle ein Erregerstrom zugeführt werden. Die Stromzuführung kann aber auch in jeder anderen Weise erfolgen, z.B. über direkt mit dem Spulenkörper verbundene Schleifringe oder berührungslos induktiv. Der Spulenkörper 6 wird unter Bildung eines Luftspaltes 8 von einem Ankerring 7 konzentrisch umgeben, der mit dem Außenring 4 verbunden ist.
Bei der hier dargestellten Ausführung weist der Ankerring einen Ventilator 5 sowie Kühlrippen 9 zur Abführung der Wärme auf. Die Wärmeabführung kann aber auch lediglich über die Kühlrippen erfolgen. Die durch die elastische Zwischenschicht 3 aufgenommenen Schwingungen führen zu einer Relativbewegung zwischen Spulenkörper und Ankerring, Hierdurch wird in dem Ankerring 7 eine Spannung induziert, die abhängig ist von der Größe des Erregerstromes sowie von der Frequenz und Amplitude der überlagerten relativen Bewegung (Torsionsschwingung),
Durch die erfindungsgemässe Ausführung werden zwei, wesentliche Aufgaben in einem dieselmotor!sch angetriebenen fjchwiiigun/rriiystem auf einfache Art und Weise bewältigt« Uinraal bringt die im weiteren Bereich variable Drehfedorstoiligkeit des hochelastischen Teiles die gewünschte Schwingungsverladerung und z.a. wird durch dem elektromagnetischen Teil eine beliebig einstellbare Dämpfung des gesamten Systems erreicht.
Alle Vorteile, die sich aus der Anwendung einer elektrischen Kupplung, beispielsweise in Bezug auf die Aufnahme von Verlage-
* körper 309808/0023 _5_
rungen in beliebiger Richtung ergeben, bleiben voll erhalten.
Durch diii konstruktive Trennung zwisehem elastischem Teil und Dämpfungsteil, ist es auch möglich, diesen Dämpfungsteil nachträglich an bereits vorhandene elastische Teile anzubauen,
Die Ausführung gemäß Fig, 2 kann vorteilhaft auch als Motordämpfung verwendet werden, wobei sie Je nach Wahl der Federsteif igke it schwingung»verlagernd und dämpfend oder nur dämpfend wirkt. Auch hierbei wirkt sich die Regelbarkeit vorteilhaft aus.
Schließlich kann diese Ausführung auch als Systemdämpfimg Anwendung finden, wenn nämlich der Dämpfungsteil an irgend einem freien Wellenende eines Systems z.B. der Zwischenwelle eines Getriebes angeordnet wird.
Mit der aufgezeigten Lösung sind beide Voraussetzungen für eine exakte Berechnung der Drehschwingungslage gegeben, da die Drehsteif igkeit linear und die elektro-magnetische Dämpfung geschwindigkeitsproportional ist. Die Frequenzabhängigkeit des elektromagnetischen Teils kann bei der Konstruktion ohne weite res berücksichtigt werden, ohne daß dadurch zusätzliche Gleichungen für die Umformung in geschwindigkeitsproportionale Dämpfung aufgestellt werden müssen.
- Patentansprüche - 6 -
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Claims (8)

Patentansprüche :
1. Hochelastische Wellenkupplung, bestehend aus einem Primärteil und einem Sekundärteil, wobei das Sekundärteil einen starren Innenring (Primärring), einen den Innenring konzentrisch umgebenden starren Außenring (Sekundärring) und eine, diese beiden Ringe verbindende elastische Zwischenschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spulenkörper (6) fest mit dem Innenring (2) verbunden ist, daß mit dem Außenring (4) ein den Spulenkörper (6) konzentrisch unter Bildung eines Luftspaltes (8) umgebender Ankerring (7) verbunden ist, und daß eine Stromzuführung für den Spulenkörper (6) derart vorgesehen ist, daß der Erregerstrom regelbar ist.
2. Hochelastische Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Priiaärteil mit der Antriebswelle und der Sekundärteil mit der Abtriebswelle verbunden ist.
3. Hochelastische Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärteil mit der Antriebswelle verbunden und der Primärteil frei beweglich ist.
4. Hochelastische Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1 - 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerring (7) in seiner Außenseite Kühlrippen (9) aufweist.
5. Hochelastische Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Ankerringes (7) als Ventilator (5) ausgebildet ist.
6. Hochelastische Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom durch eine Hohlbohrung (10) in der Abtriebswelle dem Spulenkörper (6) zuführbar ist.
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7. Hochelastische Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom induktiv zuführbar ist.
8. Hochelastische Wellenkupplung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom über direkt am Spulenkörper angeordnete Schleifringe zuführbar ist.
Dipl.-Ing. P. E. Meissner
Patentanwalt
309808/0023
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