DE2632574A1

DE2632574A1 - Vorrichtung zur schwingungsdaempfung an brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2632574A1
Application number: DE19762632574
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing Grad Mors; Michael Ing Grad Saalfeld
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH; Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1976-07-20
Filing date: 1976-07-20
Publication date: 1978-01-26
Also published as: DE2632574C2

Description

Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung
an Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verminderung der Weiterleitung der Schwingungen von Brennkraftmaschinen, die über seitlich angebrachte Auflagerschienen und Federelemente elastisch mit ihrem Fundament verbunden sind.
Durch die Leichtbauweise moderner Brennkraftmaschinen und ihrer Fundamente bedingt treten in zunehmendem Maße in dem durch Brennkraftmaschine, elastische Lagerung und Fundament gebildeten Schwingungssystem störende Pegelilberhöhungen der durch den Betrieb der Brennkraftmaschine ausgelösten Schwingungen auf, die sich als Körperschall in den angrenzenden Körpern fortsetzen und von dort als Luft- oder bei Schiffen als Wasserschall abgestrahlt werden. Diese Pegelüberhöhungen sind bei bestimmten, von der Ausbildung des Schwingungssystems abhängigen, Frequenzen zu beobachten. Zweck der Erfindung ist der Abbau dieser Pegelüberhöhungen.
Zum Verringern unerwünschten Körperschalls konstanter Frequenz ist es bekannt, die den Körperschall hervorrufenden Bauteile über eine Federung mit einer Zusatzmasse zu verbinden. Bei Resonanz der Erregerfrequenz mit der Eigenfrequenz des aus Federung und Zusatzmasse gebildeten zusätzlichen Schwingungssystems entsteht an der Verbindungsstelle ein Schwingungsknoten, wodurch eine Dämpfung der Erregungsschwingung an der Verbindungsstelle erzielt wird.
Der Einsatz eines derartigen Schwingungstilgers an einer Brennkraftmaschine stößt in der Praxis jedoch auf erhebliche Schwierigkeiten. Zum einen werden die Zusatzmassen für eine wirkungsvolle Dämpfung sehr groß und stellen damit den Vorteil der durch den Leichtbau erzielten Gewichtseinsparung wieder in Frage. Zum anderen ist die rechnerische Vorausbestimmung der in Frage kommenden Frequenzen nicht mit Sicherheit durchzuführen, Hinzu kommen unbestimmbare Federungen bei der Verbindung des Zusatzschwingungssystems mit der Brennkraftmaschine.
Aufgabe der Erfindung ist es, mit Hilfe des bekannten Prinzips des Schwingungstilgers die Weiterleitung von Schwingungen von der Brennkraftmaschine in ihr Fundament zu vermindern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Eigenschwingungen der Auflagerschienen durch über Federungen mit den Auflagerschienen verbundene einstellbare Zusatzmassen gedämpft werden.
Die Lösung der gestellten Aufgabe wurde durch die in Versuchen bestätigte Überlegung ermöglicht, daß jede der an der Brennkraftmaschine seitlich angebrachten Auflagerschienen für sich eine eigene Masse darstellt, die über ihre Befestigungfedernd mit der Brennkraftmaschine verbunden ist und deshalb durch die Brennkraftmaschine zu Eigenschwingungen angeregt wird. Die bei bestimmten Frequenzen beobachteten Pegelüberhöhungen der Brennkraftmaschinenschwingungen treten natürlich auch bei den Eigenschwingungen der einzelnen Auflagerschienen auf, sind aber hier durch die kleineren Massen viel einfacher abzubauen.
Es werden kleinere Zusatzmassen benötigt, die durch ihre Einstellbarkeit an die unterschiedlichsten Frequenzen angepaßt werden können. Die Pegelüberhöhungen können direkt an der Auflagerschiene also vor ihrer Dämpfung durch die Federelemente und Übertritt in das Fundament gemessen und abgebaut werden. Durch die kleinen Zusatzmassen kann die oftmals geforderte Schockfestigkeit, d.h. Überstehen von kurzfristig wirkenden hohen Beschleunigungen, leichter erfüllt werden. Durch die Merkmale des zweiten Anspruches ist eine feinfühlige und jederzeit wiederholbare Einstellung der Zusatzmassen möglich. Die durch die Befestigung der Gewindebolzen an der Auflagerschiene sich ergebenden zusätzlichen Federungen werden selbsttätig bei der Einstellung mit berücksichtigt.
Eine breitbandige Dämpfung der Eigenschwingungen der Auflagerschienen sowie eine einfache und feinfühlige Einstellung läßt sich mit den Merkmalen des dritten Anspruches erzielen.
Durch das Merkmal des vierten Anspruches ist die Möglichkeit einer zusätzlichen Beeinflußbarkeit des Schwingungssystems gegeben.
Das Merkmal des fünften Anspruches ergibt eine weitgehende Schockfestigkeit der Vorrichtung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch die Auflagerschiene einer Brennkraftmaschine, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Auflagerschiene.
Eine Auflagerschiene 11 ist über Schrauben 12 mit einem angedeuteten Zylinderkurbelgehäuse 15 einer Brennkraftmaschine verbunden.
Üblicherweise werden an den beiden Längsseiten der Brennkraftmaschine je eine derartige Auflagerschiene vorgesehen.
Rippen 14 und 15 versteifen die Auflagerschiene und teilen sie in gleiche Felder 16 ein. Jedem Feld 16 ist ein Gummi-Federelement 17 zugeordnet, mit dem die Auflagerschiene und damit die Brennkraftmaschine auf einem nicht dargestellten Fundament abgestützt wird. Jedes Feld 16 ist mit einem Auge 18 für ein Gewinde 19 versehen, in dem ein Gewindebolzen 20 als Federung angeordnet ist. Scheibenförmige Zusatzmassen 21 sind mit Muttern 22 stufenlos einstellbar auf dem Gewindebolzen befestigt. Winkeleisen 25 und 24 sind über Schrauben 25 mit den Rippen 14 bzw. 15 verbunden und bilden Anschläge, mit denen der Schwingungsweg der Zusatzmassen nach oben und unten beim Auftreten von Stößen begrenzt wird.
Beim Probelauf der Brennkraftmaschine werden Schwingungsaufnehmer in der Nähe der Federelemente 17 angeordnet und durch Verdrehen der Zusatzmassen 21 auf dem Gewindebolzen 20 die beste Schwingungsdämpfung beim Lauf der Brennkraftmaschine versuchsmäßig ermittelt.
Danach werden die Zusatzmassen durch die Muttern 22 gegen weiteres Verdrehen gesichert.
Der gesamte Einstellvorgang kann in kürzester Zeit von Hilfspersonal vorgenommen werden.
5. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsweg der Zusatzmassen (21) durch Anschläge (23, 24) begrenzt ist.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Verminderung der Weiterleitung der Schwingungen von Brennkraftmaschinen, die über seitlich angebrachte Auflagerschienen und Federelemente elastisch mit ihrem Fundament verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschwingungen der Auflagerschieneü (11) durch über Federungen mit den Auflagerschienen verbundene einstellbare Zusatzmassen (21) gedämpft werden.
2. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmassen (21) scheibenförmig ausgebildet und mit einem Innengewinde versehen sind und an den Auflagerschienen (11) über als Gewindebolzen (20) ausgebildete Federungen einstellbar befestigt sind.
3. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zusatzmassen (21) über die Länge der Auflagerschienen (11) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
4. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Auflagerschienen (11) mit der Brennkraftmaschine zur Beeinflussung der Eigenschwingungen der Auflagerschienen (11) als Federung mit vorbestimmter Federsteifigkeit ausgebildet ist.