DE2648435A1

DE2648435A1 - Daempfungsoptimierbares drehsteifigkeitssystem

Info

Publication number: DE2648435A1
Application number: DE19762648435
Authority: DE
Inventors: Gerhard Bartek; Hartmut Ing Grad Euer
Original assignee: Apparatebau Gauting GmbH
Current assignee: Apparatebau Gauting GmbH
Priority date: 1975-11-18
Filing date: 1976-10-26
Publication date: 1977-06-08
Also published as: DE2648435C3; DE2648435B2

Description

Dämpfungsontimierbares Drehsteifig-
keitssystem Die Erfindung bezieht sich auf ein dämpfungsoptimierbares Drehsteifigkeitssystem variabler Steifigkeit und Dämpfung mit unverändertem Einschwingungsverhalten bei Änderung der Drehsteifigkeit, indem das elektromagnetische Drehsteifigkeitselement sowie das Dämpfungssystem getrennt angeordnet und mit einer Achse gemeinsam drehbar verbunden sind.
Wie bekannt, finden Drehsteifigkeitselemente variabler Steifigkeit auf dem elektromagnetischen Prinzip Verwendung, wobei sich ringförmige Polpaare in beliebiger Anordnung, durch einen Luftspalt getrennt, gegenpolig gegenüberstehen und in diesem Luftspalt ein beweglicher, mit einem elektrischen Strom versehener Leiter Rückstellkräfte erzeugt.und durch Variierten der Stromstärke dieselben verändert werden können. (DT-OS 2455355). Weiterhin ist bekannt, dieselbe Anordnung in Verbindung mit einer elektromagnetischen Wirbelstrombremse als integriertes Drehsteifigkeits-Dämpfungssystem zu verwenden, Dabei wird der Leiter des Drehsteifigkeitselementes so in eine Scheibe aus antimagnetischem, elektrisch leitendem Material integriert, daß die Kombination wiederum im Luftspalt von gegensinnig angeordneten magnetischen Polpaaren drehbar angeordnet werden kann. Ein solches Drehsteifigkeits-Dämpfungssystem kann für sich und in Verbindung mit an ihm angeschlossenen Massenträgheitsmomenten hinsichtlich seiner dynamischen Eigenschaften in grober Näherung als lineares Drehschwingungssystem mit geichwindigkeitsproportionaler Dämpfung angesehen werden. Damit gilt + B + D + D 49O (1) 3= Massenträgheitsmoment B - Dämpfungskonstante D = Drehfederkonstante Die Lösung dieser Differentialgleichung ergibt für den sogenannten Dämpfungsgrad Der Betrag des Dämpfungsgrades # bestimmt, wie aus der Enveloppen-Gleichung (3) für den Einschwingungsgang hervorgeht, E = C.. e~4@tt entscheidend das Einschwingungsverhalten eines gedämpften Drehschwingungssystems.
Verwendet man daher, wie bisher bekannt, ein Drehsteifigkeitselement variabler Steifigkeit mit integrierter konstanter Drehsteifigkeit, so ergibt sich bei variierender Steifigkeit nach den angcfnhrten Gleichungen (2) und (3) ein veränderliches Einschwingungsverhalten und damit entweder eine Veränderung der Schwingungseigenschaften in Richtung periodisch oder aperiodisch gedämpfter Schwingungen, je nachdem, ob die Steifigkeit erhöht oder vermindert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, welches die genannten Nachteile, wie z.B. die Veränderung des Einschwingungsverhaltens, vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Dämpfungssystem aus Polpaaren in beliebiger Anordnung besteht, die durch einen Luftspalt getrennt, gegenpolig gegenüberstehen und in diesem eine drehbare Wicklungsträgerscheibe aus elektrisch leitendem antimagnetischem Material besteht und mit einer Wicklung versehen ist, derart, daß die Wicklungsträgerscheibe selbst einen Teil der Dämpfung und die lJicklung den restlichen Teil der Dämpfung bringt, wobei die optimale Dämpfung dadurch erreicht wird, daß durch Regelung des Kurzschlußstromes der Gegen-EMK mit Hilfe von Widerständen das Dämpfungssystem sich der Steifigkeit des auf gleicher Achse befindlichen Drehsteifigkeitselementes anpaßt.
Wird nun ein solches Dämpfungselement mit einem Steifigkeitselement kombiniert, so läßt sich bei Variation der Steifigkeit die Dämpfung immer in einem solchen Maße variieren, daß das Gesamtsystem auf dem einmal gewünschten Dämpfungsgrad gehalten werden kann und somit dämpfungsoptimiert ist.
Damit ist ein Dämpfungssystem geschaffen, das sich der Steifigkeit des auf gleicher Achse befindlichen Drehsteifigkeitselementes anpaßt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Schnittbild des elektromagnetischen Drehsteifigkeitselementes mit variabler Dämpfung. Auf der linken Seite ist das elektromagnetische Drehsteifigkeitselement aufgebaut.
In dem ersten Gehäuseteil 1 sind zwei Magnetblöcke mit kreisförmig angeordneten Magneten N, S vorgesehen. In einem zwischen den Magnetblöcken befindlichen Luft spalt ist eine Trägerscheibe 2 für einen Draht 3 vorgesehen. Die Trägerscheibe sitzt auf einer Achse 4, die gemäß dem Pfeil 5 drehbar ist. Der linke Magnetblock weist eine Rückschlußscheibe 6 auf.
Das Dämpfungssystem auf der rechten Seite ist genauso wie das Drehsteifigkeitselement auf der linken Seite aufgebaut. In einem zweiten Gehäuseteil 7 befinden sich zwei Magnetblöcke mit Magneten N, S. In einem zwischen den Magnetblöcken befindlichen Luftspalt 8 ist eine Trägerplatte 9 mit einer Wicklung 10 angeordnet. Die Trägerplatte 9 ist um eine Welle 13 gemäß dem Pfeil 12 drehbar.
Die Welle 13 ist mit der Welle 4 starr gekoppelt. Der rechte Magnetblock weist eine Rückschlußscheibe 14 auf. Der rechte Magnetblock des Drehsteifigkeitselementes und der linke Magnetblock des Dämpfungssystems haben eine gemeinsam RückschluRscheibe 15.
Die Wicklung 3 des Drehsteifigkeitselementes wird von einer Gleichstromquelle 16 gespeist. Mit einem Schalter S1 können verschiedene Widerstände R1, R2, R3, R4 eingeschaltet werden, wodurch der Strom entsprechend variiert wird. Auf diese Weise kann die Federkraft geändert werden.
Die Wicklung 10 des Dämpfungssystems bildet mit einem der Widerstände R1l, R12, R13, R14 einen Dämpfungskreis. Der jeweilige Dämpfung widerstand kann mit dem Schalter S2 eingestellt werden. Durch Synchronisation der Schalter S1, S2 können die Federkraft und die Dämpfung gleichzeitig in angepaßter Weise verändert werden.
In dem Drehsteifigkeitselement befindet sich ferner ein Temperaturmeßelement 17, welches einer Steuerschaltung 18 die in dem Drehsteifigkeitselement herrschende Temperatur meldet. Die Steuerschaltung 18 variiert den Strom für das Drehsteifigkeitselement entsprechend den Temperaturänderungen so, daß eine weitgehende Kompensation der durch die Temperaturänderungen bedingten Änderungen der Federkonstanten erreicht wird.
Ansprüche

Claims

Patent ansprüche 11 Dämpfungsoptimierbares Drehsteifigkeitssystem variabler Steifigkeit und Dämpfung mit unverändertem Einschwingungsverhalten bei Änderung der Drehsteifigkeit, indem das elektromagnetische Drehsteifigkeitselement sowie das Dämpfungssystem getrennt angeordnet und mit einer Achse gemeinsam drehbar verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungssystem aus Polpaaren in beliebiger Anordnung besteht, die durch einen Luftspalt getrennt, gegenpolig gegenüberstehen und in diesem eine drehbare Wicklungsträgerscheibe aus elektrisch leitendem antimagnetischem Material besteht und mit einer Wicklung versehen ist, derart, daß die Wicklungsträgerscheibe selbst einen Teil der Dämpfung und die Wicklung den restlichen Teil der Dämpfung bringt, wobei die optimale Dämpfung dadurch erreicht wird, daß durch Regelung des Kurzschlußstromes der CJegen-EMK mit Hilfe von Widerständen das Dämpfungssystem sich der Steiflgkeit des auf gleicher Achse befindlichen Drehsteifigkeitselementes anpaßt.
2. Dämpfungsoptimierbares Drehsteifigkeitssystem variabler Steifigkeit und Dämpfung mit unverändertem Einschwingungsverhalten bei Änderung der Drehsteifigkeit, indem das elektromagnetische Drehsteifigkeitselement sowie das Dämpfungssystem getrennt angeordnet und mit einer Achse gemeinsam drehbar verbunden sind, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsträgerscheibe aus Isolationsmaterial besteht und die Dämpfung nur durch die Wicklung erzielt wird.
3. Dämpfungsoptimierbares Drehsteifigkeitssystemvariabler Steifigkeit und Dämpfung mit unverändertem Einschwingungsverhalten bei Änderung der Drehsteifigkeit, indem das elektromagnetische Drehsteifigkeitselement sowie das Dämpfungssystem getrennt angeordnet und mit einer Achse gemeinsam drehbar verbunden sind, nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß statt Dauermagnete, elektrisch erregte Magnete in Verbindung mit einer sich im Luftspalt bewegenden, aus antimagnetischem elektrisch leitendem Material, drehbar angeordneten Scheibe ohne Wicklung verwendet werden.
4. Dämpfungsoptimierbares Drehsteifikeitssystenvariabler Steifigkeit und Dämpfung mit unverändertem Einschwingungsverhalten bei Änderung der Drehsteifigkeit, indem das elektromagnetische Drehsteifigkeitselement sowie das Dämpfungssystem getrennt angeordnet und mit einer Achse gemeinsam drehbar verbunden sind, nach Anspruch I bis 3 dadurch gekennzeichnet, daR an dem Drehsteifigkeitselement ein Temperaturmeßfühler vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal mit einer Steuerschaltung für den Strom des stromdurchflossenen Leiters verbunden ist, welche die Änderung der Federcharakteristik in Abhängigkeit von der Temperatur durch eine entsprechende gegensinnig wirkende Änderung des Stromes kompensiert.