DE2825957C2 - Torsional vibration damper or vibration-damping and torsionally flexible coupling - Google Patents
Torsional vibration damper or vibration-damping and torsionally flexible couplingInfo
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Description
Ap = KAp = K
Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehschwin* gungsdämpfer bzw. eine schwingungsdämpfende und drehelastische Kupplung mit flüssigkeitsgefüllten Kam" mern zwischen Innen- und Außenteil des Dämpfers bzw. der Kupplung, dessen bzw. deren Dämpfung hauptsäch* wobei in dieser Gleichung Δρ den Druckverlust bzw. Dämpfungsbeiwert K einen von der Rey.ioldszahl, den Ein- und Ausströmungsverhältnissen in den Spalt und der Oberflächenrauhigkeit abhängigen Koeffizienten, ν die kinematische Zähigkeit der Flüssigkeit Q die sekundliche FlüssigLiitsmenge, / die in Strömungsrichtung liegende Spaltlänge, b die senkrecht zur Strömungsrichtung liegende Spaltbreite und s die ebenfalls senkrecht zur Strömungsrichtung liegende Spaltstärke bedeuten. Daraus ergeben sich für die bekannten Dämpfer bzw. Kupplungen, bei denen die Drosselquerschnitte konstant bzw. händisch voreinstellbar oder temperaturabhängig sind, empfindliche Nachteile, wie aus folgenden Betrachtungen deutlich hervorgeht:The invention relates to a torsional vibration damper or a vibration-damping and torsionally flexible coupling with fluid-filled chambers between the inner and outer part of the damper or the coupling, the damping of which is mainly Δρ in this equation, the pressure loss or damping coefficient K a dependent Rey.ioldszahl, the input and Ausströmungsverhältnissen into the gap and the surface roughness coefficient, ν the kinematic viscosity of the liquid Q, the sekundliche FlüssigLiitsmenge / lying in flow direction of the gap length, b is the gap width perpendicular to the flow direction and s is the This results in sensitive disadvantages for the known dampers or clutches in which the throttle cross-sections are constant or can be preset manually or are temperature-dependent, as can be clearly seen from the following considerations:
1. Da der Dämpfungsbeiwen direkv. proportional der sekundlichen ölmenge Q ist, haben kleine ölmengen, die bei Schwingungen mit niedriger Frequenz auftreten, kleine und große Ölmengen, also hochfrequente Schwingungen, große Dämpfungsbeiwerte zur Folge. Dämpfer bzw. Kupplungen der eingangs geschilderten Art werden nun vorzugsweise in Schiffsantriebsanlagen mit Festpropellern eingesetzt wobei jene Schwingungsmomente, die bei Resonanz der Hauptharmonischen mit der ersten Eigenfrequenz der Anlage entstehen, die Mindestdrehzahl der Anlage bestimmen. Eine möglichst tiefe Mindestdrehzahl ist beispielsweise beim Manövrieren oder beim Durchfahren von Schiffahrtskanälen wichtig. Hier ist es möglich, die Resonanz durch Verwendung von weichen und im Vergleich zu harten auch größeren Kupplungen zu tieferen Drehzahlen hin zu verlagern, um die Mindestdrehzahl klein zu halten. Bei Verwendung von härteren Dämpfern bzw. Kupplungen könnten aber auch die Schwingungsmomente durch Vergrößerung des Dämpfungsbeiwertes für Schwingungen niedriger Frequenz vermindert werden.1. Since the attenuation factor is direkv. is proportional to the secondary amount of oil Q , small amounts of oil that occur with vibrations with a low frequency, small and large amounts of oil, i.e. high-frequency vibrations, result in large damping coefficients. Dampers or couplings of the type described above are now preferably used in ship propulsion systems with fixed propellers, with those vibration moments that arise when the main harmonics resonate with the first natural frequency of the system, determining the minimum speed of the system. A minimum speed that is as low as possible is important, for example, when maneuvering or driving through canals. Here it is possible to shift the resonance to lower speeds by using soft and, compared to hard, larger clutches in order to keep the minimum speed low. When using harder dampers or clutches, however, the vibration moments could also be reduced by increasing the damping coefficient for vibrations of low frequency.
In solchen Anlagen entstehen aber auch im Nenndrehzahlbereich bei Ausfall eines Zylinders, bedingt durch die dann auftretenden niedrigen harmonischen Ordnungen, Schwingungsmomente niedriger Frequenz, deren Größe ebenfalls durch Vergrößerung des Dämpfungsbeiwertes herabzusetzen wäre.In such systems, however, even in the nominal speed range, if a cylinder fails, Due to the lower harmonic orders that then occur, the vibration moments are lower Frequency, the size of which could also be reduced by increasing the damping coefficient.
Bei Schwingungsmomenten hoher Frequenzen bzw. großer sekundlicher Flüssigkeitsmenge Q könnenIn the case of vibration moments of high frequencies or large secondary quantities of liquid Q can
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hingegen, wie bereits erwähnt, bisher nur große Werte für den Dämpfungsbeiwert erreicht werden. Übersteigt nun bei einer Relativbewegung zwischen Innen- und Außenteil die Druckdifferenz zwischen dem Überdruck in den einen Kammern bzw. dem Unterdruck in den anderen Kammern und dem Zuführdruck der Flüssigkeit in die Kammern diesen Zuführdruck, so kommt es in den einen Kammern zu Kavitation, es entsteht die Gefahr einer V-'erkstoffzerstörung und es tritt gleichzeitig ein zumindest teilweiser Dämpfungsverlust auf.however, as already mentioned, so far only large values for the damping coefficient can be achieved. Now exceeds when there is a relative movement between inner and Outer part is the pressure difference between the overpressure in one of the chambers and the underpressure in the other chambers and the feed pressure of the liquid into the chambers this feed pressure, so it comes in cavitation in one of the chambers, there is a risk of V-material destruction and it occurs at the same time an at least partial loss of damping.
2. Auf Grund der Proportionalität zwischen Dämpfungsbeiwert und Flüssigkeitszähigkeit und der Temperaturabhängigkeit dieser Zähigkeit nimmt mit steigender Temperatur die Zähigkeit und der Dämpfungsbeiwert ab. Im Betrieb stellt sich die Gleichgev/ichtstemperatur des Dämpfers bzw. der Kupplung so ein, daß die durch Dämpfung im Inneren des Dämpfers bzw. der Kupplung erzeugte Wärmemenge und die durch Wärmeleitung bzw. Strahlung von der Oberfläche abgegebenen Wärmemengen gleich sind. Steigt nun durch äußere Einflüsse, wie z.B. durch erhöhte Maschinenraumtemperatur, auch die Oberfächeniemperatur des Dämpfers bzw. der Kupplung, so steigt auch die Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit, womit ihre Zähigkeit sinkt Die damit zusammenhängende verminderte Dämpfungswirkung kann in den zu schützenden Anlagen bzw. im Dämpfer bzw. in der Kupplung selbst zu erhöhten Schwingungsmomenten führen, wodurch eine erneute Temperaturerhöhung auftritt sich der Dämpfungsbeiwert weiter vermindert und so weiter, bis es zum Bruch des Dämpfers bzw. der Kupplung kommt Außerdem ist bei der Dimensionierung des Dämpfer» bzw. der Kupplung meist nicht bekannt, welche Flüssigkeit eingesetzt wird und welche Wärmeabfuhrverhältnisse im Maschinenraum oder im Motorgehäuse vorherrschen. Auch verändert sich die Zähigkeit der verwendeten Flüssigkeit im Laufe der Zeit durch Alterung, so daß eine genaue Angabe des Dämpfungsbeiwertes unmöglich ist.2. Due to the proportionality between the damping coefficient and liquid toughness and the temperature dependence of this toughness decreases with increasing Temperature the toughness and the damping coefficient. The constant temperature is established during operation of the damper or the clutch in such a way that the damping inside the damper or the Coupling generated amount of heat and that by conduction or radiation from the surface given amounts of heat are the same. Now increases due to external influences, such as increased Engine room temperature, including the surface temperature of the damper or the clutch, the temperature of the damping fluid also rises, which means that its Toughness decreases The associated reduced damping effect can affect the to be protected Systems or in the damper or in the clutch itself lead to increased vibration moments, whereby if the temperature rises again, the damping coefficient is further reduced and so on until the damper or the clutch breaks. In addition, when dimensioning the damper » or the coupling mostly not known which liquid is used and which heat dissipation ratios prevail in the engine room or in the motor housing. The toughness also changes used fluid over time due to aging, so that an accurate indication of the damping coefficient is impossible.
3. Wie \ ersuche gezeigt haben, ist der Koeffizient K u.a. von der Reynoldszahl, von den Ein- und Ausströmverhältnissen im Drosselspalt und von der Oberflächenrauhigkeit der Drosselstelle abhängig. Eine genaue Angabe des Dämpfungsbeiwertes für einen Dämpfer bzw. eine Kupplung setzt also auch eine genaue Kenntnis des unter den gegebenen Umständen auftretenden Koeffizienten K voraus. Die genaue Kenntnis des Koeffizienten K ist aber deshalb von Interesse, da z. B. ein kleinerer als vermuteter Dämpfungsbeiwert zu größeren als vorausberechneten Schwingungsmomenten bzw. ein größerer als vermuteter Dämpfungsbeiwert zu größeren Druckdifferenzen und damit verbunden eventuell zu Kavitation und Dämpfungsverlusten führen kann.3. As has been shown, the coefficient K depends, among other things, on the Reynolds number, on the inflow and outflow conditions in the throttle gap and on the surface roughness of the throttle point. A precise specification of the damping coefficient for a damper or a clutch therefore also requires precise knowledge of the coefficient K that occurs under the given circumstances. The exact knowledge of the coefficient K is of interest because z. B. a lower than assumed damping coefficient can lead to greater than predicted vibration moments or a greater than assumed damping coefficient to greater pressure differences and, associated therewith, possibly to cavitation and damping losses.
4. Von einem Dämpfer bzw. einer Kupplung wird eine radiale Verlagerungsmöglichkeit verlangt, die eine gewisse Mindestspaltstärke zwischen Innen- und Außenteil bedingt Mit zunehmender Spaltstärke vermindert sich aber der Dämpfungsbeiwert mit der Potenz, was sehr unerwünscht ist und bei großen Verlagerungsmöglichkeiten zu geringen erreichbaren Dämpfungsbeiwerten führt Dies ist zwar dadurch zu umgehen, daß die Spalte zwischen Innen- und Außenteil durch Dichtleisten verschlossen werden, doch muß dann4. From a damper or a clutch, a radial displacement option is required, the one Certain minimum gap thickness between inner and outer part is conditional with increasing gap thickness but the damping coefficient decreases with the power, which is very undesirable and with large Possibilities for shifting leads to low attainable damping coefficients avoid the fact that the gaps between the inner and outer parts are closed by sealing strips, but then must
z. B. durch Nuteil in der Seitenplatte für die Drosselspalte gesorgt sein. Auch ist zu bedenken, daß die Stärken der Drosselspalte tolein und die dafür üblichen Bearbeitungstoieranzen groß sind, so daß ein unerwünschter Einfluß der Bearbeitungstoleranzen auf den Dämpfungsbeiwert entsteht, welcher Einfluß noch dadurch verstärkt wird, daß eben der Dämpfungsbßiwert der 3. Potenz der Spaltstärke umgekehrt proportional istz. B. by groove part in the side plate for the throttle column be taken care of. It should also be borne in mind that the strengths of the throttle gap are tolein and the usual ones Machining tolerances are large, so that an undesirable influence of the machining tolerances on the The damping coefficient arises, which influence is reinforced by the fact that the damping coefficient is the same is inversely proportional to the 3rd power of the gap thickness
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und einen Dämpfer bzw. eine Kupplung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, dessen bzw. deren Dämpfungsbeiwert in weitgehender Unabhängigkeit von der sekundlichen Flüssigkeitsmenge Q, von der Zähigkeit der verwendeten Flüssigkeit vom Koeffizienten K und von der Bearbeitungstoleranz des Drosselspaltes sich nach einer wählbaren Kennlinie selbständig einstelltThe invention is therefore based on the object of avoiding these disadvantages and of creating a damper or a clutch of the type described above, whose damping coefficient is largely independent of the secondary amount of liquid Q, of the viscosity of the liquid used by the coefficient K and from the machining tolerance of the throttle gap adjusts itself automatically according to a selectable characteristic
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der bewegliche Drosselteil für eine selbsttätige Einstellung des Drosselquerschnittes in einem vorbestimmten Abhängigkeitsverhältnis zu den üruckunterschieden der jeweils in den Kammern bzw. der Drosselstelle herrschenden Flüssigkeitsdrücke im Sinne einer Querschnittsverengung der Drosselste.it federbelastet ist Da es also keine Drosselstelle mit konstantem bzw. händisch vorwählbarem oder nur temperaturabhängigem Querschnitt gibt sondern eine sich auf die gerade herrschenden Druckverhältnisse einstellende, variable Drossclstelle vorhanden ist kommt es zu einem stets allen Gegebenheiten Rechnung tragenden Betriebspunkt des Dämpfers bzw. der Kupplung, wobei für die Wählbarkeit dieses Betriebspunktes bzw. des Dämpfungsbeiwertes die Charakteristik der dem beweglichen Drosselteil zugeordneten Feder zusammen mit der Form und Beweglichkeit dieses Drosselteiles selbst maßgebend sind Der bewegliche Drosselteil reagiert unmittelbar auf die eintretenden Druckverhältnisse, so daß sich stets eine sich selbst einstellende Drosselweite ergibt, die auf Grund der Federkennlinie auch mühelos vorbestimmbar ist. Durch die Wahl der Feder kann daher der Betriebspunkt bzw. der Dämpfungsbeiwert bestimmt werden. Um eine konstruktiv einfachere Bauweise zu erreichen, wird die variable Drosselstelle zwischen zwei Abschnitte eines Ausgleichsraumes gelegt da sich durch den Ausgleichsraum die Anordnung von Drosselspalte zwischen den einzelnen Kammern erübrigt und mit einer gemeinsamen Drosselstelle zwischen den Ausgleichsraumabschnitten das Auslangen gefunden wird, in denen ja die gleichen Flüssigkeitsdrücke herrschen wie in den jeweils ihnen zugeordneten Kammern. Die Trennwand des Ausgleichsraumes bietet außerdem unkomplizierte Konstruktionsmögiichkeiten zur Schaffung eines beweglichen Drosselteilts für die Einstellbarkeit des Drosselquerschnittes. The invention solves this problem in that the movable throttle part for automatic adjustment of the throttle cross-section in a predetermined relationship to the pressure differences the liquid pressures prevailing in the chambers or the throttle point in the sense of a cross-sectional constriction der Drosselste.it is spring-loaded. manually preselectable or only temperature-dependent cross-section but a straight line There is always a variable throttle point that adjusts the prevailing pressure conditions operating point of the damper or clutch that takes all circumstances into account, whereby for the Selectability of this operating point or the damping coefficient, the characteristic of the movable one Throttle part associated spring together with the shape and mobility of this throttle part itself The moving throttle part reacts directly to the pressure conditions, see above that there is always a self-adjusting throttle width, which is also effortless due to the spring characteristic is predeterminable. The operating point or the damping coefficient can therefore be determined by the selection of the spring to be determined. In order to achieve a structurally simpler design, the variable throttle point placed between two sections of a compensation space as the arrangement of throttle gaps between the individual chambers superfluous and with a common Throttle point between the compensation space sections is sufficient, in which yes the same Liquid pressures prevail as in the chambers assigned to them. The partition wall of the compensation room also offers uncomplicated construction options for creating a movable one Throttle part for the adjustability of the throttle cross-section.
Eine dieser Möglicnkeiten ergibt sich erfindungsgemäd dadurch, daß die Trennwand aus zwei verschiebbaren, gegeneinander federbelasteten Kolben besteht, zwischen deren einander zugekehrten Kolbenböden die Drosselstelle hindurchführt. Die Kolben werden dabei nicht nur von den Kolbenfedern, sondern auch jeweils beidseitig von ^en Flüssigkeiten beaufschlagt so daß durch die der jeweiligen Gleichgewichtslage zwischen Flüssigkeitsdrücken und Federkräften folgende Abstimmbewegung der Kolben ein exakt funktionierender Regelmechanismus geschaffen ist, wobei das Abhängigkeitsverhältnis des Drosselquerschnittes von den Flüssigkeitsdruck &ή durch die Kennlinien der verwendeten Kolbenfedern bestimmt wird, da diesen Kennlinien gemäß jeder Federkraft ein bestimmter Federweg zugeordnet ist und sich daher die Kolbenböden je nachOne of these possibilities arises according to the invention in that the partition consists of two displaceable, mutually spring-loaded pistons, between the piston heads facing each other, the throttle point passes through. The pistons are not only acted upon by the piston springs, but also by fluids on both sides, so that the tuning movement of the pistons following the respective equilibrium position between fluid pressures and spring forces creates an exactly functioning control mechanism, whereby the relationship between the throttle cross-section and the fluid pressure & ή is determined by the characteristics of the piston springs used, since these characteristics are assigned a certain spring travel according to each spring force and therefore the piston crowns vary depending on
■ herrschenden Drücken in gewünschtem Maß nähern bzw. voneinander entfernen was automatisch die Einstellbarkeit der Drosselstelle mit sich bringt.■ Approach the prevailing pressures to the desired extent or move away from each other which automatically results in the Adjustability of the throttle point brings with it.
Je nach gewünschter Kennlinie und je nach den vorhandenen Platzverhältnissen können erfindungsgemaß als Kolbenfedern Schraubenfedern oder Tellerfedern dienen.Depending on the desired characteristic and depending on the available space, according to the invention coil springs or disc springs serve as piston springs.
Um die Beweglichkeit der Kolben innerhalb eines funktionssicheren Maßes zu halten und bei Bruch der Kolbenfedefn einen bestimmten Mindestdämpfungsbeiwert zu garantieren, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung die Verschiebbarkeit der Kolben durch Anschläge begrenzt so daß der Drosselquerschnitt einstellbare Größen nicht überschreiten kann. Außerdem verbessern diese Anschläge den Regelmechanis- is mus, da sich bei entsprechender Druckdifferenz einer der Kolben an einen Anschlag anlegt und nur der andere den Gleichgewichtsbedingungen gemäß verschiebbar bleibtIn order to keep the mobility of the piston within a functionally reliable level and in case of breakage of the Piston springs have a certain minimum damping coefficient to guarantee, according to a further development of the invention, the displaceability of the pistons is achieved Limit stops so that the throttle cross-section cannot exceed adjustable sizes. aside from that These stops improve the control mechanism, since with a corresponding pressure difference a the piston rests against a stop and only the other is displaceable according to the equilibrium conditions remain
Eine weitere Möglichkeit, mit der Trennwand den beweglichen Drosselteil der Drosselstelle zu schaffen, ergibt sich erfindungsgemäß, wenn die Trennwand aus zwei beiderseits eines Füllkörpers angeordneten Membranen besteht, zwischen denen und dem Füllkörper die Drosselstelle vorgesehen ist Bei dieser im Ausgleichsraum ortsfesten Trennwand reagieren die Membranen auf die herrschenden Druckdifferenzen und öffnen entsprechende Drosselstellen zwischen sich und dem Füllkörper. Dabei wird die Flüssigkeit natürlich immer zwischen der Membrane und dem Füllkörper hindurchgedrückt, die den Abschnitt des Ausgleichsraumes begrenzt in dem gerade der geringe Flüssigkeitsdruck herrscht Bei dieser recht einfachen Bauweise können die Größen des Dämpfungsbeiwertes durch die Steifigkeit der Membrane bestimmt werden.Another possibility to create the movable throttle part of the throttle point with the partition, results according to the invention when the dividing wall consists of two membranes arranged on both sides of a filler body exists, between which and the filler body the throttle point is provided In this case in the compensation chamber stationary partition, the membranes react to the prevailing pressure differences and open corresponding throttling points between you and the filler body. The liquid will of course always be between the membrane and the filler body, which is the section of the compensation chamber limited in that the low liquid pressure prevails. With this very simple design, you can the sizes of the damping coefficient are determined by the stiffness of the membrane.
Eine hinsichtlich des Konstruktionsaufwandes besonders günstige Ausgestaltung des Dämpfers bzw. der Kupplung wird dadurch erreicht daß erfindungsgemäß als Trennwand eine mittig eingespannte Scheibenfeder od. dgl. dient, deren Außenrand mit der vorzugsweise eine umlaufende Drosselkante aufweisenden Wandung des Ausgleichsraumes die Drosselstelle bildet Die Auslenkung des Randes aus der Scheibenebene entsprechend den herrschenden Druckdifferenzen in den Ausgleichsraumabschnitten ergibt das Maß für die Größe des Drosselquerschnittes, wobei die Abhängigkeit der Querschnittsgröße von diesen Druckverhältnissen wieder durch die Federungseigenschaften der Scheibenfeder od. dgl. charakterisiert istA particularly favorable design of the damper or the in terms of the construction effort Coupling is achieved in that, according to the invention, a disc spring clamped in the middle as a partition wall or the like, the outer edge of which with the wall preferably having a circumferential throttle edge of the compensation space forms the throttle point. The deflection of the edge from the plane of the pane according to the prevailing pressure differences in the compensation chamber sections results in the measure for the Size of the throttle cross-section, the dependence of the cross-sectional size on these pressure conditions is again characterized by the suspension properties of the woodruff key or the like
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt und zwar zeigt Fig. 1 ein Druck-Weg-Diagramm zur Bestimmung des Betriebspunktes eines Dämpfers bzw. einer Kupplung, F i g. 2 und 3 einen erfindungsgemäßen Dämpfer bzw. eine Kupplung im Axialschnitt nach der Linie H-II der F i g. 3 bzw. im Querschnitt nach der Linie ΙΙΙ-ΠΙ der F i g. 2, sowie die F i g. 4 und 5 zwei weitere Ausführungsbeispiele jeweils im AxialschnittIn the drawing, the subject matter of the invention is shown schematically in several exemplary embodiments namely, Fig. 1 shows a pressure-travel diagram for determining the operating point of a damper or a clutch, F i g. 2 and 3 show one according to the invention Damper or a clutch in axial section along line H-II in FIG. 3 or in cross section according to the line ΙΙΙ-ΠΙ of FIG. 2, as well as FIG. 4 and 5 two further exemplary embodiments, each in an axial section
Im Diagramm der F i g. 1 mit der Ordinate Ap (Druckdifferenz zum FüUdruck der Kammern) und der Abszisse s (Spaltstärke) sind drei Kennlinien a, b, c des Dämpfungsbeiwertes eingezeichnet wobei a die Auslegelinie und b bzw. c Kennlinien mit einem um 0,25 bzw. 4mal größeren WertIn the diagram of FIG. 1 with the ordinate Ap (pressure difference to the bottom pressure of the chambers) and the abscissa s (gap thickness) three characteristics a, b, c of the damping coefficient are drawn in, where a is the extension line and b and c characteristics with a 0.25 and 4 times larger value
i —i -
K- r ■ Q-η-K- r ■ Q-η-
als bei der Auslegelinie bedeuten. Wird nun ein Dämpfer bzw. eine Kupplung mit konstantem Drosselquerschnitt verwendet, ergibt sich die fixe Regelkennlinie d, ist hingegen erfindungsgemäß der Drosstlquerschnitt einstellbar^ kann die Regelkennlinie je nach Wahl des Regelfnechänisfnüs füf die Einstellbarkeit der Drossel· stelle frei bestimmt werden, was beispielsweise auf einfache Weise bei einem beweglichen, federbelasteten Drosselteil durch Auswahl der eingesetzten Federn möglich ist, deren Federkennlinien dann beispielsweise eine steigende Regelkennlinie e, eine konstante Kennlinie f öder eine fallende Kennlinie g mit sich bringt Der Betriebspunkt ρ ergibt sich dabei ja im Schnittpunkt der entsprechenden Regelkennlinien mit den Kennlinien des Dämpfungsbeiwertes, so daß der Dämpfungsbeiwert durch die Charakteristik der Einsteilbarkeit des Drosselquerschnittes im gewünschten Maße an gegebene Betriebsbedingungen des Dämpfers bzw. der Kupplung angepaßt werden kann.than mean at the display line. If a damper or a clutch with a constant throttle cross-section is used, the result is the fixed control characteristic curve d; however, if the throttle cross-section is adjustable according to the invention, the control characteristic can be freely determined depending on the choice of the control mechanism for the adjustability of the throttle point, which can be, for example, easily determined as is possible with a mobile spring-loaded restrictor portion by selection of springs used, the spring characteristic then, for example, a rising control characteristic e, a constant characteristic f barren a falling characteristic g brings with it the operating point ρ results here yes at the intersection of the corresponding control characteristics with the Characteristic curves of the damping coefficient, so that the damping coefficient can be adapted to the given operating conditions of the damper or the clutch to the desired extent through the characteristic of the adjustability of the throttle cross-section.
VufuuisciZung für die crfindüngSgCmäS bcCiPifiußbsVufuuisciZung for crindüngSgCmäS bcCiPifiußbs
fen Dämpfungsbeiwerte sind Drehschwingungsdämpfer bzw. schwingungsdämpfende und drehelastische Kupplungen, bei denen zwischen Innentei! 1 und Außenteil 2 flüssigkeitsgefüllte Kammern 3, 4 vorgesehen sind und die Dämpfung im wesentlichen darauf beruht daß bei einer Relativbewegung zwischen Innen- und Außenteil die Flüssigkeit auf Grund der auftretenden Volumsänderungen der Kammern und der damit zusammenhängenden Dfiitkunterschiede zwischen den Kammern über Drosselstellen von den einen in die anderen Kammern verdrängt wird. Um dabei nicht zwischen allen Kammern eigene Drosselspalte vorsehen zu müssen, ist gemäß den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Innenteil 1 ein Ausgleichsraum 5 ausgebildet der zwei nur über eine gemeinsame Drosselstelle zusammenhängende Abschnitte 6, 7 aufweist von denen der eine Abschnitt 6 über Bohrungen 8 mit den Kammern 3 bzw. der Abschnitt 7 über Bohrungen 9 mit den Kammern 4 in Verbindung stehen, deren Volumen sich bei einer Relativbewegung von Innen- und Außenteil I1 2 stets gleichsinnig ändert. Dadurch herrschen in diesen beiden Abschnitten 6, 7 auch die gleichen Druckverhältnisse wie in den ihnen zugeordneten Kammern 3, 4, und es kommt trotz der einzigen Drosselstelle zwischen diesen Abschnitten zu einer gewünschten Dämpfungswirkung.fen damping coefficients are torsional vibration dampers or vibration-damping and torsionally flexible couplings, in which between inner parts! 1 and outer part 2 liquid-filled chambers 3, 4 are provided and the damping is essentially based on the fact that in the event of a relative movement between the inner and outer part, the liquid due to the changes in volume of the chambers and the associated differences in flow between the chambers via throttle points from the one in the other chambers are displaced. In order not to have to provide separate throttle gaps between all chambers, a compensation chamber 5 is formed in the inner part 1 according to the embodiments shown in the drawing, which has two sections 6, 7 connected only via a common throttle point, of which one section 6 has bores 8 the chambers 3 or the section 7 are connected to the chambers 4 via bores 9, the volume of which always changes in the same direction with a relative movement of the inner and outer parts I 1 2. As a result, the same pressure conditions prevail in these two sections 6, 7 as in the chambers 3, 4 assigned to them, and a desired damping effect occurs despite the single throttle point between these sections.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 und 3 wird der Ausgleichsraum 5 durch zwei zwischen Anschlägen verschiebbare Kolben 10, 11 in seine Abschnitte 6,7 geteilt wobei die Kolben gegeneinander über Schraubenfedern 12,13 belastet sind und zwischen ihren Kolbenboden 14, 15 die Drosselstelle 16 widen. Der Regelmechanismus für die Größe des Drosselquerschnittes ergibt sich dabei durch die jeweilige Gleichgewichtslage zwischen den Federkräften und den Druckkräften beiderseits der Kolben. Wird beispielsweise der Innenteil 1 so gegenüber dem Außenteil 2 bewegt daß sich die Kammern 3 verkleinern und die Kammern 4 vergrößern, entsteht relativ zum Normaldruck der in die Kammern über die Bohrung 17 zugeführten Flüssigkeit in den Kammern 3 ein Überdruck und in den Kammern 4 ein Unterdruck, wobei die Kammern 3 über die Bohrungen 8, die Drosselstelle 16, die Durchleitungsbohning 18, den Ausgleichsraumabschnitt 7 und die Bohrungen 9 mit den Kammern 4 verbunden sind. Auf Grund der Ausgleichsbohrung 19 herrscht daher der Überdruck der Kammern 3 auch im Ausgleichsraumabschnitt 6, wogegen im Abschnitt 7 der Unterdruck der KammernAccording to the embodiment of FIG. 2 and 3 is the compensation space 5 by two between Stops displaceable piston 10, 11 divided into its sections 6,7 wherein the pistons against each other are loaded via coil springs 12, 13 and the throttle point 16 widen between their piston heads 14, 15. The control mechanism for the size of the throttle cross-section results from the respective Equilibrium position between the spring forces and the compressive forces on both sides of the piston. For example the inner part 1 relative to the outer part 2 moves that the chambers 3 and reduce the size Enlarging chambers 4 arises relative to the normal pressure in the chambers via the bore 17 supplied liquid in the chambers 3 an overpressure and in the chambers 4 a negative pressure, wherein the chambers 3 via the bores 8, the throttle point 16, the Durchleitungsbohning 18, the Compensation space section 7 and the bores 9 are connected to the chambers 4. Due to the compensating bore 19 there is therefore the overpressure of the Chambers 3 also in compensation space section 6, whereas in section 7 the negative pressure of the chambers
4 auftritt und sich in der Drosselstelle 16 radial von außen nach innen ein steter Übergang vom Überdruck zum Unterdruck einstellt Die jeweils auf beiden Seiten der Kolben 10, Il wirkenden Kräfte ergeben für den Kolben 10 eine resultierende Kraft in Richtung Drosseistelle, die noch durch die Kraft der vorgespannten Feder 12 verstärkt wird, und drücken diesen Kolben 10 6c'p,en den Anschlag 20, der diese Bewegung begrenzt Die resultierende Kraft für den Kolben 11 wirkt in gleicher Richtung wie die für den Kolben 10, nur ist diese resultierende Druckkraft der Kraft der Feder 13 entgegengerichtet, so daß sich der Kolben 11 entsprechend der Gleichgewichtslage zwischen diesen beiden Kräften verschiebt, welche Gleichgewichtslage daher auch den Regelmechanismus für den Drosselquerschnitt bedingt Ist nämlich der gerade vorhandene Querschnitt der Drosselstelle 16 zu klein, so entsteht eine Differenzkraft zwischen den Flüssigkeitskräften Und der Federkraft, die ein Zusammendrücken der Feder 13 nach sich zieht damit auf Grund der Folgebewegung des Kolbens 11 den Drosselquerschnitt vergrößert die Differenzkraft absinkt und sich entsprechend der gewählten Kennlinien die Resultierende der Flüssigkeitsdrücke und der Federkraft die Waage halten. Herrscht nun in den Kammern 4 Überdruck und in den Kammern 3 Unterdruck, ergeben sich in umgekehrter Richtung analoge Verhältnisse, d. h., der Kolben 11 wird auf Grund der Feder 13 und der resultierenden Flüssigkeitsdrücke in Richtung zur Drosselstelle 16 an einen dem Anschlag 20 entsprechenden Anschlag 21 gedrückt der Kolben 10 vom Anschlag 20 abgehoben und soweit entgegen die Feder 12 verschoben, bis die Drosselstelle die Querschnittsgröße aufweist die der sich nach den gewählten Kennlinien einstellenden Gleichgewichtslage zwischen der Resultiefenden der Flüssigkeitskräfte und der Kraft der Feder4 occurs and in the throttle point 16 radially from from outside to inside a constant transition from overpressure to underpressure is established on both sides The forces acting on the piston 10, II result in a resultant force in the direction of the piston 10 Throttling point that is still biased by the force of the Spring 12 is reinforced, and press this piston 10 6c'p, en the stop 20, which this movement The resulting force for the piston 11 acts in the same direction as that for the piston 10, only this resulting pressure force is opposite to the force of the spring 13, so that the piston 11 depending on the position of equilibrium between these two forces, which position of equilibrium shifts hence the regulating mechanism for the throttle cross-section is the one that is currently available Cross-section of the throttle point 16 is too small, a differential force arises between the liquid forces And the spring force that a compression of the spring 13 pulls with it due to the Subsequent movement of the piston 11 increases the throttle cross-section, the differential force decreases and increases accordingly of the selected characteristics, the resultant of the liquid pressures and the spring force the balance keep. If there is now overpressure in chambers 4 and underpressure in chambers 3, this results in analogous conditions in the opposite direction, d. that is, the piston 11 is due to the spring 13 and the resulting liquid pressures in the direction of the throttle point 16 to a stop 20 corresponding When the stop 21 is pressed, the piston 10 is lifted from the stop 20 and so far against the spring 12 shifted until the throttle point has the cross-sectional size that is based on the selected characteristics establishing equilibrium between the end of the result the fluid forces and the force of the spring
12 entspricht Um auch bei einem Bruch der Federn 12,12 corresponds to Um even if the springs 12 break,
13 einen bestimmten Dämpfungsbeiwert zu erhalten, ist die eine Vergrößerung der Drosselstelle 16 mit sich bringende Bewegung der Kolben 10, 11 durch Anschläge 22,23 begrenzt.13 to obtain a certain damping coefficient is an enlargement of the throttle point 16 with it bringing movement of the pistons 10, 11 limited by stops 22,23.
Gemäß Fig.4 ist der Ausgleichsraum 5 durch eine Trennwand in die beiden Abschnitte 6,7 geteilt die aus zwei beiderseits eines Füllkörpers 24 liegenden Membranen 25,26 besteht. Hier übernehmen sozusagen Membranen die Funktion der Kolben, Wobei sich die Drosselstellen 27,28 je nach Druckverhältnissen in den Ausgleichsraumabschnitten 6,7 zwischen der MembranAccording to Figure 4, the compensation space 5 is through a Dividing wall divided into the two sections 6, 7, the two lying on both sides of a filler body 24 Membranes 25,26. Here, so to speak, the membranes take over the function of the pistons, whereby the Throttle points 27, 28 depending on the pressure conditions in the compensation space sections 6, 7 between the membrane
25 und dem Füllkörper 24 bzw. zwischen der Membran25 and the filling body 24 or between the membrane
26 und dem Füllkörper 24 ergeben. Die Größe des Drosselquerschnittes hängt dabei davon ab, wie weit die herrschenden Druckverhältnisse die Membranen von dem Füllkörper abheben können, so daß die gewählte Steifigkeit der Membranen die Regelung des Dämpfungsbeiwertes nach einer gewünschten Kennlinie erlaubt26 and the filler body 24 result. The size of the throttle cross-section depends on how far the The prevailing pressure conditions can lift the membranes from the packing, so that the selected Stiffness of the diaphragms regulating the damping coefficient allowed according to a desired characteristic
Ein konstruktiv besonders einfaches Ausführungsbeispiel ist in F i g. 5 angedeutet, da in diesem Beispiel der Ausgleichsraum 5 lediglich durch eine mittig eingespannte Scheibenfeder 29 geteilt ist die mit einer umlaufenden Drosselkante 30 der Ausgleichsraumwandung zusammenwirkt. Die Drosselstelle 31 entsteht dabei zwischen dieser Drosselkante 30 und dem Außenrand der Scheibenfeder 29, wobei der Drosselquerschnitt durch ein von den Druckverhältnissen in den Abschnitten 6,7 abhängiges Verbiegen des Federrandes 29 gegenüber der Drosselkante 30 einstellbar ist Auch hier ist die Steifigkeit der Scheibenfeder 29 maßgebend für die Regelkennlinie, nach der sich der Dämpfungsbeiwert ergibtA structurally particularly simple embodiment is shown in FIG. 5 indicated, since in this example the Compensation chamber 5 is only divided by a centrally clamped disc spring 29 with a circumferential throttle edge 30 of the compensation chamber wall cooperates. The throttle point 31 arises between this throttle edge 30 and the outer edge of the disc spring 29, the throttle cross-section by bending of the spring edge depending on the pressure conditions in sections 6, 7 29 is adjustable with respect to the throttle edge 30. Here, too, the rigidity of the woodruff key 29 is decisive for the control characteristic, according to which the damping coefficient results
Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings
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