DE2948179A1 - Schwingungstilger - Google Patents

Description

• "Schwingungstilger"
• Die Erfindung betrifft einen Schwingungstilger nac dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Der einsatz von Schwingungstilgern bei Arbeits- und Kraftmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, ist bekannt um eine Abflachung von Drehschwingungsmaxima eines :ellen- insbesondere eines Kurbelwellensystems zu erreichen. Diese Drehschwingungsmaxima entstehen insbesondere im Resonanzbereich eines Kurbelwellensystems.
• Es ist bekannt eine Schwungmasse über eine Federung (Gummifedern) an die Welle bzw. Kurbelwelle anzukoseln. Die Ausschläge zwischen Kurbelwelle und Dämefermasse können im Resonanz fall erheblicn sein, und stellen hohe Anforderungen an die Federung.
• Bei hohen Drehzahlen und relativ langen Kurbelwellen ;wird auf Grund der Zentrifugalkräfte eine hohe Anforderung an die Zugfestigkeit des Verbindungselementes zwischen Kurbelwelle und der Dämpfermasse gestellt. Die Dämpfermasse selbst wird aus einem Material hoher Dichte, wie Blei, Kupfer, Nickel oder anderen schweren Materialien erstellt, und muß dann, da diese Materialien eine geringe Zugfestigkeit aufweisen, am Umfang des Schwingungstilgers in ein Material hoher Zugfestigkeit eingebettet werden.
• Es sind Schwingungstilger bekannt, bei denen Dämpfermassen über ein elastisches Mediummit einem tellerförmigem Konstruktionselement an dessen Umfang eingebettet sind, wobei dieses tellerförmige Konstruktionselement zentral mit der Kurbelwelle fest verbunden ist.
• Bei diesen bekannten Ausführungen ist es zwar möglich durch Änderung der Dämpfermasse und auch durch Dimensionierung des tellerförmigen Konstruktionselementes den Schwingungstilger auf bestimmte Drehzahlbereiche eines Kurbelwellensystems einzustellen. Das Bettungsmaterial für die Dämpfermassen wird bei diesen genannten Ausführungen sehr hoch beansprucht, insbesondere bei großen Ausschlägen zwischen Kurbelwelle und Dämpfermasse, und es kommt auf Grund hoher Formänderungsarbeit zu einer schnellen Abnutzung des Bettungsmaterials. Diese Formänderungsarbeit ist verlorene Energie, die von der Brennkraftmaschine aufgebracht werden muß. Bei diesen bekannten Ausführungen ist es nicht möglich, den Winkelausschlag zwischen Kurbelwelle und Dämpfermasse, der erhebliche Werte annehmen kann, an die Drehzahlen, insbesondere an die Resonanzbereiche eines Kurbelwellensystems anzugleichen.
• Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt einen Schwingungstilger bei einfacher Ausgestaltung, das heißt bei niederen Erstellungskosten und bei möglichst niederem Gesamtgewicht zu erstellen, bei dem sowohl die am Umfang eines Konstruktionselementes angebrachten Dämpfermassen in leichter Art auswechselbar und darüberhinaus das Konstruktionselement welches die Dämpfermassen mit der eigentlichen Kurbelwelle verbindet, rotationselelastisch den unterschiedlichen Anforderungen, insbesondere den Ausschlägen der Dämpfermasse anpassbar und insbesondere so auszubilden, da3 ein Großteil der den Brennkraftmaschinen entzogenen Energie nicht durch Formänderungsarbeit verloren geht.
• Die Gewichtserleichterung eines Schwingungstilgers ist gerade in der heutigen Zeit sehr akut und stellt ein wichtiges Merkmal bei dem Bau von Brennkraftmaschinen für eine Energieeinsparung dar.
• Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
• Durch die rotations-elastische Eigenschaft des Konstruktionselementes als Bindeglied zwischen der dämpfenden Masse bzw.
• Massen und der Welle bzw. Kurbelwelle ist zum einem ein größerer Ausschlag der dämpfenden Massen gewährleistet und zwar bei einem Minimum an Formänderungsarbeit, also Energieeinsparung, zum anderen eine vorher errechenbare und insbesondere an die Resonanzstellen der Brennkraftmaschinen anpassbare Wirkungsweise des Schwingungstilgers gewährleistet.
• Durch Auslegung des Biegeradius sowie durch Formgestaltung insbesondere den Ouerschnitt betreffend, der Speichen ist diese Anpassbarkeit in leichter Weise möglich.
• Nach einem weiteren Merkmal ist aus Gründen der Gewichtseinsparung und um die dämpfenden Massen reibungslos pendeln zu lassen, die axiale Ausdehnung der Speichenscheibe auf einen mimimalen Wert gehalten.
• Zur Anpassung der Federsteifigkeit der Speichen an das Wellen- bzw. Kurbelwellensystem weisen die Speichen einen runden und/oder ovalen Querschnitt auf. Mit anderen Worten der Querschnitt einer einzelnen spiralförmig gebogenen Speiche weist über ihre Länge unterschiedliche Querschnitte auf.
• Die dämpfenden Massen sind vorteilhafterweise aln äußeren Umfang der Speichenscheibe angebracht, beispielsweise durch eine itlemmverschraubunG, die gleichzeitig eine Bettung für die dämpfende Masse darstellt, so daß die auf die dämpfenden Massen einwirkendenden, hohen Zentrifugalkräfte, insbesondere bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschinen, aufgefangen sind.
• Zur Energieeinsparung ist nach einem weiteren trkmal die speichenscheibe aus einem Material mit geringem Gewicht, insbesondere aus V-Glas mit einem E-Modul zwischen 100 000 -2 400 000 kp/cm gefertigt.
• Nachfolgend wird an Hand der beigefügten Zeichnung ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 den Querschnitt und Fig. 2 die Aufsicht auf einen Schwingungstilger.
• Das Sneichenrad 1 hat spiralförmig gebogene Speichen 2 deren Querschnitt sich radial nach außen verjüngt. Der äußere Speichenkranz weist Bohrungen 5 auf, die der Aufnahme einer Schraube 4 dienen, um dämpfende Massen 3 in Klemmstücken 6 festzuschrauben. Der innere Speichenkranz ist unmittelbar an die geschmiedete Nabe der Welle bzw. Kurbelwelle angeschlossen. Die Speichen 2 können zweckmäßigerweise auch in S-Form ausgebildet sein.

Claims (6)

1. P a t e n t a n 5 p r ü c h e ? Schwingungstilger für Arbeits- bzw. Kraftmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen mit hohen Drehzahlen und relativ langen Wellen bzw. Kurbelwellen zur Abflachung von Drehschwingunsmaxima eines Wellen- bzw. Kurbelwellensystems ohne Energieverzehr, wobei Massen mit spezifisch hoher Dichte beispielsweise Blei, Kupfer, Nickel, Zink oder andere geeignete Materialien mit sehr hoher Zugfestigkeit am Umfang eines Konstruktionselementes, das zentral unmittelbar an die geschmiedete Nabe der welle bzw. Kurbelwelle angeschlossen ist, fest angebracht wird dadurch gekennzeichnet, daß das Konstruktionselement eine rotations-elastische Speichenscheibe (1) darstellt.
2. 2. Schwingungstilger nacti Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die rotations-elastische Speichenscheibe (1) in Speichenebene spiralförmig und/oder S-förmig gebogene Speichen (2) aufweist, deren Biegeradius zur Erzielung unterschiedlicher Kennfrequenzen vorher errechenbar und den Brennkraftmaschinen in ihrer Wirkung anpassbar ist.
3. 3. Schwingungstilger nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen der Speichenscheibe einen im wesentlichen runden und/oder ovalen Querschnitt aufweisen.
4. 4. Schwingungstilger nach einem oder mehreren der ornergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Speichenscheibe (1) in axialer Richtung so flach gehalten ist, daß die dämpfenden Messen (3) reibungslos schwingbar sind.
5. 5. Schwingungstiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichent, daß die Masse oder die Massen spezifisch hoher Dichte in leichter Weise austauschhar, beispeilsweise durch eine Klemmverschraubung t4) mit der Speichenscheibe radial außen angebracht sind.
6. 6. Schwingungstilger nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Speichenscheibe V-Glas ist, dessen E-Modul zwischen 2 100 000 - 400 000 kp/cm liegt.