DE3024628C2

DE3024628C2 - Drehschwingungsdämpfer für rotierende Maschinenteile

Info

Publication number: DE3024628C2
Application number: DE19803024628
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Deschler; Hans Ing.(grad.) 8506 Langenzenn Gebhardt
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1980-06-30
Filing date: 1980-06-30
Publication date: 1986-02-27
Also published as: DE3024628A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Drehschwingungsdämpfer für rotierende Maschinenteile, insbesondere für Kurbelwellen von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen, bei dem ein Viskositätsdämpfer und ein Gummidämpfer baulich miteinander verbunden sind. Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer ist aus der DE-OS 25 53 544 bekannt.

Es sind heute im wesentlichen zwei Maßnahmen zur Dämpfung der Drehschwingungen in Verbindung mit Fahrzeugmotoren bekannt, die sich an sich als wirkungsvoll und wartungsfrei erwiesen haben, die aber sowohl in Baugröße als auch in ihrer Wirkung nicht für jeden Einsatz geeignet sind.

Ein Mittel zur Drehschwingungsdämpfung ist der sogenannte »Gummidämpfer«. Ein derartiger Gummidämpfer besteht aus einem Schwungring (auch Sekundärteil genannt), der mit einem auf der zu dämpfenden Welle fest angeordneten Flansch, auch Primärteil genannt, über ein elastisches Glied, im allgemeinen über eine Gummizwischenlage, verbunden ist.

Ein derartiger Schwingungsdämpfer beginnt bei Auftreten von Resonanzen zu arbeiten und durch die elastische Zuschaltung des Sekundärteiles wird das Schwingungssystem in eine weitere Schwingungsform mit Knoten im Dämpfer aufgespalten. Durch gezielte Abstimmung ist es möglich, gefährliche Resonanzen wirksam zu dämpfen.

Die elastische Verbindung über einen Gummi kann bei einem derartigen Dämpfer gebunden oder auch ungebunden sein, d. h. in einem Fall wird die elastische Zwischenschicht aus Gummi mit den beiden Massen (Dämpfungsring und Primärteil) fest verbunden, während bei einer ungebundenen Verbindung der Dämpfungsring durch Pressung der Gummizwischenlage auf das Primärteil aufgesetzt wird. Diese Befestigungsart hat den Vorteil, daß jede Gummisorte verwendet werden kann und nicht etwa nach Vulkanisierfähigkeit ausgewählt werden muß. Daher können in diesem Teil auch Gummimischungen mit maximaler Temperaturbeständigkeit und optimaler Dämpfungseigenschaft eingesetzt werden.

Eine andere Maßnahme zur Drehschwingungsdämpfung besteht in der Anwendung eines Viskositätsdämpfers. Ein derartiger Dämpfer besteht aus einem Schwungring (Sekundärteil), der in einem Gehäuse (Primärtei!) untergebracht ist und dort über Flüssigkeitsreibung eines hochviskosen Öles und seinen zum Gehäuse relativen Bewegungen Drehschwingungen dämpft
Der Viskositätsdämpfer arbeitet bei jeder Relativbewegung zwischen Schwungring und Gehäuse. Dabei steigert sich die Dämpfungskraft mit zunehmender Relativgeschwindigkeit Wegen der losen Verbindung zwischen beiden Teilen erfährt das Schwingungssystem keine Aufspaltung. Es ist daher nur ein Schwingungsrad zu berücksichtigen. Entgegen dem Gummidämpfer führen hier Veränderungen des Schwingungssystems, d. h. der Eigenfrequenz nur unwesentlich zur Verschlechterung der abgestimmten optimalen Dämpfungskonstante. Um bestimmte hohe Resonanzausschläge starker Ordnungen auf ein zulässiges Maß zu dämpfen, ist es dabei erforderlich, wegen der fehlenden Federkopplung größere Schwungringmassen zu verwenden.

Bei einem Gummidämpfer hingegen wird die Beherrschung von Resonanzausschlägen starker Ordnungen durch die Einsatzfähigkeit des Gummimaterials begrenzt.

Wie eingangs erwähnt, ist es auch bekannt, einen Viskositätsdämpfer und einen Gummidämpfer baulich miteinander zu verbinden. Dabei wird der Gummidämpfer von der Flüssigkeit des Viskositätsdämpfers umpült. Hierdurch ergibt sich eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Dämpfertypen, d. h. die beiden Dämpfer arbeiten nicht unabhängig voneinander. Auch hat hier noch die Elastomerschicht neben der elastischen Anbindung eine Dicht- und Lagerungsfunktion zu übernehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Drehschwingungsdämpfer der gattungsgemäßen Art anzugeben, der bei kleinem Bauraum die Vorteile der beiden Dämpfertypen optimal vereinigt. Dabei soll zwischen beiden Dämpfertypen eine klare Trennung vorliegen, so daß sich eine gegenseitige Beeinflussung zweifelsfrei nicht ergibt Außerdem soll dieser Dämpfer in der Lage sein, selbst hohe Resonanzausschläge starker Ordnungen ohne Gefahr einer Beschädigung zu beherrschen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Viskositätsdämpfer ein geschlossenes Gehäuse besitzt, welches ausschließlich seinen Schwungring und die viskose Flüssigkeit aufnimmt, und daß der Gummidämpfer und der Viskositätsdämpfer schwingungstechnisch parallel geschaltet sind, so daß ihre Dämpfungswirkungen voneinander unabhängig sind.

Aufgrund der unabhängigen Arbeitsweise der beiden Dämpfer (jeder Dämpfer bildet eine selbständige Einheit) ist eine gegenseitige Beeinflussung des Schwingungsverhaltens der beiden Teildämpfer ausgeschlossen, wobei eine optimale Dämpfung ermöglicht wird. Der auf Resonanz abgestimmte Gummidämpfer wird dabei durch den Viskositätsdämpfer vor Überlastung geschützt.

Der Gummidämpfer wird dabei auf Resonanz des Triebwerkes abgestimmt mit Beeinflussung der Drehwinkelausschläge der zweiten Schwingungsform, wiih-

rend der Viskositätsdämpfer die Drehwinkelausschläge der ersten Schwingungsform reduziert Damit ist die Möglichkeit geschaffen, durch entsprechende Aufteilung der Dämpfungsfunktion einen hinsichtlich Tiefe kleinen Bauraum zu erreichen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können der Viskositätsdämpfer und der Gummidämpfer entweder radial oder axial zueinander angeordnet sein. Beide Anordnungen sind an sich bekannt So zeigt beispielsweise die gattungsbildende DE-OS 25 53 544 eine radiale An-Ordnung urd die US-PS 36 53 278 eine axiale Anordnung. Bei letzterer Druckschrift handelt es sich aber um zwei abgestimmte Viskositätsdämpfer.

Weiter ist es vorteilhaft, den Dämpfungsring des Gummidämpfers wie an sich bekannt (DE-OS 25 37 390) ungebunden, d. h. durch Pressung der Gummizwischenlage, aufzubringen.

In der Zeichnung ist in einer Schnittdarstellung die Hälfte eines Drehschwingungsdämpfers nach der Erfindung dargestellt. Das Gehäuse 1 (Primärteil; besteht aus einem ringförmigen Teif, das auf einer nicht dargestellten Welle befestigt wird. In dem geschlossenen Gehäuse 1 ist der Schwungring 2 eingebettet, wobei in den Innenraum ein über einen nicht dargestellten Füllstopfen eingefülltes Reibungsmittel, vorzugsweise ein hochviskoses öl 3 gefüllt ist

Auf den äußeren Ring des Gehäuses 1 ist ein Gummiring 4 aufgezogen, auf den ein Dämpfungsring 5 ungebunden aufgepreßt ist. Um nach dem Aufpressen auch bei höchster Belastung ein auch nur geringfügiges seitliches Ausweichen des Dämpfungsringes zu verhindern, sind die einander zugewandten Flächen von Gehäuse 1 und Dämpfungsring 5 mit relativ schwach geneigten Schrägflächen versehen, so daß beide Teile geringfügig ineinandergreifen und ein seitliches Verschieben damit ausgeschlossen wird.

Die Zeichnung zeigt eine vorteilhafte Realisierungsmöglichkeit eines Drehschwingungsdämpfers nach der Erfindung (Viskositätsdämpfer und Gummidämpfer sind radial zueinander angeordnet). Der erfindungsgemäße Effekt kann aber auch durch eine andere Ausführung erreicht werden, indem beispielsweise der Gummidämpfer axial zum Viskositätsdämpfer angebracht wird. Auch in diesem Falle erfolgt eine Aufteilung der Dämpfungsfunktion nach erster und zweiter Schwingungsform, wodurch die Masse der einzelnen als Sekundärteile wirkenden Dämpfer reduziert werden kann, was sich auf die gesamte Baugröße vorteilhaft auswirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Drehschwingungsdämpfer für rotierende Maschinenteile, insbesondere für Kurbelwellen von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen, bei dem ein Viskositätsdämpfer und ein Gummidämpfer baulich miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichne t, daß der Viskositätsdämpfer (1,2,3) ein geschlossenes Gehäuse (1) besitzt, welches ausschließlich seinen Schwungring (2) und die viskose Flüssigkeit (3) aufnimmt, und daß der Gummidämpfer (1, 4, 5) und der Viskositätsdämpfer (1, 2, 3) schwingungstechnisch parallel geschaltet sind, so daß ihre Dämpfungswirkungen voneinander unabhängig sind.

2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Viskositätsdämpfer und der Gummidämpfer radial zueinander angeordnet sind.

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Viskositätsdämpfer und der Gummidämpfer axial zueinander angeordnet sind.

4. Drehschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (5) des Gummidämpfers ungebunden, d. h. durch Pressung der Gummizwischenlage (4), aufgebracht ist.