DE3326301A1

DE3326301A1 - Schwinungsdaempfer zur daempfung rotierender massen

Info

Publication number: DE3326301A1
Application number: DE19833326301
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Gebhardt (FH), 8506 Langenzenn
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1983-07-21
Filing date: 1983-07-21
Publication date: 1985-01-31
Also published as: HUT37663A; IT1176401B; IT8421918A1; JPS6037437A; FR2549559B1; GB2146408B; FR2549559A1; IT8421918A0; ZA845610B; GB8417010D0; HU193683B; GB2146408A

Description

M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg

Aktiengesellschaft

Nürnberg, 07. Juli 1983

Schwingungsdämpfer zur Dämpfung rotierender Massen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer zur Dämpfung rotierender Massen, welcher aus einem auf einer Welle, insbesondere Kurbelwelle einer mehrzylindrischen Verbrennungskraftmaschine, anbringbaren Primärteil und einem in radialer Richtung liegenden über ein elastisches Dämpfungsmittel, vorzugsweise Gummi, mit dem Primärteil verbundenen Sekundärteil besteht.

Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer ist beispielsweise aus der DE-OS 25 37 390 bekannt. Er besteht aus einem Schwüngring (auch Sekundärteil genannt).einem Flansch (auch Primärteil genannt) und einer Gummizwischenlage. Dabei ist das Primärteil fest mit der Kurbelwelle verschraubt und das Sekundärteil ist als Keilriemenscheibe zum Antrieb von Hilfsmaschinen ausgebildet. Die elastische Verbindung über dem Gummi ist bei diesem Dämpfer ungebunden, d. h. Primär- und Sekundärteil sind kraftschlüssig durch Pressung miteinander verbunden. Zweck der Dämpfer ist es, die Drehschwingungen der Kurbelwelle zu dämpfen.

Damit der Dämpfer nicht bereits im Bereich ungefährlicher Schwingungsausschlage in Tätigkeit tritt (unnötige Temperaturentwicklung) wird der Dämpfer auf Resonanz mit dem zu dämpfenden System abgestimmt. Dies wird durch geeignete Bemessung der Sekundär- und der Gummimasse erreicht. Ein Dämpfer dieser Art beginnt also erst beim Auftreten von Resonanzdrehzahlen zu arbeiten. Die Dämpfung der Resonanz-

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ausschlage basiert dabei auf folgender Wirkung:

Bei Relativverdrehung vom Sekundärteil gegenüber dem Primärteil wird die Gummizwischenlage verformt und absorbiert auf diese Weise infolge ihrer Dämpfungsfähigkeit einen gewissen Teil der auf sie übertragenen Schwingungsenergie. Eine Temperaturerhöhung der Gummzwischenlage ist die Folge. Die in Wärme umgesetzte Energie wird der zu dämpfenden Motorkurbelwelle entzogen, wodurch sich deren Schwingungsschläge reduzieren.

Die Dämpfungsfähigkeit der Gummischicht beruht auf Ausnutzung der Werkstoffdämpfung und kommt dadurch zustande, daß die Verformung eines Werkstoffes nie rein elastisch erfolgt, d. h. der bei Entlastung zurückgewonnene Energiebetrag ist immer kleiner als der bei der Verformung hineingesteckte.

Als Dämpfungskenngröße benutzt man die verhältnismäßige Dämpfung *ψ.

λ, _ während einer Schwingung in Wärme umgewandelte Energie. ' bei max. Auslenkung aufgespeicherte Formänderungsenergie

Der Dämpfungswert *f* sollte möglichst groß sein. Aus Messungen weiß man, daß 9^ an einem bestimmten Dämpfer um so größer wird, je kleiner die Dämpfertemperatur ist.

An Grenzwerte stößt man, wenn die entstehende Dämpferwärmemenge zusammen mit der Wärmemenge aus der heißen Kurbelwelle nicht mehr ausreichend abgeführt wird, so daß unzulässig hohe Dämpfertemperaturen entstehen. Dadurch verhärtet die Gummischicht frühzeitig, bekommt Risse und als Folge davon wird die Lebensdauer des Dämpfers erheblich verkürzt.

Besonders bei aufgeladenen Hochleistungs-Lkw-Dieselmotoren zeigt sich in zunehmenden Maße, daß die Verwendbarkeit eines Gummidämpfers an der sich einstellenden hohen Bauteiltemperatur scheitern kann.

Um diesen, Problem abzuhelfen, ist es bereits bekannt, im Primärteil annähernd radial nach außen führende, in den Bereich des bzw. der Sekundärteile einmündende Kühlluftöffnungen vorzusehen und am Sekundtärteil Kühlrippen anzubringen (CH-PS 631 528). Abgesehen davon, daß es sich hier um einen Dämpfer anderer Gattung handelt, haben entsprechend große für eine gute Kühlung notwendige Öffnungen im Primärteil den Nachteil, die Festigkeit der Nabe des primären Drehteils herabzusetzen. (Nabenbruchgefahr). Außerdem werden derartige Öffnungen oftmals durch im Durchmesser größere Anbauten, z. B. Lüfter, verdeckt. Es ist dann notwendig, auch Kühlluftbohrungen in der Lüfternabe vorzusehen, was zusätzliche Kosten verursacht.

Damit diese Festigkeitsprobleme überhaupt nicht erst auftreten bzw. damit auch stets eine ausreichende Kühlung gewährleistet ist, ist es auch möglich, einfach größer zu bauen. Durch die größere Oberfläche des-Sekundärteils wird dann auch mehr Wärme abgeführt. Diese Maßnahme ist aus Platz- und Gewichtsgründen aber nicht immer möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, für einen Schwingungsdämpfer der eingangs beschriebenen Art unter Berücksichtigung raumsparender Gesichtspunkte bzw. ausreichender Festigkeit eine stets sichere und gute Kühlung zu schaffen.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Sekundärteil Kühlluftkanäle eingegossen sind, die in axialer Richtung verlaufen und am gesamten umfang des Sekundärteils angeordnet sind.

— b —

Durch diese Merkmale wird die zugrundeliegende Aufgabe voll gelöst. Durch diese Kühlluftkanäle, die so nahe wie möglich an der elastischen Dämpfungseinlage verlaufen, wird die Wärme direkt am Entstehungsort (Umfang der Gummischicht) abgenommen .

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Kühlluftkanäle am Eintritt trichterförmig erweitert. Dadurch werden die Einströmverhältnisse verbessert.

Dadurch, daß die Kanäle am Mündungsende auf hochgezogenem Durchmesser münden, entsteht aufgrund der höheren Strömungsgeschwindigkeit der Luft eine zusätzliche Sogwirkung im Kühlluftkanal.

Auch ist es vorteilhaft, die Querschnitte (Breite und Höhe) der Kühlluftkanäle gemäß den bekannten Gesetzen der Strömungsmechanik auszubilden. Bei einer Vergrößerung der Kühlkanalfläche sind Festigkeitsgesichtspunkte nicht außer Acht zu lassen. So wird man in querschnittsmäßig größer ausgebildeten Kühlluftkanälen Stützrippen vorsehen. In Weiterbildung der Erfindung sind stirnseitig am Sekundärteil zwischen den Austritten der Kühlluftkanäle - wie an sich bekannt - radiale gerichtete Kühlrippen vorgesehen. Diese Kühlrippen, die geradlinig oder in Drehrichtung vorwärts oder rückwärts gekrümmt verlaufen können, sorgen in Verbindung mit den Kühlluftkanälen für eine sichere unmittelbare und ausreichende Wärmeabfuhr aus dem Bereich der Gummischicht.

Einzelheiten der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele entnommen werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Dämpfer gemäß der Schnittlinie I-I in Figur 2

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Dämpfer in Richtung des Pfeiles χ gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 einen Teil einer Draufsicht bei einem anderen Ausführungsbeispiel .

Der Drehschwingungsdämpfer gemäß den Figuren 1 und 2 besteht aus dem Primärteil 1, welches als Flansch ausgebildet und mit der Kurbelwelle verschraubt ist, sowie dem Sekundärteil 2, welches als Keilriemenscheibe zum Antrieb von Hilfsmaschinen ausgebildet ist. Zwischen beiden Teilen liegt eine elastische Dämpfungseinlage 3 aus Gummi vor. Diese ist lediglich zwischen die beiden Teile 1, 2 eingepreßt.

Erfindungsgemäß sind im Sekundärteil 2 am gesamten Umfang verteilt axial verlaufende Kühlluftkanäle 5 eingegossen, welche nahe der Gummischicht 3 zwischen Primärteil 1 und Sekundärteil 2 verlaufen. Die Eintritte 5a dieser Kühlluftkanäle 5 sind jeweils trichterförmig erweitert. Außerdem verlaufen die Kanäle 5 zum Austritt 5b hin radial nach außen.

Stirnseitig sind am Sekundärteil 2 und zwar zwischen den Austritten 5b der Kühlluftkanäle 5 radialgerichtete geradlinig verlaufende Kühlrippen 7 angebracht. Außerdem weist das Primärteil 1 kleinere zusätzliche Kühlluftbohrungen 4 auf, die aber unter Umständen ganz wegfallen können.

Fig. 3 zeigt eine Abwandlung des Dämpfers gemäß den Figuren 1 und 2. Bei dieser Ausführung sind die Kühlluftkanäle 5 im Querschnitt größer ausgebildet als in der Fig. 2. Durch Eingießen von Stützrippen 6 (aus Festigkeitsgründen) im Kanal 5 erfolgt hier eine Unterteilung in 2 Kanäle 5', 5''. Dabei wird die Kühlkanalfäche gegenüber den Kanälen der Fig. 2 um ca. 20 % erhöht. Die beiden Kanäle 5¹, 5¹¹ weisen einen gemeinsamen Eintritt 5a auf. Durch diese Maßnahme kann die Wandstärke am Sekundärteil-Innendurchmesser verringert werden.

LP 22.8851

Claims

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M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft

Nürnberg, 07. Juli 1983

Patentansprüche

fi J Schwingungsdämpfer zur Dämpfung rotierender Massen, welcher aus einem auf einer Welle, insbesondere Kurbelwelle einer mehrzylindrischen Verbrennungskraftmaschine, anbringbaren Primärteil und einem in radialer Richtung liegenden über ein elastisches Dämpfungsmittel, vorzugsweise Gummi, mit dem Primärteil verbundenen Sekundärteil besteht, dadurch gekennzeichnet, daß im Sekundärteil (2) Kühlluftkanäle (5) eingegossen sind, die in axialer Richtung verlaufen und am gesamten Umfang des Sekundärteils (2) angeordnet sind.
2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftkanäle (5) nahe der elastischen Dämpfungseinlage (3) verlaufen.
3. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftkanäle (5) am Eintritt (5a) trichterförmig erweitert sind.
4. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftkanäle (5) zum Austritt (5b) hin radial nach außen verlaufen.
5. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Kühlluftkanäle (5) gemäß den bekannten Gesetzen der Strömungsmechanik gestaltet sind.
6. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß querschnittsmäßig größer ausgebildete Kühlluftkanäle (5) durch eingegossene Stützrippen (6) in mehrere Kanäle (5¹, 5¹¹) unterteilt sind.
7. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß stirnseitig am Sekundärteil (2) zwischen den Austritten (5b) der Kühlluftkanäle (5), wie an sich bekannt, radiaigerichtete Kühlrippen (7) vorgesehen sind.
8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (7) geradlinig oder in Drehrichtung vorwärts oder rückwärts gekrümmt verlaufen.

IP 22.8851