DE957797C

DE957797C - Torsional vibration damper

Info

Publication number: DE957797C
Application number: DENDAT957797D
Authority: DE
Inventors: Westheim Dr. Walter Biber
Original assignee: Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg A.G., Augsburg
Publication date: 1957-01-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehschwingungsdämpfer zur Beseitigung oder Verminderung der Drehschwingungen von Wellen, insbesondere Kurbelwellen von Brennkraftmaschinen. Es sind bereits Drehschwingungsdämpfer bekannt, bei denen eine gekoppelte Masse das Schwingungssystem entweder durch Reibungswirkung oder Federkopplung beeinflußt und eine Verlagerung der Eigenfrequenz hervorruft. BeiThe invention relates to a torsional vibration damper to eliminate or reduce the torsional vibrations of shafts, in particular Crankshafts of internal combustion engines. Torsional vibration dampers are already known in which a coupled mass influences the oscillation system either by frictional effect or by spring coupling and one Shifting the natural frequency causes. at

ίο einer anderen Bauart wird das Trägheitsmoment der mit der Welle umlaufenden Dämpfungsmasse zwangsweise verändert und demzufolge die Eigenfrequenz des Schwingungssystems aus dem kritischen Schwingungsgebiet verlegt. Diese¹ bekannten Schwingungsdämpfer weisen teils einen komplizierten Aufbau auf, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden, oder sie verbrauchen infolge ihrer besonderen Konstruktion einen beträchtlichen Teil der der Kurbelwelle zugeführten Energie, was zwangläufig eine Verschlechterung des Wirkungsgrades mit sich bringt.In another design, the moment of inertia of the damping mass circulating with the shaft is forcibly changed and consequently the natural frequency of the vibration system is moved out of the critical vibration area. These ¹ known vibration dampers sometimes have a complicated structure, which increases the manufacturing costs, or they consume a considerable part of the energy supplied to the crankshaft due to their special construction, which inevitably leads to a deterioration in efficiency.

Demgegenüber stellt der Drehschwingungsdämpfer nach der Erfindung eine besonders einfache Bauart dar und besteht lediglich aus einer koaxial und gegenüber der Welle verdrehbar angeordneten und mit der Welle durch eine Spreizfederkupplung verbundenen Dämpfungsmasse. Als Kupplung wird dabei eine auf den Kurbelzapfen, aufgewickelte und mit dem einen Ende an der Masse befestigte Spiralfeder verwendet. Auf diese Weise wird unter Aufwendung geringster Mittel eine sehr gute Dämpfung beispielsweise der bei Kurbelwellen von Brennkraftmaschinen auftretenden Drehschwingungen erzielt und durch die langen Federwege überdies ein stoßfreies Arbeiten gewährleistet. Ein besonderer Vorteil eines derartigen Drehschwingungsdämpfers besteht auch darin, daß dieser keiner besonderen Abstimmung bedarf und völlig wartungsfrei ist.In contrast, the torsional vibration damper according to the invention is a particularly simple one Design and consists only of one arranged coaxially and rotatable relative to the shaft and damping mass connected to the shaft by an expanding spring clutch. as Coupling is one on the crank pin, wound and with one end on the Mass attached coil spring used. This is done with the least amount of resources very good damping, for example that which occurs in the case of crankshafts in internal combustion engines Torsional vibrations are achieved and the long spring travel also ensures shock-free operation. A particular advantage of such a torsional vibration damper is that this does not require any special coordination and is completely maintenance-free.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely shows

Fig. ι einen Längsschnitt durch das Kurbelwellenende mit der Dämpfungsmasse nach Linie I-I in Fig. 2,Fig. Ι a longitudinal section through the crankshaft end with the damping mass according to line I-I in Fig. 2,

■ Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1. An der Stelle des größten Ausschlags der zu dämpfenden Schwingung, beispielsweise am verlängerten Wellenzapfen 1 der Kurbelwelle 2, ist in Kugellagern 3 leicht drehbar die Masse 4 angeordnet und mit Seegerringen 5 gegen axiale Verschiebung gesichert. Zwischen dem äußersten Kurbelwellenlager 6 und der Masse 4 ist eine Spiralfeder 7 eng um den Kurbelzapfen 1 aufgewickelt und mit ihrem einen freien Ende mit einer Schraube 8 an der inneren Stirnwand der Masse 4 befestigt. Auf diese Weise ist die Dämpfungsmasse 4 mit der Welle 2 nur in einer Drehrichtung gekuppelt. Soll der Schwingungsdämpfer an einer im Sinne des Uhrzeigers umlaufenden Welle venvendet werden (Fig. 2), so muß die Spiralfeder 7 linksgängig sein, sofern die Masse von der umlaufenden Welle mitgenommen werden soll. Da bekanntlich die Drehzahl der Kurbelwelle über der Zeit aufgetragen sich sinusförmig ändert, ist die Masse im unteren Teil der Kurve, d.h. über die Dauer eines Wellentals, von der Welle abgekuppelt, läuft demzufolge leer und wird erst im oberen Teil der Kurve, d. h. während eines Wellenberges, von der Welle wieder mitgenommen. Weil die Dämpfungsmasse bestrebt ist, ihre momentane Absolutgeschwindigkeit beizubehalten, wirkt die Masse daher bei einer von einer positiven Drehschwingung herrührenden Beschleunigungskraft derselben entgegen und übt damit eine verzögernde Wirkung aus. Bei einer entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufenden Masse ist demnach eine rechtsgängige Schraubenfeder als Kupplung zwischen Dämpfungsmasse und zu dämpfender Welle erforderlich.FIG. 2 shows a section along line II-II of FIG. At the point of the greatest deflection of the oscillation to be damped, for example at the extended one Shaft journal 1 of the crankshaft 2, the mass 4 is arranged in ball bearings 3 so as to be easily rotatable and secured against axial displacement with Seeger rings 5. Between the outermost crankshaft bearing 6 and the mass 4, a spiral spring 7 is tightly wound around the crank pin 1 and with One of its free ends is fastened to the inner end wall of the mass 4 with a screw 8. on in this way, the damping mass 4 is coupled to the shaft 2 in only one direction of rotation. Intended to the vibration damper can be used on a clockwise rotating shaft (Fig. 2), the spiral spring 7 must be left-handed, provided that the mass is carried along by the rotating shaft shall be. As is well known, the speed of the crankshaft is plotted over time changes sinusoidally, the mass is in the lower part of the curve, i.e. over the duration of a wave trough, uncoupled from the shaft, therefore runs empty and is only in the upper part of the curve, i.e. H. during a mountain of waves, taken back by the wave. Because the damping mass strives is to maintain its instantaneous absolute speed, the mass therefore acts at one of a positive torsional vibration resulting from the same acceleration force and exercises thus a delaying effect. In the case of a counter-clockwise rotating mass, is accordingly a right-hand helical spring as a coupling between the damping mass and to damping shaft required.

Claims

Patent claims:

1. Torsional vibration damper to eliminate or reduce the torsional vibrations of Shafts, especially crankshafts of internal combustion engines! with one coaxial and opposite the shaft rotatably arranged damping mass, characterized in that the The damping mass (4) is connected to the shaft (2) by an expanding spring coupling (7, 8), the one wound on the crank pin (1) and one end to the mass (4) attached spiral spring (7).

2. Torsional vibration damper according to claim 1, characterized in that the spiral spring (7) is wound against the direction of rotation of the shaft (2).

3. Torsional vibration damper according to claim 1, characterized in that the mass (4) on the extended crankshaft journal (1) in ball bearings (3), as known per se, rotatable and with a Seeger ring ¹ (5) against axial displacement is secured.