DE4118132A1 - Rotary vibration damper for IC engine - has viscous damping medium and flywheel has magnetic ring tracks for accurate centring - Google Patents

Rotary vibration damper for IC engine - has viscous damping medium and flywheel has magnetic ring tracks for accurate centring

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DE4118132A1
DE4118132A1 DE19914118132 DE4118132A DE4118132A1 DE 4118132 A1 DE4118132 A1 DE 4118132A1 DE 19914118132 DE19914118132 DE 19914118132 DE 4118132 A DE4118132 A DE 4118132A DE 4118132 A1 DE4118132 A1 DE 4118132A1
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Siegfried Dipl Ing Buettner
Klaus Dr Ing Riemekasten
Holger Dipl Ing Althaus
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BUETTNER, SIEGFRIED, DIPL.-ING., 39120 MAGDEBURG,
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SKL MOTOREN SYSTEMTECH
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/16—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using a fluid or pasty material
    • F16F15/167—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using a fluid or pasty material having an inertia member, e.g. ring
    • F16F15/173—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using a fluid or pasty material having an inertia member, e.g. ring provided within a closed housing

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Abstract

The damper has a flywheel mass floating in a closed chamber of an annular housing. One or more magnetic ring tracks (6, 7) are provided as an active connection in the housing (1) and in the flywheel mass (4) radially opposite relative to the axis of rotation (12). The facing surfaces of the ring tracks deviate in the axial direction (8, 9; 10, 11) from the direction of the axis of rotation. Where there are two active connections, each with two magnetic ring tracks, the faces in the axial direction run parallel to each other. The direction of the faces in the axial direction of one connection deviates by a positive angle. The direction of the faces in the axial direction of the other connection deviates by a negative angle. USE - By altering the angular position or curvature of the faces in the axial direction it is possible to control the size ratio of the radial to axial force components so that the centring of the flywheel mass in the housing is improved.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an einem Drehschwingungsdämpfer mit viskosem Dämpfungsmedium nach Patentanmeldung P 41 02 773.6, der insbesondere für die Dämpfung von Drehschwingungen an Kurbelwellen von Hubkolbenbrennkraftmaschinen Anwendung findet.The invention relates to an improvement in a torsional vibration damper with viscous damping medium after patent application P 41 02 773.6, which is particularly suitable for damping torsional vibrations on crankshafts of reciprocating piston internal combustion engines Application.

Drehschwingungsdämpfer dieser Art bestehen aus einem ringförmigen Gehäuse mit einer geschlossenen Kammer, in der eine Schwungmasse angeordnet ist. Die engen Spalträume zwischen den Kammerwänden und der Schwungmasse sind mit einem Silikonöl von hoher Viskosität gefüllt.Torsional vibration dampers of this type consist of an annular Housing with a closed chamber in which one Flywheel is arranged. The narrow gaps between the chamber walls and the flywheel are with a silicone oil filled with high viscosity.

Beim Anfahren der Maschine wird über das mit der Kurbelwelle fest verbundene Gehäuse die schwimmend angeordnete Schwungmasse durch viskose Reibung mit geführt. Bei gleichförmiger Drehung der Kurbelwelle haben Gehäuse und Schwungmasse die gleiche Umfangsgeschwindigkeit.When starting the machine, the crankshaft firmly connected housing the floating flywheel carried by viscous friction. With more uniform Rotation of the crankshaft have the housing and the flywheel same peripheral speed.

Tritt jedoch eine kritische Drehzahl auf, so führt das Gehäuse die Schwingungsbewegung der Kurbelwelle aus, während die Schwungmasse bestrebt ist, sich gleichförmig weiterzudrehen.However, if a critical speed occurs, the housing leads the vibratory motion of the crankshaft while the flywheel mass strives to keep turning steadily.

Die damit verbundene Relativbewegung zwischen dem Gehäuse und der Schwungmasse ist darüberhinaus infolge der erzwungenen Drehschwingungen der Kurbelwelle über den gesamten Betriebsdrehzahlbereich vorhanden.The associated relative movement between the housing and the flywheel mass is also due to the forced Torsional vibrations of the crankshaft over the entire operating speed range available.

Die durch die Relativbewegung zwischen beiden Teilen auftretenden Schubkräfte sind den Relativgeschwindigkeiten proportional und entgegengerichtet und bewirken die Dämpfung der Schwingung.Those occurring due to the relative movement between the two parts Thrust forces are proportional to the relative speeds and opposed and dampen the vibration.

Die Schwingungsenergie wird dabei infolge der viskosen Reibung in den Flüssigkeitsschichten in Wärmeenergie umgewandelt.The vibration energy is due to the viscous friction converted into thermal energy in the liquid layers.

Aus der DE-OS 27 54 802 ist beispielsweise ein derartiger Drehschwingungsdämpfer bekannt. Es wird ausgeführt, daß eine unmittelbare Berührung zwischen Gehäuse und Schwungmasse möglichst zu vermeiden ist, da die Schmierfähigkeit des eingesetzten Silikonöls relativ gering ist. Such a torsional vibration damper is for example from DE-OS 27 54 802 known. It is stated that an immediate Contact between the housing and the flywheel if possible is to be avoided because the lubricity of the silicone oil used is relatively small.  

Ein Abrieb an den Bauteilen infolge einer Relativbewegung von Gehäuse und Schwungmasse gegeneinander führt zu einem derart hohen Anstieg der Zähigkeit des Silikonöls bzw. zu dessen Zerstörung, daß die Funktionsfähigkeit des Drehschwingungsdämpfers nicht mehr gewährleistet ist.Abrasion on the components due to a relative movement of Housing and flywheel against each other leads to such a high increase in the toughness of the silicone oil or to destroy it, that the functionality of the torsional vibration damper is no longer guaranteed.

Nach der Patentanmeldung P 41 02 773.6 wurde vorgeschlagen, an sich gegenüberliegenden Flächen von Gehäuse und Schwungmasse magnetische Elemente mit einander zugewandter gleicher Polung vorzusehen. Dabei sind die magnetischen Elemente als geschlossene oder unterbrochene Ringbahnen im Gehäuse und in der Schwungmasse angeordnet.After the patent application P 41 02 773.6 was proposed to opposite surfaces of the housing and the flywheel magnetic elements with the same polarity facing each other to provide. The magnetic elements are closed or interrupted ring tracks in the housing and in the flywheel arranged.

Um radiale und axiale Kraftkomponenten zur Zentrierung der Schwungmasse im Gehäuse zu erhalten, ist die Anordnung von einem oder mehreren magnetischen Ringbahnpaaren im Gehäuse vorgesehen, denen jeweils eine magnetische Ringbahn in der Schwungmasse gegenübersteht, wobei die jeweiligen magnetischen Ringbahnen im Gehäuse zu der in Wirkverbindung stehenden magnetischen Ringbahn in der Schwungmasse in Achsrichtung des Drehschwingungsdämpfers versetzt sind.Radial and axial force components for centering the flywheel To get in the case is the arrangement of one or several magnetic ring track pairs provided in the housing, which each has a magnetic ring track in the flywheel, the respective magnetic ring tracks in the housing to the magnetic ring track in operative connection in the Flywheel offset in the axial direction of the torsional vibration damper are.

Es hat sich aber gezeigt, daß sich mit der seitlich versetzten Anordnung der magnetischen Ringbahnen ein axialer Führungseffekt in Bezug auf die Schwungmasse nicht in ausreichender Weise erzielen läßt. Hinzu kommt, daß durch die versetzte Anordnung der zusammenwirkenden magnetischen Ringbahnen außerdem die radiale Komponente der Abstoßkräfte stark verringert und eine Mehrzahl von magnetischen Ringbahnen erforderlich wird. Dadurch wird der technische Aufwand erhöht.However, it has been shown that with the laterally offset Arrangement of the magnetic ring tracks an axial guide effect not achieve sufficient in terms of the flywheel mass leaves. In addition, the offset arrangement of the interacting magnetic ring tracks also the radial Component of the repulsive force greatly reduced and a majority of magnetic ring tracks is required. This will make the technical effort increased.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbesserung der Zentrierung für die Schwungmasse von Drehschwingungsdämpfern mittels im Gehäuse und in der Schwungmasse angeordneter magnetischer Ringbahnen zu schaffen, bei der die durch die zueinander in Wirkverbindung stehenden magnetischen Ringbahnen gebildeten Kraftkomponenten sowohl in radialer als auch verstärkt in axialer Richtung entstehen. The object of the invention is to improve the centering for the flywheel mass of torsional vibration dampers by means of Housing and magnetic ring tracks arranged in the flywheel to create, in which by the one in operative connection standing magnetic ring tracks formed force components both in radial and increasingly in axial Direction arise.  

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeweils im Gehäuse und in der Schwungmasse eine oder mehrere magnetische Ringbahnen radial zur Drehachse gegenüberliegend als Wirk­ verbindung vorgesehen sind, deren einander zugewandte Flächen in Achsrichtung in ihrem Verlauf von der Richtung der Drehachse abweichen.According to the invention this object is achieved in that in each case one or more magnetic ones in the housing and in the flywheel Ring tracks radially opposite the axis of rotation as knitting connection are provided, their mutually facing surfaces in the axial direction in its course from the direction of the axis of rotation differ.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß bei der Anordnung von zwei Wirkverbindungen mit je zwei magnetischen Ringbahnen im Gehäuse und in der Schwungmasse die Flächen in Achsrichtung der jeweils radial gegenüberliegenden magnetischen Ringbahnen zueinander parallel verlaufen, wobei die Richtung der Flächen in Achsrichtung der einen Wirkverbindung um einen positiven Winkelbetrag und die Richtung der Flächen in Achsrichtung der anderen Wirkverbindung um einen negativen Winkelbetrag von der Richtung der Drehachse abweichen.A preferred embodiment of the invention provides that with the arrangement of two operative connections, each with two magnetic Ring tracks in the housing and in the flywheel the surfaces in the axial direction of the radially opposite magnetic Ring tracks run parallel to each other, the Direction of the surfaces in the axial direction of one operative connection by a positive angular amount and the direction of the faces in the axial direction of the other active connection by a negative Angle amount deviate from the direction of the axis of rotation.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Flächen in Achsrichtung gekrümmt sind.Another embodiment of the invention provides that the Surfaces are curved in the axial direction.

Die einzelnen Ausführungsformen der Erfindung können außerdem dadurch gekennzeichnet sein, daß die den magnetischen Elementen benachbarten Zonen des Gehäuses und/oder der Schwungmasse mit Aussparungen versehen sind.The individual embodiments of the invention can also characterized in that the magnetic elements neighboring zones of the housing and / or the flywheel Recesses are provided.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind vor allem darin zu sehen, daß infolge des zur Drehachse schrägen bzw. gekrümmten Verlaufes der sich gegenüberstehenden Flächen in Achsrichtung der magnetischen Ringbahnen neben den radialen Kraftkomponenten verstärkt Kraftkomponenten in axialer Richtung auf die Schwungmasse einwirken.The main advantages of the solution according to the invention are therein to see that due to the inclined or curved to the axis of rotation Course of the opposing surfaces in the axial direction the magnetic ring tracks in addition to the radial force components amplifies force components in the axial direction on the Activate the flywheel.

Durch die Veränderung der Winkellage bzw. der Krümmung der Flächen in Achsrichtung läßt sich das Größenverhältnis der radialen zu den axialen Kraftkomponenten beeinflussen. Die Zentrierung der Schwungmasse im Gehäuse wird dadurch erheblich verbessert.By changing the angular position or the curvature of the surfaces in the axial direction the size ratio of the radial to affect the axial force components. The centering this significantly improves the flywheel mass in the housing.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention is intended to be explained below using an exemplary embodiment are explained in more detail.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt:In the accompanying drawing:

Fig. 1 - einen Drehschwingungsdämpfer im Schnitt mit zwei Wirkverbindungen von magnetischen Ringbahnen Fig. 1 - a torsional vibration damper on average with two operative connections of magnetic ring tracks

Fig. 2 - das Detail einer anderen Ausführungsvariante mit einer Wirkverbindung von magnetischen Ringbahnen. Fig. 2 - the detail of another embodiment variant with an operative connection of magnetic ring tracks.

Der Drehschwingungsdämpfer besteht aus dem Gehäuse 1 mit der durch den kreisringförmigen Deckel 2 verschlossenen Kammer 3, in der die Schwungmasse 4 schwimmend angeordnet ist.The torsional vibration damper consists of the housing 1 with the chamber 3 closed by the annular cover 2 , in which the flywheel 4 is arranged in a floating manner.

Die Spalträume zwischen den Kammerwänden und der Schwungmasse 4 sind mit Silikonöl 5 gefüllt. Am äußeren Umfang der Schwungmasse 4 befinden sich zwei magnetische Ringbahnen 6, die aus ringförmigen Elementen eines geeigneten Permanentmagnetwerkstoffes bestehen.The gaps between the chamber walls and the flywheel 4 are filled with silicone oil 5 . On the outer circumference of the flywheel 4 there are two magnetic ring tracks 6 , which consist of ring-shaped elements of a suitable permanent magnet material.

Die magnetischen Elemente können je nach Erfordernissen geschlossen umlaufende Ringbahnen 6 bilden oder auf ihrer Umfangslinie mit Abstand voneinander angeordnet sein. Korrespondierend zu den magnetischen Ringbahnen 6 sind an der inneren Wand des Gehäuses 1 radial gegenüberliegend zwei magnetische Ringbahnen 7, die den magnetischen Ringbahnen 6 mit gleicher Polung zugewandt sind, angeordnet. Die jeweils radial gegenüberliegenden magnetischen Ringbahnen 6 und 7 bilden eine Wirkverbindung.Depending on the requirements, the magnetic elements can form closed circumferential ring tracks 6 or be spaced apart on their circumferential line. Corresponding to the magnetic ring tracks 6 , two magnetic ring tracks 7 , which face the magnetic ring tracks 6 with the same polarity, are arranged radially opposite one another on the inner wall of the housing 1 . The respectively radially opposite magnetic ring tracks 6 and 7 form an operative connection.

In der Ausführung nach Fig. 1 sind die sich in dem Schnitt darstellenden parallelen Flächen in Achsrichtung 8 und 9 der magnetischen Ringbahn 6 und 7 der einen Wirkverbindung um einen positiven Winkelbetrag und die parallelen Flächen in Achsrichtung 10 und 11 der magnetischen Ringbahnen 6 und 7 der anderen Wirkverbindung um einen negativen Winkelbetrag in Bezug auf die Richtung der Drehachse des Drehschwingungsdämpfers gedreht angeordnet. In the embodiment according to FIG. 1, the parallel surfaces shown in the section in the axial direction 8 and 9 of the magnetic ring track 6 and 7 are the one operative connection by a positive angular amount and the parallel surfaces in the axial direction 10 and 11 of the magnetic ring tracks 6 and 7 of the another operative connection rotated by a negative angular amount with respect to the direction of the axis of rotation of the torsional vibration damper.

In der Ausführung nach Fig. 2 ist im Gehäuse 1 und in der Schwungmasse 4 nur eine Wirkverbindung, bestehend aus den magnetischen Ringbahnen 15 und 16 vorgesehen. Die Flächen in Achsrichtung 13 und 14 der magnetischen Ringbahnen 15 und 16 verlaufen dabei gekrümmt.In the embodiment according to FIG. 2, only one operative connection consisting of the magnetic ring tracks 15 and 16 is provided in the housing 1 and in the flywheel 4 . The surfaces in the axial direction 13 and 14 of the magnetic ring tracks 15 and 16 are curved.

Infolge der Abweichung des Verlaufes der Flächen in Achsrichtung 8, 9 oder 10, 11 bzw. 13, 14 der magnetischen Ringbahnen 6 und 7 bzw. 15 und 16 der jeweiligen Wirkverbindung von der Richtung der Drehachse 12 des Drehschwingungsdämpfers ergibt sich jeweils eine Aufspaltung der magnetischen Abstoßkräfte in radiale und axiale Kraftkomponenten, die in ihrem Verhältnis zueinander durch die Veränderung der Winkelgröße bzw. der Krümmung der Flächen in Achsrichtung 8, 9, 10, 11 bzw. 13, 14 beeinflußbar sind. Zur Verringerung von störenden magnetischen Kraftlinien sind die den magnetischen Ringbahnen 6, 7 bzw. 15, 16 benachbarten Zonen des Gehäuses 1 und der Schwungmasse 4 mit Aussparungen 17 versehen.As a result of the deviation of the course of the surfaces in the axial direction 8, 9 or 10, 11 or 13, 14 of the magnetic ring tracks 6 and 7 or 15 and 16 of the respective operative connection from the direction of the axis of rotation 12 of the torsional vibration damper, there is a splitting of the magnetic Repulsion forces in radial and axial force components, which can be influenced in relation to one another by changing the angular size or the curvature of the surfaces in the axial direction 8, 9, 10, 11 or 13, 14 . To reduce interfering magnetic lines of force, the zones of the housing 1 and the flywheel 4 adjacent to the magnetic ring tracks 6 , 7 or 15, 16 are provided with cutouts 17 .

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used

 1 Gehäuse
 2 Deckel
 3 Kammer
 4 Schwungmasse
 5 Silikonöl
 6 magnetische Ringbahn
 7 magnetische Ringbahn
 8 Fläche in Achsrichtung
 9 Fläche in Achsrichtung
10 Fläche in Achsrichtung
11 Fläche in Achsrichtung
12 Drehachse
13 Fläche in Achsrichtung
14 Fläche in Achsrichtung
15 magnetische Ringbahn
16 magnetische Ringbahn
17 Aussparung 1 housing
2 lids
3 chamber
4 flywheel
5 silicone oil
6 magnetic ring track
7 magnetic ring track
8 area in the axial direction
9 area in the axial direction
10 area in the axial direction
11 area in the axial direction
12 axis of rotation
13 area in the axial direction
14 area in the axial direction
15 magnetic ring track
16 magnetic ring track
17 recess

Claims (4)

1. Drehschwingungsdämpfer mit viskosen Dämpfungsmedium, insbesondere für Hubkolbenbrennkraftmaschinen, mit in einer geschlossenen Kammer eines ringförmigen Gehäuses schwimmend angeordneter Schwungmasse, wobei an sich gegenüberliegenden Flächen des Gehäuses und der Schwungmasse magnetische Elemente in Form geschlossener oder unterbrochener Ringbahnen mit einander zugewandter gleicher Polung vorgesehen sind nach Patentanmeldung P 41 02 773.6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils im Gehäuse (1) und in der Schwungmasse (4) eine oder mehrere magnetische Ringbahnen (6, 7 bzw. 15, 16) radial zur Drehachse (12) gegenüberliegend als Wirkverbindung vorgesehen sind, deren einander zugewandte Flächen in Achsrichtung (8, 9 oder 10, 11 bzw. 13, 14) in ihrem Verlauf von der Richtung der Drehachse 12 abweichen.1. Torsional vibration damper with viscous damping medium, in particular for reciprocating internal combustion engines, with a flywheel floatingly arranged in a closed chamber of an annular housing, magnetic elements in the form of closed or interrupted ring tracks with facing the same polarity being provided on opposite surfaces of the housing and the flywheel mass, according to the patent application P 41 02 773.6, characterized in that in the housing ( 1 ) and in the flywheel ( 4 ) one or more magnetic ring tracks ( 6, 7 or 15, 16 ) are provided radially opposite the axis of rotation ( 12 ) as an operative connection, the mutually facing surfaces in the axial direction ( 8, 9 or 10, 11 or 13, 14 ) differ in their course from the direction of the axis of rotation 12 . 2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anordnung von zwei Wirkverbindungen mit je zwei magnetischen Ringbahnen (6, 7) im Gehäuse (1) und in der Schwungmasse (4) die Flächen in Achsrichtung (8, 9 bzw. 10, 11) der jeweils radial gegenüberliegenden magnetischen Ringbahnen (6, 7) zueinander parallel verlaufen, wobei die Richtung der Flächen in Achsrichtung (8, 9) der einen Wirkverbindung um einen positiven Winkelbetrag und die Richtung der Flächen in Achsrichtung (10, 11) der anderen Wirkverbindung um einen negativen Winkelbetrag von der Richtung der Drehachse (12) abweichen.2. Torsional vibration damper according to claim 1, characterized in that in the arrangement of two operative connections, each with two magnetic ring tracks ( 6, 7 ) in the housing ( 1 ) and in the flywheel ( 4 ), the surfaces in the axial direction ( 8, 9 or 10th , 11 ) of the radially opposite magnetic ring tracks ( 6, 7 ) run parallel to each other, the direction of the surfaces in the axial direction ( 8, 9 ) of the one operative connection by a positive angular amount and the direction of the surfaces in the axial direction ( 10, 11 ) of the other operative connection by a negative angular amount from the direction of the axis of rotation ( 12 ). 3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen in Achsrichtung (13, 14) der magnetischen Ringbahnen (15, 16) gekrümmt sind. 3. Torsional vibration damper according to claim 1, characterized in that the surfaces in the axial direction ( 13, 14 ) of the magnetic ring tracks ( 15, 16 ) are curved. 4. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den magnetischen Elementen benachbarten Zonen des Gehäuses (1) und/oder der Schwungmasse (4) mit Aussparungen (17) versehen sind.4. Torsional vibration damper according to claim 1, characterized in that the zones adjacent to the magnetic elements of the housing ( 1 ) and / or the flywheel ( 4 ) are provided with recesses ( 17 ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10114079C2 (en) * 2001-03-22 2003-06-26 Freudenberg Carl Kg Vibration decoupled pulley

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