DE907365C

DE907365C - Schwingungsdaempfer

Info

Publication number: DE907365C
Application number: DEM7365A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Biber
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1950-10-28
Filing date: 1950-10-28
Publication date: 1954-03-25

Description

Schwingungsdämpfer Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer zur Beseitigung oder Verminderung der Drehschwingungen von Wellen, insbesondere Kurbelwellen von Brennkraftmaschinen. Zu diesem Zwecke sind schon zahlreiche Ausführungen bekannt, deren Wirkungsweise in der Hauptsache darauf beruht, daß eine angekoppelte Masse das Schwingungssystem entweder durch Reibungswirkung oder durch Federkopplung beeinflußt und eine Verlegung der Eigenfrequenz hervorruft. Dabei bewegen sich die Einzelmassen bei Erhöhung der Drehzahl vorzugsweise in radialer Richtung von einer Nullage aus entgegen der Kraft einer Feder infolge der auftretenden Fliehkraft nach außen. Derartige Einrichtungen, die wohl als Schwungrad zu gebrauchen sind, eignen sich jedoch zur Dämpfung von bei einer bestimmten Drehzahl auftretenden Torsionsschwingungen nicht, da die Schwungmassen nur in ihrer Bewegung nach außen gedämpft werden, während sie sich nach innen frei bewegen können.
Eine weitere Bauart löst die Aufgabe dadurch, daß das Trägheitsmoment der mit der Welle umlaufenden Dämpfungsmasse zwangsweise verändert und auf diese Weise ebenfalls die Eigenfrequenz des Schwingungssystems aus dem kritischen Schwingungsgebiet verlegt wird. Alle diese Schwingungsdämpfer zeigen teils einen sehr komplizierten Aufbau, so daß die Herstellungskosten sehr hoch zu liegen kommen, teils verzehren sie einen ganz beträchtlichen Teil der der Kurbelwelle zugeführten Energie und verschlechtern damit den Wirkungsgrad der Maschinenanlage im ganzen.
Zur Behebung der erwähnten Nachteile werden erfindungsgemäß bei einem Schwingungsdämpfer mit radial verschiebbaren mit der Welle umlaufenden Dämpfungsmassen diese derart unter der Einwirkung zweier vorgespannter Federn angebracht, daß durch die gewählte Spannung der Federn jede Dämpfungsmasse während des ganzen Betriebsbereiches elastisch angekuppelt ist. Die Lage der Dämpfungsmassen sowie diese selbst sind dabei so abgestimmt, daß sie mit den Schwingungen der Maschinenanlage im gleichen Verhältnis stehen, und zwar unabhängig von der Drehzahl. Die Bewegung der Massen vollzieht sich deshalb nur noch in verhältnismäßig kleinen Grenzen. Durch die Wahl geeigneter Federabmessungen kann der Schwingungsdämpfer auf die jeweiligen Betriebsverhältnisse abgestimmt werden. Außer seinem einfachen Aufbau und den geringen Herstellungskosten hat der Schwingungsdämpfer nach der Erfindung außerdem den großen Vorteil, nur wenig Platz zu beanspruchen.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines Schwingungsdämpfers nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. I einen Schnit durch einen Dämpfer mit um die Welle radial angeordneten Führungshülsen, Fig. 2 einen Schnitt durch einen Schwingungsdämpfer in abweichender Ausführung.
Bei dem Schwingungsdämpfer nach Fig. I sind radial um die Kurbelwellenachse I zylindrische Führungshülsen 2 angeordnet, in denen die Dämpfungsmassen 3 gleiten. Federn 4 bzw. 5 halten diese Massen 3 in der Schwebe und dienen gleichzeitig zur Abstimmung des Schwingungsdämpfers; sie sind den entsprechenden Betriebsbedingungen angepaßt. Verschlußhauben 6 schließen die Führungshülsen 2 nach außen ab und sind Widerlager für die Federn 4.
Die Wirkungsweise des Schwingungsdämpfers nach Fig. I ist folgende: Kommt das Schwingungssystem in ein schwingungskritisches Gebiet und führt der an die Kurbelwelle angeflanschte Dämpfer dabei Schwingungsbewegungen in Umfangsrichtung aus, so werden die Mässen 3 beispielsweise in eine zusätzliche radiale Schwingungsbewegung versetzt. Dadurch wird der Trägheitsradius und damit das Trägheitsmoment stark verändert. Diese Veränderung des Trägheitsmomentes bewirkt neben einer Verlegung der Eigenfrequenz auch noch eine Beeinflussung der Kräfteverhältnisse, die im Augenblick am Dämpfer herrschen. Die Masse 3 ist nämlich bestrebt, ihre momentane Absolutgeschwindigkeit beizubehalten; bei einer Verrückung in radialer Richtung nach außen wirkt also infolge Vergrößerung des Radius ihre Umfangskraft einer auftretenden Beschleunigungskraft, herrührend von einer positiven Drehschwingung, entgegen und übt somit eine verzögernde, dämpfende Wirkung aus. Außerdem kann durch Zuleitung einer Flüssigkeit, z. B. Motorschmieröl, in die Führungshülsen eine wirksame Zusatzdämpfung erreicht werden, die gestattet, die Phasenlage der Einzelschwingung des Dämpfers gegenüber dem System zu verändern. Zu diesem Zweck ist die Dämpfungsmasse 3 mit einer düsenartigen Bohrung 7 versehen.
In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines nach dem gleichen prinzipiellen Erfindungsgedanken gebauten Schwingungsdämpfers dargestellt. Auch hier führen die Dämpfungsmassen 8 radiale Bewegungen aus; sie übertragen ihre Massenkräfte mittels in Bolzen 9 gelagerten Hebeln IO auf ein Druckstück II, welches unter der Einwirkung zweier vorgespannter Federn 4 und 5 steht und in Richtung der Wellenachse beweglich gelagert ist. Die Stellschraube I2 verschließt den Federraum I3 nach außen und gestattet, eine den Betriebsbedingungen angepaßte Vorspannung der Federn 4 und 5 einzustellen. Diese Ausführungsart zeichnet sich durch einfachste Bauweise und ein Minimum an Platzbedarf aus. Auch hier ist eine Zusatzdämpfung zum Zweck der Verschiebung der Phasenlage der Einzelschwingungen durch Zuleitung einer Flüssigkeit in den Federraum zu erreichen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Schwingungsdämpfer zur Beseitigung oder Verminderung der Drehschwingungen von Wellen, insbesondere Kurbelwellen von Brennkraftmaschinen, mit radial verschiebbaren mit der Welle umlaufenden Dämpfungsmassen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dämpfungsmasse (3 bzw. 8) derart unter der Einwirkung zweier vorgespannter Federn (4, 5) angebracht ist, daß durch die gewählte Spannung der Federn jede Dämpfungsmasse während des ganzen Betriebsbereiches elastisch angekuppelt ist.
2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmassen (3 bzw. 8) in radial zur Welle angeordneten Hülsen (2) geführt sind.
3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Bewegung der Dämpfungsmassen (3 bzw. 8) mittels in Bolzen gelagerter Hebel (Io) auf ein Druckstück (II) übertragen wird, welches unter der Einwirkung zweier vorgespannter Federn (4 und 5) steht und in Richtung der Wellenachsen beweglich gelagert ist.
4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Dämpfung durch Einleiten von Flüssigkeit in die Führungshülsen (2) erzielt wird. Angezogene Druckschriften: R. Grammel: »Festschrift der T. H. Stuttgart 19a9«, S. i25; W. Benz: »Dissertation 193o«, S. 1, 11, 12. Deutsche Patentschriften Nr. 335 o5.6, 307 177; USA.-Patentschrift Nr. o86 778.