DE10317061A1 - Rotary oscillation damper used with e.g. larger modern diesel engines, includes wheels with asymmetrical mass distribution about center point, forming unbalanced weight - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungstilger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The present invention relates to a torsional vibration damper according to the preamble of claim 1.
Bei einer Vielzahl technischer Anwendungen treten als Störgrößen Drehschwingungen auf. In Antriebssträngen von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor resultieren Drehschwingungen beispielsweise aus der intermittierenden Arbeitsweise des Verbrennungsmotors. Bei herkömmlichen Fahrzeugen versucht man diese Drehschwingungen durch Zweimassenschwungräder zu dämpfen. Aufgrund ständig steigender Motorleistungen und steigender Motordrehmomente, insbesondere bei modernen Dieselfahrzeugen, stößt man mit Zweimassenschwungrädern insbesondere aufgrund von Bauraumengpässen zunehmend auf Probleme. Drehschwingungsdämpfer für Fahrzeuge sollen nämlich einerseits eine möglichst kompakte Bauweise und ein geringes Gewicht aufweisen. Andererseits sind relativ hohe Massenträgheitsmomente zur Kompensation der Drehschwingungen erforderlich.at A large number of technical applications occur as torsional vibrations on. In drivetrains Torsional vibrations result from vehicles with an internal combustion engine for example from the intermittent mode of operation of the internal combustion engine. With conventional Vehicles try to dampen these torsional vibrations with dual mass flywheels. by virtue of steadily increasing Engine performance and increasing engine torque, especially at modern diesel vehicles, you come across Dual mass flywheels especially due to space constraints on problems. torsional vibration dampers for vehicles namely should on the one hand, if possible compact design and light weight. on the other hand are relatively high moments of inertia required to compensate for the torsional vibrations.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drehschwingungstilger zu schaffen, der eine kompakte Bauweise, geringes Gewicht und eine vergleichsweise hohe Massenträgheit aufweist.task the invention is to provide a torsional vibration damper that a compact design, light weight and comparatively high inertia having.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This Object is solved by the features of claim 1. advantageous Refinements and developments of the invention are in the subclaims remove.
Die Erfindung geht von einem Drehschwingungstilger aus, der ähnlich wie ein Planetengetriebe aufgebaut ist. Der Drehschwingungstilger weist ein Innenrad und ein konzentrisch zu dem Innenrad angeordnetes Außenrad auf, dessen Durchmesser größer als der des Innenrads ist. Zwischen dem Innenrad und dem Außenrad ist mindestens ein Zwischenrad angeordnet, das drehbar auf einem Trägerelement gelagert ist und das auf dem Außenumfang des Innenrads und dem Innenumfang des Außenrades abwälzt. Vorzugsweise sind nicht nur ein sondern mehrere solcher Zwischenräder vorgesehen.The Invention is based on a torsional vibration damper that is similar to a planetary gear is built. The torsional vibration damper points an inner wheel and an outer wheel arranged concentrically to the inner wheel, whose diameter is larger than is that of the inner wheel. Is between the inner wheel and the outer wheel at least one intermediate wheel arranged rotatably on a carrier element is stored and that on the outer circumference of the inner wheel and the inner circumference of the outer wheel. Preferably not only one but several such intermediate gears are provided.
Der Kern der Erfindung besteht nun darin, dass mindestens eines der oben genannten Räder eine in Bezug auf seinen Mittelpunkt asymmetrische Masseverteilung aufweist und somit als drehschwingungstilgende Unwucht fungiert. Vorzugsweise weist das mindestens eine Zwischenrad eine in Bezug auf seinen Mittelpunkt asymmetrische Masseverteilung auf. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind wie oben bereits angedeutet, mehrere solcher Zwischenräder vorgesehen. Im Falle mehrerer Zwischenräder können diese derart ausgelegt und angeordnet sein, dass durch die Unwuchten Drehschwingungen getilgt bzw. kompensiert werden und dass sich gleichzeitig die aus den asymmetrischen Masseverteilungen der Zwischenräder ergebenden Schwingungsanteile in der Ebene gegenseitig aufheben.The The essence of the invention is that at least one of the above wheels one has asymmetrical mass distribution with respect to its center and thus acts as an unbalance that dampens torsional vibrations. Preferably the at least one intermediate wheel has one with respect to its center asymmetrical mass distribution. With a particularly advantageous Embodiments of the invention are, as already indicated above, several such idler gears intended. In the case of several intermediate gears, these can be designed in this way and be arranged to eliminate torsional vibrations due to the unbalance be compensated for and that at the same time the asymmetrical Mass distributions of the idler gears mutually cancel out the resulting vibration components in the plane.
Bei einer besonders bevorzugten Anordnung sind zwei solcher Zwischenräder vorgesehen, die diametral gegenüberliegend in Bezug auf das Innenrad angeordnet sind, das heißt die in Umfangsrichtung des Innenrades einen Abstand von 180° haben. Ebenfalls sehr vorteilhaft ist eine Anordnung mit vier Zwischenrädern, die in Umfangsrichtung einen Abstand von 90° zueinander haben.at In a particularly preferred arrangement, two such intermediate gears are provided, the diametrically opposite are arranged with respect to the inner wheel, i.e. the in Have a circumference of 180 degrees between the inner wheel. Likewise An arrangement with four intermediate gears is very advantageous have a distance of 90 ° to one another in the circumferential direction.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Rädern um Zahnräder. In diesem Fall weisen das Innenrad und die Zwischenräder jeweils eine Außenverzahnung und das Außenrad eine Innenverzahnung auf.Preferably is the wheels around gears. In this case, the inner wheel and the intermediate wheels each have an external toothing and the outer wheel an internal toothing.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Innenrad in seiner Umfangsrichtung feststellbar angeordnet. „Feststellbar" bedeutet, dass das Innenrad in seiner Drehrichtung verdrehbar und in beliebigen Positionen blockierbar bzw. arretierbar ist. Aufgrund seiner Verdrehbarkeit fungiert das Innenrad als „Verstelleinrichtung". Durch Verdrehen des Innenrads kann die Phasenlage des bzw. der Innenräder verändert werden.To A further development of the invention is the inner wheel in its circumferential direction noticeably arranged. "Ascertainable" means that Inner wheel can be rotated in its direction of rotation and in any position can be blocked or locked. Because of its rotatability the inner wheel acts as an "adjusting device". By twisting of the inner wheel, the phase position of the inner wheel or wheels can be changed.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem das Innenrad feststellbar angeordnet ist, wird das Trägerelement, auf dem das bzw. die Zwischenräder drehbar gelagert sind, mit einer Komponente, zum Beispiel einer Welle, deren Drehschwingungen zu tilgen sind, verbunden. Der Drehschwingungsdämpfer kann also beispielsweise am freien Ende einer derartigen Welle angeordnet sein. Alternativ dazu ist es auch möglich, den Drehschwingungsdämpfer zwischen zwei Wellenstücken anzuordnen, das heißt zwischen einem Eingang und einem Ausgang. Beispielsweise können der Eingang und der Ausgang jeweils mit dem Trägerelement verbunden sein. In diesem Fall haben der Eingang und der Ausgang stets exakt die gleiche Drehzahl und die gleiche Phasenlage, was ein wesentlicher Unterschied gegenüber einem herkömmlichen Zweimassenschwungrad ist.at a first embodiment, in which the inner wheel is arranged to be lockable, the carrier element, on which the intermediate wheel or wheels are rotatably supported, with a component, for example one Shaft, whose torsional vibrations are to be eradicated. The torsional vibration damper can thus arranged for example at the free end of such a shaft his. Alternatively, it is also possible to interpose the torsional vibration damper two shaft pieces to arrange, that is between an entrance and an exit. For example, the The input and the output can each be connected to the carrier element. In this case, the input and the output always have exactly that same speed and phase, which is an essential Difference from a conventional one Dual mass flywheel is.
Alternativ dazu sind auch andere Anordnungen denkbar, bei denen beispielsweise der Eingang mit dem Trägerelement und der Ausgang mit dem Außenrad verbunden ist. In diesem Fall fungiert der Drehschwingungstilger zusätzlich als Übersetzungsstufe. Selbstverständlich ist auch eine umge kehrte Anordnung denkbar, bei dem der Eingang mit den Außenrad und der Ausgang mit dem Trägerelement verbunden ist.Alternatively, other arrangements are also conceivable in which, for example, the input is connected to the carrier element and the output is connected to the outer wheel. In this case, the torsional vibration damper also acts as a translation stage. Of course, a reverse arrangement is also conceivable, in which the input with the External wheel and the output is connected to the carrier element.
Es wurde bereits erwähnt, dass der Drehschwingungstilger gemäß der Erfindung ähnlich einem Planetengetriebe aufgebaut ist. Folglich ist es auch denkbar, das Trägerelement, auf dem das bzw. die Zwischenräder drehbar gelagert sind, feststellbar anzuordnen. In diesem Fall kann das Innenrad beispielsweise als Eingang und das Außenrad als Ausgang verwendet werden, oder umgekehrt. Auch in diesem Fall fungiert der Drehschwingungstilger zusätzlich als Übersetzungsstufe.It has already been mentioned that the torsional vibration damper according to the invention is similar to one Planetary gear is built. It is therefore also conceivable that Support element, on which the intermediate wheel or wheels are rotatably mounted, lockable to arrange. In this case the inner wheel, for example, as an input and the outer wheel as Output can be used, or vice versa. Also works in this case the torsional vibration damper additionally as a translation stage.
Schließlich ist es auch möglich, das Außenrad als feststellbare Komponente auszubilden. In diesem Fall kann das Innenrad als Eingang und das Trägerelement als Ausgang eingesetzt werden, oder umgekehrt. Auch in diesem Fall fungiert der Drehschwingungstilger zusätzlich als Übersetzungsstufe.Finally is it also possible the outer wheel train as a lockable component. In this case it can Inner wheel as input and the carrier element can be used as an output, or vice versa. In this case, too the torsional vibration damper also acts as a translation stage.
Besonders vorteilhaft ist jedoch die eingangs erwähnte Anordnung, bei der das Innenrad feststellbar ausgebildet ist. Wenngleich zur Tilgung von Drehschwingungen das Innenrad und das auf das bzw. die auf dem Trägerelement angeordneten Zwischenrädern genügen, ist es von Vorteil, wie oben beschrieben, zusätzlich ein mit den Zwischenrädern kämmendes „Hohlrad" vorzusehen. Das „Hohlrad" bzw. Außenrad kann nämlich als Bauteil ausgebildet sein, das ein relativ geringes Gewicht jedoch eine relativ hohe Massenträgheit hat. Das Massenträgheitsmoment eines ringförmigen Außenrads kann näherungsweise mit der Formel: berechnet werden. Ra ist der Innenradius und Ra der Außenradius des Außenrades.However, the arrangement mentioned at the outset, in which the inner wheel is designed to be lockable, is particularly advantageous. Although the inner wheel and the intermediate gears arranged on the carrier element (s) are sufficient for the eradication of torsional vibrations, it is advantageous, as described above, to additionally provide a “ring gear” meshing with the intermediate gears. The “ring gear” or outer wheel can namely be designed as a component that has a relatively low weight but a relatively high mass inertia. The mass moment of inertia of an annular outer wheel can be approximated with the formula: be calculated. R a is the inner radius and R a is the outer radius of the outer wheel.
Das Außenrad „umschließt" die Zwischenräder. Dies hat den Vorteil, dass die aus der asymmetrischen Masseverteilung, das heißt aus den Unwuchten der Zwischenräder resultierenden Fliehkräfte zumindest teilweise vom Außenrad aufgenommen. Dies wiederum hat den Vorteil, dass die Lager der Zwischenräder eine geringere Festigkeit aufweisen können als bei einem Drehschwingungstilger, bei dem das Außenrad fortgelassen ist.The Outer wheel "encloses" the intermediate wheels. This has the advantage that the asymmetrical mass distribution, this means from the imbalance of the idler gears resulting centrifugal forces at least partially from the outer wheel added. This in turn has the advantage that the bearings of the intermediate wheels are one may have lower strength than with a torsional vibration damper in which the outer wheel is omitted is.
Da das Außenrad im Betrieb eine Drehbewegung ausführt, übernimmt es die Funktion eines Schwungrades, dessen Massenträgheitsmoment sich gemäß der oben angegebenen Formel berechnet.There the outer wheel performs a rotary motion during operation, it takes over the function of a flywheel, whose moment of inertia is according to the above formula specified.
Im folgenden wir die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:in the following we explained the invention in connection with the drawing. It demonstrate:
Wesentlich
für die
Funktion als Schwingungstilger ist, dass die Zwischenräder
Das
Innenrad
Ein
wesentlicher Vorteil der in
Wie
bereits in der allgemeinen Beschreibung der Erfindung angedeutet,
kann der Drehschwingungstilger auch am Ende einer mit Drehschwingungen
behafteten Welle angeordnet sein. In diesem Fall braucht also keine
Ausgangswelle wie in
Bei
einem weiteren möglichen
Ausführungsbeispiel
kann, wie in
Selbstverständlich sind
auch kinematische Funktionsumkehrungen, ähnlich wie bei einem Planetengetriebe,
möglich.
Das heißt,
alternativ zu den Ausführungsbeispielen
der
Alternativ
dazu kann das Außenrad
feststellbar angeordnet sein. In diesem Fall kann der Eingang durch
das Trägerelement
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE2003117061 DE10317061A1 (en) | 2003-04-14 | 2003-04-14 | Rotary oscillation damper used with e.g. larger modern diesel engines, includes wheels with asymmetrical mass distribution about center point, forming unbalanced weight |
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Publications (1)
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| DE10317061A1 true DE10317061A1 (en) | 2004-10-28 |
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ID=33039074
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE2003117061 Withdrawn DE10317061A1 (en) | 2003-04-14 | 2003-04-14 | Rotary oscillation damper used with e.g. larger modern diesel engines, includes wheels with asymmetrical mass distribution about center point, forming unbalanced weight |
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| DE (1) | DE10317061A1 (en) |
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- 2003-04-14 DE DE2003117061 patent/DE10317061A1/en not_active Withdrawn
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