Die Kraft beherrschen. Schwingungsdämpfer Hydrodamp

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1 Die Kraft beherrschen. Schwingungsdämpfer Hydrodamp 1

2 Schwingungsdämpfung heißt Wirtschaftlichkeit. Moderne, drehmomentstarke und verbrauchsoptimierte Motoren beanspruchen Antriebsstränge deutlich mehr als früher. Folge: Der Verschleiß in den Komponenten nimmt deutlich zu. Doch gerade die Verlässlichkeit des gesamten Antriebsstranges hat für Hersteller und Kunden im Nutzfahrzeugbereich eine hohe Priorität, wenn es um Wirtschaftlichkeit geht. Der Hydrodamp schützt den Antriebsstrang vor Überlastungen und erhöht die Lebensdauer der einzelnen Komponenten. Der Hydrodamp bewährt sich heute in Traktoren, Baumaschinen, Bussen und Schienenfahrzeugen. Führende Hersteller setzen in ihrem Antriebskonzept deshalb auf den Hydrodamp. Die entscheidenden Vorteile hydraulischer Dämpfung Keine Haftphasen mit Losreißen, also keine Schwingungsanregung wie bei konventioneller Reibdämpfung Die Wirkung der Dämpfung kann über den Verdrehwinkel, Spaltgeometrien und die Viskosität des Dämpfungsmediums auf Betriebsbereiche abgestimmt werden Die Dämpfung ist geschwindigkeitsproportional, das heißt, hohe Frequenzen oder Amplituden führen zu einer hohen Dämpfung Die Dämpfung ist verschleißfrei Wie und wo wirkt der Hydrodamp? Der Hydrodamp ist ein moderner Schwingungsdämpfer, der mitdenkt und auf komplexe Schwingungsszenarien multifunktional antwortet : Er erkennt den Bedarfsunterschied zwischen Schwingungsdämpfung und Schwingungsisolation im Fahrbetrieb und kann durch sein hydraulisches Funktionsprinzip darauf fl exibel reagieren. Ausgelegt als wartungsfreie Einheit für Nutzfahrzeuge wird er zwischen Motor und Getriebe oder Gelenkwelle angeordnet. Isolationsverhalten des Hydrodamp Dämpfungsverhalten des Hydrodamp Motor Hydrodamp Getriebe Vergrößerungsfaktor B A A: geringe Dämpfung B: Hydrodamp Drehzahlverhältnis Hydrodamp HTSD 300 2

3 Sein Funktionsprinzip reagiert fl exibel auf Antriebe. Der Hydrodamp ist ein hochelastischer Schwingungsdämpfer mit einem Feder-Masse-System und einem separat angeordneten hydraulischen Dämpfungssystem. Die geringe Federsteifigkeit in Verbindung mit günstigen Massenverhältnissen verlegt kritische Resonanzen in Bereiche unterhalb des Betriebsdrehzahlbereiches. Davon unabhängig wird das hydraulische Funktionsprinzip zur Schwingungsdämpfung und -isolation auf die Betriebsdrehzahlbereiche ausgelegt. Wirtschaftlichkeit und Komfort durch Dämpfen und Isolieren in einem System Das hydraulische Funktionsprinzip gliedert den Hydrodamp in ein Dämpfungssystem und ein Isolationssystem. Im Hydrodamp befi ndet sich ein schwimmend gelagerter und entkoppelter Dämpfungsring, der zwischen der Primär- und der Sekundärmasse des Dämpfers mit defi niertem Spiel angeordnet ist. Im Betriebsbereich: Schwingungsisolation Um Vibrationen oder lästige Geräusche im Fahrbetrieb zu vermeiden, dürfen auch kleine Schwingungsamplituden nicht in das Getriebe gelangen. In diesem Betriebszustand ist eine optimale Isolation gefordert. Hier greift das Isolationssystem (Bild 1) des Hydrodamp: Innerhalb des defi nierten Spiels des Dämpfungsringes werden die Schwingungen aufgefangen und isoliert. Dadurch wird auch im unteren Betriebsdrehzahlbereich eine optimale Schwingungsisolation gewährleistet. Bei erhöhten Lastamplituden: Schwingungsdämpfung Erhöhte Schwingungsamplituden, die bei Resonanzdurchgang (z. B. beim An- und Abstellen des Motors) oder bei Laststößen auftreten, werden durch das hydraulische Dämpfungssystem (Bild 2) des Voith Hydrodamp entscheidend gedämpft. Durch die Verwendung von temperaturstabilen Dämpfungsölen oder -fetten wird dem System auch bei höheren Temperaturen die überschüssige Schwingungsenergie wirkungsvoll entzogen. Funktion Schwingungsisolation (Bild 1) Funktion Schwingungsdämpfung (Bild 2) b 3 2a Schwimmender Dämpfungsring 2 Freihub (Spiel zwischen Dämpfungsring und Sekundärmasse) 3 Primärmasse 4 Sekundärmasse 1 Schwimmender Dämpfungsring 2a Druckseite der Dämpfungskammern 2b Sogseite der Dämpfungskammern 3 Freihub (Spiel zwischen Dämpfungsring und Sekundärmasse) 4 Dämpfungsspalt 5 Dämpfungsmedium 6 Primärmasse 7 Sekundärmasse 3

4 1 Baureihen und Anwendungen. Der Hydrodamp ist nach dem Baureihenprinzip aufgebaut. Diese Baureihen decken Motordrehmomente bis Nm ab. Die Anbindung an den individuellen kundenseitigen Antriebsstrang wird über primär- bzw. sekundärseitige Lösungsvarianten wie SAE-Zentrierflansche, Nabenund Gelenkwellenanschlüsse realisiert. Innerhalb der Baureihen kann der Hydrodamp durch Einstellung der Kennlinien- und Dämpfungscharakteristik genau an die Anforderungen des Antriebsstranges angepasst werden. 4

5 1 Mittlere bis schwere Traktorenbaureihe mit HTSD Stadtbus mit Voith DIWA Getriebe und Hydrodamp HTSD Für schwere Schienenfahrzeuge mit Hydrodamp HTSD Hydrodamp HTSD 300 / HTSD 300 LS Hydrodamp HTSD 365 Hydrodamp HTSD 400 Anwendung in mittleren bis schweren Traktoren und Baumaschinen mit Lastschaltgetrieben und stufenlosen Getrieben Motormomente bis Nm Hydraulisches Dämpfungssystem mit Dämpfungsfetten Gewichtsoptimierte Blechumformtechnologie Für Automatgetriebe in Stadtbussen und Schienenfahrzeugen sowie in schweren Traktoren und Baumaschinen mit Lastschaltgetrieben und stufenlosen Getrieben Motormomente bis Nm Hydraulisches Dämpfungssystem mit Dämpfungsöl oder Dämpfungsfetten Leerlaufstufe, mehrere Betriebsstufen und Anschlagsstufe Ausgeführt als Flansch- und als Gelenkwellenversion Für schwere Schienenfahrzeuggetriebe und Großtraktoren Motormomente bis Nm Hydraulisches Dämpfungssystem mit Dämpfungsöl oder Dämpfungsfetten Hydrodamp HTSD 300 Hydrodamp HTSD 365 Hydrodamp HTSD 400 5

6 Automotive Prozesse in der Serienmontage gewährleisten die Kundenzufriedenheit in der laufenden Serie. Nutzen Sie unsere Erfahrung und Entwicklungskompetenz. Der Hydrodamp entstand aus unserer über Jahrzehnte gewachsenen Kompetenz und langjährigen Erfahrung auf dem Gebiet der Hydrodynamik. Langjährige internationale Partnerschaften in Projekten mit Kunden und Hochschulen sowie die hohe Qualifikation unserer Mitarbeiter ermöglichen uns auch in Zukunft Maßstäbe zu setzen, wenn es darum geht, innovative und nutzenorientierte Produkte für unsere Kunden zu entwickeln. Simulationsbasierte Auslegung spart Zeit und senkt Kosten Simulationen verringern Iterationsschleifen im Fahrversuch dadurch werden Kosten gesenkt und Entwicklungszeiten verkürzt. Die Federkennlinien, Steifi gkeiten und Massenverhältnisse des Feder-Masse-Systems einerseits und das hydrau lische Dämpfungs- und Isolationssystem andererseits werden dabei für den Antriebsstrang kundenspezifi sch aufeinander abgestimmt. Betriebsfestigkeit bringt höhere Sicherheit Beanspruchungsgerechte, betriebssichere und lebensdauergerechte Festigkeitsauslegungen der Konstruktionselemente mittels FEM und Lebensdauerberechnungen sowie Prüfstandserprobungen erhöhen und sichern den Kundennutzen. Entwicklungsbegleitende Messungen im Fahrzeug Schwingungsmessungen in relevanten Fahrzuständen bereits während der Entwicklung ermöglichen eine funktional abgesicherte Adaption des Voith Hydrodamp in den Antriebsstrang des Kunden. Simulationsmodell Kenndaten zum Antriebs strang mit Motor, Hydrodamp, Getriebe, Simulationsmodell Ergebnisdarstellung: Drehmoment / Drehzahl verläufe, Dämpfung / Isolation Ergebnisdaten Kennlinien Datensätze Kennfelder Eingabedaten Motor Hydrodamp Getriebe und weiterer Antriebsstrang Zeitverläufe, Drehzahlen, Momente 6

7 Messung: Hochschalten unter Volllast FEM-Berechnung einer Mittelscheibe Motor Getriebe Drehzahl [Upm] ,3 35,8 36,3 36,8 37,3 Zeit [s] HTSD 300 im Direktanbau HTSD 365 als Gelenkwellenanschluss HTSD 400 im Direktanbau 7

8 Voith Turbo GmbH & Co. KG Commercial Vehicles Alexanderstraße Heidenheim, Germany Tel Fax hydrodamp@voith.com voith.de G 1098 de ak Maße und Darstellungen unverbindlich. Änderungen vorbehalten.