Magnetischer Torsionsschwingungsdämpfer (MTSD) von SAGIC®(patentiert)         

SAGIC® SCHWINGUNGSDÄMPFER entwickelt, baut und liefert magnetische Torsionsschwingungsdämpfer zur Drehschwingungsisolierung von Motoren, Turbinen, Pumpen, Wellen,  ...etc.

                                                                                   
                                                 Magnetischer Torsionsschwingungsdämpfer von SAGIC®  (patentiert)                      

Problemstellung
Die stoßweise Kraftübertragung bei Kolbenmotoren erzeugt bei der Kurbelwelle Drehmomentspitzen, Drehungleichförmigkeiten, sowie Resonanzschwingungen, die das Drohnen der Karosserie und das Rasseln des Getriebes verursachen und ferner die Kurbelwelle in eine hochfrequente Drehschwingung versetzen, was die Kurbelwelle beim Fehlen einer Gegenmaßnahme kurz oder lang bricht. Für die Automobilindustrie gilt es daher als kapital durch entsprechende Lösungen, beispielsweise durch den Einsatz von Torsionsschwingungsdämpfern und im Kundeninteresse, kostspielige Motorenschäden vorzubeugen, eine möglichst hohe Motorenlebensdauer und Leistungsfähigkeit zu ermöglichen und zugleich den Fahrzeugkomfort auf einem hohen Niveau zu erhalten.
Zudem existiert dasselbe Problem der Drehschwingung auch bei Kraftstoffpumpen, Nockenwellen bzw. allgemein bei Arbeitsgeräten, das es ebenfalls gilt zu lösen.


Bekannte Lösungen
Herkömmliche Torsionsschwingungsdämpfer, die zwischen Motor und Getriebe und zwischen Getriebe und Zapfwelle zum Einsatz kommen, dämpfen diese Drehschwingungen und sorgen somit für einen deutlich ruhigeren Motorlauf und stabilere Drehzahlen beim Zuschalten größerer Verbraucher, sowie für eine deutliche Schonung des Motors, insbesondere beim An- oder Abstellen. Hierbei werden durch, in den herkömmlichen Torsionsschwingungsdämpfern zur Dämpfung häufig verwendeten Komponenten, das sind z. B. Federn, Fette, Gummi, Kautschuk, Bremsbelag, Silikon, visköses Öl oder Schraubentellerfedern, störende Drehmomentspitzen vom Motor und die vom Getriebe und von Anbaugeräten aufkommenden Anregungen weitgehend neutralisiert und in gleichförmige Bewegungen umgewandelt.
Zum selben Zweck werden herkömmliche Torsionsschwingungsdämpfer auch bei Kraftstoffpumpen, Nockenwellen bzw. allgemein zum Abfangen von Laufunruhen von Arbeitsgeräten eingesetzt.


Probleme und Nachteile bei den bekannten Torsionsschwingungsdämpfern
Bei der Ausübung ihrer o. g. Funktion werden Torsionsschwingungsdämpfer erheblich belastet. Die ständige Belastung, die Alterung des Gummis, der Viskositätsverlust beim Öl, der Verschleiß beim Bremsbelag, Risse im Dämpferelement u. a. führen nach einer gewissen Zeit zu einem deutlichen Verschleiß des Torsionsschwingungsdämpfers, was wiederum einen großen Motorschaden verursachen kann. Konkret kann Beispielsweise der mit Gummi arbeitende Torsionsschwingungsdämpfer brechen. Verformungen, Verschleiß oder Verhärtungen können erfolgen. Das Gummi kann sich lockern, brüchig werden, sich zwischen den Riemenscheiben verklemmen oder ausfallen. Der Außenring kann anfangen zu rutschen und trennt sich vom Rest, oder der Dämpfer kann gänzlich vom Motor abkommen. Ein alter oder verschlissener Dämpfer aber, kann die Schwingung der Kurbelwelle nicht einwandfrei dämpfen, was zum Bruch der Kurbelwelle und zur Beeinträchtigung von anderen Komponenten führen kann.


Entwicklung des magnetischen Torsionsschwingungsdämpfers (MTSD)
Wie oben beschrieben, stellen die bei den herkömmlichen Torsionsschwingungsdämpfern zur Dämpfung häufig verwendeten Komponenten wie, z. B. Federn, Fette, Gummi, Kautschuk, Bremsbelag, Silikon, visköses Öl oder Schraubentellerfedern eine wesentliche Schwachstelle, deswegen basiert der neue Lösungsansatz auf einer anderen Art Medium der Dämpfung bzw. auf einem anderen Dämpfungsmechanismus, wo die oben beschriebenen Verschleißszenarien nicht auftreten können: Bei dem neuen Lösungsansatz wird die Magnetkraft zur Dämpfung der Drehschwingung ausgenutzt.

Magnet-Dämpfer-Elemente ohne integrierte Feder können als Stoßdämpfer und mit einer Dämpfermasse versehen als Schwingungsdämpfer bei elastischen Strukturen (z.B. zur Reduzierung von Torsionsschwingungen in Antriebssystemen oder von Biegeschwingungen) angewendet werden.

Alle Ausführungsformen von magnetischen Stoß- und Schwingungsdämpfern wirken lediglich in linearer Richtung und sind nicht geeignet, Drehschwingungen zu dämpfen.

Aufgabe der Erfindung hingegen ist es, einen Stoß- und Schwingungsdämpfer für Torsionsschwingungen, also Drehschwingungen, zu schaffen.

Die Erfindung geht aus von einem Stoß- und Schwingungsdämpfer für ein aus zwei Massen bestehendes Schwingungssystem, von denen die eine Masse feststeht, die andere Masse schwingt und bei denen an jeder der gegeneinander schwingenden Masse ein Magnet befestigt ist, der auf den anderen Magneten Kräfte ausübt und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete paarweise an einander zugekehrten Seite einer rotierenden und einer feststehenden Scheibe an geometrisch gleichen Orten der Scheiben angeordnet sind.

Das Wesen der Erfindung ist nahstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt den Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers.



                                                                                    

Magnetischer Torsionsschwingungsdämpfer von SAGIC®  (patentiert)

Eine Mitnehmerscheibe wird auf der zu Torsionsschwingungen angeregten Achse befestigt. Auf beiden Seiten der Mitnehmerscheibe sind 4 Dauermagnete befestigt (bei Bedarf ist eine andere Zahl möglich). Ihnen gegenüber sind jeweils weitere Dauermagnete an zwei Dämpfermassen angebracht und zwar so, dass sich die gegenüberliegenden Magnete gegenseitig anziehen. Die Dämpfermassen sind über Kugellager auf der Mitnehmerscheibe beweglich gelagert. 4 Verbindungsbolzen koppeln die beiden Dämpfermassen.


Vorteile und Überlegenheit des magnetischen Torsionsschwingungsdämpfers (MTSD) gegenüber von den bekannten Torsionsschwingungsdämpfern
Durch den magnetischen Torsionsschwingungsdämpfer (MTSD) werden folgende Vorteile erzielt:
  • Anwendbar für ein weites Frequenzspektrum
  • Schwingungsentkopplung über den (gesamten) Drehzahlbereich
  • Hoher Geräuschkomfort (gleichmäßigerer Motorlauf und Getriebelauf, geringere Anregung der Fahrzeugstruktur)
  • Motorschonung und Getriebeschonung durch Reduzierung von Momentenspitzen
  • Längere Lebensdauer der Antriebsstrangkomponenten
  • Geringer Bauraumbedarf (kompakte Bauweise)
  • Variable Geometrie und allgemein anwendbar in verschieden Bereichen der Technik.
  • Einfache nachträgliche Montage
  • Sehr geringe zusätzliche Masse.
  • Sind wesentlich wartungsfrei und verschleißfrei und somit in ihrer Lebensdauer unbegrenzt.
  • Haben keine Haftphasen mit Losreißen, also keine Schwingungsanregung wie bei konventioneller Reibdämpfung

Marktalleinstellungsmerkmale des magnetischen Torsionsschwingungsdämpfers (MTSD)
  • Funktionieren bzw. wirken ausschließlich auf der Grundlage von Magnetkräften, während herkömmliche Torsionsschwingungsdämpfer hydraulisch (z. B. mit viskösem Öl), mit Reibung (z. B. durch Bremsbelag, Gummi, Kautschuk, Silikon), mit Federn oder Fetten funktionieren.
  • Bieten ein Höchstmaß an Komfort und Sicherheit aufgrund des speziellen (exponentiellen?) Wirkung der Magnetkraft, während die meisten Dämpfer hingegen eine lineare Federwirkung (Gummi) oder eine geschwindigkeitsproportionale Dämpfungseigenschaft (viskoses Öl) haben.
  • Sind einstellbar bzw. regulierbar durch die Einstellbarkeit des Spalts zwischen den Dauermagneten oder durch die Verwendung und Steuerung von Elektromagneten.
  • Entwickeln keine Hitze.
  • Sind lageunabhängig einsetzbar.
  • Lassen sich durch ihre kompakte Bauform in kritischen Einbaulagen gut unterbringen.
  • Sind unempfindlich gegen Schmutz, Fett, Öl, Wasser, Säure und Salze.
  • Sind extrem belastbar.


Einsatzfelder des magnetischen Torsionsschwingungsdämpfers (MTSD)
  • Dämpfung von Drehschwingungen, Abfangen der Drehmomentspitzen und Abfangen der Laufunruhen, insbesondere bei Verbrennungsmotoren, Nockenwellen, Kraftstoffpumpen, Arbeitsgeräten, längeren Antriebswellen und Turbinen, mit dem Ergebnis, dass bei Verbrennungsmotoren z. B., die Geräuschentwicklung infolge der stoßweisen Kraftübertragung von Kolben über Kolbenbolzen, Pleuelstange auf die Kurbelwelle und der Verschleiß bei Getrieben und die Torsionsbrüche bei Kurbelwellen vermieden werden.
  • Einsetzbar z. B. in der Automobilindustrie, im Maschinenbau und im Bauwesen
  • Torsionsschwingungsdämpfer für Nutzfahrzeuge (z. B. für Traktoren, Baumaschinen, Lastkraftwagen und Busse), große Schiffsdieselmotoren und Schienenfahrzeuge.
  • Dämpfung von Regen-Wind-Induzierten Schwingungen an Zylindrischen Bauwerken wie Schornsteinen, Kolonnen, Masten (z. B. Straßenbeleuchtungsmasten) und Türmen
  • Dämpfung von Regen-Wind-Induzierten und verkehr- bzw. personeninduzierten und seismische Schwingungen an Brücken und anderen schlanken Bauwerken

Weiterentwicklung
Der magnetische Torsionsschwingungsdämpfer von SAGIC® SCHWINGUNGSDÄMPFER wird ständig von hoch qualifiziertem Personal weiter entwickelt.


Patent
Der magnetische Schwingungsdämpfer von SAGIC® ist in Deutschland patentiert (vgl. DE102006027636B4).