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Die Kraft beherrschen.<br />
Schwingungsdämpfer<br />
Hydrodamp<br />
1
Schwingungsdämpfung heißt<br />
Wirtschaftlichkeit.<br />
Moderne, drehmomentstarke und verbrauchsoptimierte<br />
Motoren beanspruchen Antriebsstränge deutlich mehr als<br />
früher. Folge: Der Verschleiß in den Komponenten nimmt<br />
deutlich zu. Doch gerade die Verlässlichkeit des gesamten<br />
Antriebsstranges hat für Hersteller und Kunden im<br />
Nutzfahrzeugbereich eine hohe Priorität, wenn es um<br />
Wirtschaftlichkeit geht. Der Hydrodamp schützt den Antriebsstrang<br />
vor Überlastungen und erhöht die Lebensdauer<br />
der einzelnen Komponenten. Der Hydrodamp bewährt<br />
sich heute in Traktoren, Baumaschinen, Bussen und<br />
Schienenfahrzeugen. Führende Hersteller setzen in ihrem<br />
Antriebskonzept deshalb auf den Hydrodamp.<br />
Wie und wo wirkt der Hydrodamp?<br />
Der Hydrodamp ist ein moderner Schwingungsdämpfer, der<br />
„mitdenkt“ und auf komplexe Schwingungsszenarien multifunktional<br />
„antwortet“: Er erkennt den Bedarfsunterschied zwischen<br />
Schwingungsdämpfung und Schwingungsisolation im<br />
Fahrbetrieb und kann durch sein hydraulisches Funktionsprinzip<br />
darauf flexibel reagieren. Ausgelegt als wartungsfreie Einheit<br />
für Nutzfahrzeuge wird er zwischen Motor und Getriebe oder<br />
Gelenkwelle angeordnet.<br />
Isolationsverhalten des Hydrodamp<br />
2<br />
Motor Hydrodamp Getriebe<br />
Hydrodamp HTSD 300<br />
Die entscheidenden Vorteile hydraulischer Dämpfung<br />
• Keine Haftphasen mit Losreißen, also keine Schwingungsanregung<br />
wie bei konventioneller Reibdämpfung<br />
• Die Wirkung der Dämpfung kann über den Verdrehwinkel,<br />
Spaltgeometrien und die Viskosität des Dämpfungsmediums<br />
auf Betriebsbereiche abgestimmt werden<br />
• Die Dämpfung ist geschwindigkeitsproportional, das heißt,<br />
hohe Frequenzen oder Amplituden führen zu einer hohen<br />
Dämpfung<br />
• Die Dämpfung ist verschleißfrei<br />
Dämpfungsverhalten des Hydrodamp<br />
Vergrößerungsfaktor<br />
B<br />
A<br />
Drehzahlverhältnis<br />
A: geringe Dämpfung<br />
B: Hydrodamp
Sein Funktionsprinzip reagiert<br />
flexibel auf Antriebe.<br />
Der Hydrodamp ist ein hochelastischer Schwingungsdämpfer<br />
mit einem Feder-Masse-System und einem separat<br />
angeordneten hydraulischen Dämpfungssystem. Die<br />
geringe Federsteifigkeit in Verbindung mit günstigen Massenverhältnissen<br />
verlegt kritische Resonanzen in Bereiche<br />
unterhalb des Betriebsdrehzahlbereiches. Davon unabhängig<br />
wird das hydraulische Funktionsprinzip zur<br />
Schwingungsdämpfung und -isolation auf die Betriebsdrehzahlbereiche<br />
ausgelegt.<br />
Wirtschaftlichkeit und Komfort durch Dämpfen und<br />
Isolieren in einem System<br />
Das hydraulische Funktionsprinzip gliedert den Hydrodamp in<br />
ein Dämpfungssystem und ein Isolationssystem. Im Hydrodamp<br />
befindet sich ein schwimmend gelagerter und entkoppelter<br />
Dämpfungsring, der zwischen der Primär- und der<br />
Sekundärmasse des Dämpfers mit definiertem Spiel angeordnet<br />
ist.<br />
Funktion Schwingungsisolation (Bild 1)<br />
1 Schwimmender Dämpfungsring<br />
2 Freihub (Spiel zwischen Dämpfungsring und Sekundärmasse)<br />
3 Primärmasse<br />
4 Sekundärmasse<br />
Im Betriebsbereich: Schwingungsisolation<br />
Um Vibrationen oder lästige Geräusche im Fahrbetrieb zu vermeiden,<br />
dürfen auch kleine Schwingungsamplituden nicht in<br />
das Getriebe gelangen. In diesem Betriebszustand ist eine<br />
optimale Isolation gefordert. Hier greift das Isolationssystem<br />
(Bild 1) des Hydrodamp: Innerhalb des definierten Spiels des<br />
Dämpfungsringes werden die Schwingungen aufgefangen und<br />
isoliert. Dadurch wird auch im unteren Betriebsdrehzahlbereich<br />
eine optimale Schwingungsisolation gewährleistet.<br />
Bei erhöhten Lastamplituden: Schwingungsdämpfung<br />
Erhöhte Schwingungsamplituden, die bei Resonanzdurchgang<br />
(z. B. beim An- und Abstellen des Motors) oder bei Laststößen<br />
auftreten, werden durch das hydraulische Dämpfungssystem<br />
(Bild 2) des <strong>Voith</strong> Hydrodamp entscheidend gedämpft.<br />
Durch die Verwendung von temperaturstabilen Dämpfungsölen<br />
oder -fetten wird dem System auch bei höheren Temperaturen<br />
die überschüssige Schwingungsenergie wirkungsvoll<br />
entzogen.<br />
Funktion Schwingungsdämpfung (Bild 2)<br />
2 2 4 1 3 7 5 2b 3 2a 4 1<br />
6<br />
1 Schwimmender Dämpfungsring<br />
2a Druckseite der Dämpfungskammern<br />
2b Sogseite der Dämpfungskammern<br />
3 Freihub (Spiel zwischen Dämpfungsring und Sekundärmasse)<br />
4 Dämpfungsspalt<br />
5 Dämpfungsmedium<br />
6 Primärmasse<br />
7 Sekundärmasse<br />
3
4<br />
Baureihen und Anwendungen.<br />
Der Hydrodamp ist nach dem Baureihenprinzip aufgebaut.<br />
Diese Baureihen decken Motordrehmomente bis<br />
3 700 Nm ab. Die Anbindung an den individuellen kundenseitigen<br />
Antriebsstrang wird über primär- bzw. sekundärseitige<br />
Lösungsvarianten wie SAE-Zentrierflansche, Naben-<br />
und Gelenkwellenanschlüsse realisiert. Innerhalb der<br />
Baureihen kann der Hydrodamp durch Einstellung der<br />
Kennlinien- und Dämpfungscharakteristik genau an die<br />
Anforderungen des Antriebsstranges angepasst werden.<br />
1
2<br />
3<br />
• Anwendung in mittleren bis schweren<br />
Traktoren und Baumaschinen mit<br />
Lastschaltgetrieben und stufenlosen<br />
Getrieben<br />
• Motormomente bis 1 650 Nm<br />
• Hydraulisches Dämpfungssystem<br />
mit Dämpfungsfetten<br />
• Gewichtsoptimierte Blechumformtechnologie<br />
• Für Automatgetriebe in Stadtbussen<br />
und Schienenfahrzeugen sowie in<br />
schweren Traktoren und Baumaschinen<br />
mit Lastschaltgetrieben und stufenlosen<br />
Getrieben<br />
• Motormomente bis 2 600 Nm<br />
• Hydraulisches Dämpfungssystem mit<br />
Dämpfungsöl oder Dämpfungsfetten<br />
• Leerlaufstufe, mehrere Betriebsstufen<br />
und Anschlagsstufe<br />
• Ausgeführt als Flansch- und als<br />
Gelenkwellenversion<br />
1 Mittlere bis schwere Traktorenbaureihe<br />
mit HTSD 300.<br />
2 Stadtbus mit <strong>Voith</strong> DIWA Getriebe<br />
und Hydrodamp HTSD 365.<br />
3 Für schwere Schienenfahrzeuge mit<br />
Hydrodamp HTSD 400.<br />
Hydrodamp HTSD 300 / HTSD 300 LS Hydrodamp HTSD 365<br />
Hydrodamp HTSD 400<br />
• Für schwere Schienenfahrzeuggetriebe<br />
und Großtraktoren<br />
• Motormomente bis 3 700 Nm<br />
• Hydraulisches Dämpfungssystem mit<br />
Dämpfungsöl oder Dämpfungsfetten<br />
Hydrodamp HTSD 300 Hydrodamp HTSD 365<br />
Hydrodamp HTSD 400<br />
5
Nutzen Sie unsere Erfahrung und<br />
Entwicklungskompetenz.<br />
Der Hydrodamp entstand aus unserer über Jahrzehnte<br />
gewachsenen Kompetenz und langjährigen Erfahrung auf<br />
dem Gebiet der Hydrodynamik. Langjährige internationale<br />
Partnerschaften in Projekten mit Kunden und Hochschulen<br />
sowie die hohe Qualifikation unserer Mitarbeiter<br />
ermöglichen uns auch in Zukunft Maßstäbe zu setzen,<br />
wenn es darum geht, innovative und nutzenorientierte<br />
Produkte für unsere Kunden zu entwickeln.<br />
Simulationsbasierte Auslegung spart Zeit<br />
und senkt Kosten<br />
Simulationen verringern Iterationsschleifen im Fahrversuch –<br />
dadurch werden Kosten gesenkt und Entwicklungszeiten verkürzt.<br />
Die Federkennlinien, Steifigkeiten und Massenverhältnisse<br />
des Feder-Masse-Systems einerseits und das hydrau lische<br />
Dämpfungs- und Isolationssystem andererseits werden dabei<br />
für den Antriebsstrang kundenspezifisch aufeinander abgestimmt.<br />
Simulationsmodell<br />
6<br />
Kenndaten zum Antriebs strang mit<br />
Motor, Hydrodamp, Getriebe, …<br />
Eingabedaten<br />
Dämpfung / Isolation<br />
Kennlinien<br />
Datensätze<br />
Kennfelder<br />
Motor<br />
Automotive Prozesse in der Serienmontage<br />
gewährleisten die Kundenzufriedenheit in der<br />
laufenden Serie.<br />
Betriebsfestigkeit bringt höhere Sicherheit<br />
Beanspruchungsgerechte, betriebssichere und lebensdauergerechte<br />
Festigkeitsauslegungen der Konstruktionselemente<br />
mittels FEM und Lebensdauerberechnungen sowie Prüfstandserprobungen<br />
erhöhen und sichern den Kundennutzen.<br />
Entwicklungsbegleitende Messungen im Fahrzeug<br />
Schwingungsmessungen in relevanten Fahrzuständen bereits<br />
während der Entwicklung ermöglichen eine funktional abgesicherte<br />
Adaption des <strong>Voith</strong> Hydrodamp in den Antriebsstrang<br />
des Kunden.<br />
Simulationsmodell Ergebnisdarstellung:<br />
Drehmoment / Drehzahl verläufe, …<br />
Hydrodamp Getriebe<br />
und weiterer<br />
Antriebsstrang<br />
Ergebnisdaten<br />
Zeitverläufe,<br />
Drehzahlen,<br />
Momente
Messung: Hochschalten unter Volllast<br />
Drehzahl [Upm]<br />
3 200<br />
3 000<br />
2 800<br />
2 600<br />
2 400<br />
35,3 35,8 36,3 36,8 37,3<br />
Zeit [s]<br />
Motor<br />
Getriebe<br />
FEM-Berechnung einer Mittelscheibe<br />
HTSD 300 im Direktanbau HTSD 365 als Gelenkwellenanschluss HTSD 400 im Direktanbau<br />
7
<strong>Voith</strong> <strong>Turbo</strong> GmbH & Co. KG<br />
Produktgruppe Antriebsstrang<br />
Alexanderstraße 2<br />
89522 Heidenheim, Germany<br />
Tel. + 49 73 21 37- 82 40<br />
Fax + 49 73 21 37-78 06<br />
hydrodamp@voith.com<br />
www.voith.de<br />
G 1098 d ak / WA 2012-05 500 Maße und Darstellungen unverbindlich. Änderungen vorbehalten.