DE10052884C2 - Adaptierbarer Schwingungstilger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Schwingungstilger mit einem über eine Federanordnung elastisch an eine Basis angekoppelten Massekörper dienen zur passiven Schwingungsdämpfung. In einem Frequenzbereich um die Eigenfre­ quenz des Schwingungstilgers wird einem schwingenden System, an dem der Schwingungstilger über die Basisplatte befestigt ist, Schwingungsenergie entzogen, so daß das schwingende System beruhigt wird. Innerhalb eines Schwingungstilgers, bei dem die Federanordnung einen Federkörper aus Elastomerwerkstoff umfasst, wird die Schwingungsenergie durch die energiedissipative Wirkung des Elastomerwerkstoffs zudem zumindest teilweise in Wärme umgesetzt.

Ein bekannter Schwingungstilger aus dem Lieferprogramm der Anmelderin mit einem Massekörper und einem Federkörper aus Elastomerwerkstoff weist eine Hauptachse auf, zu der der Schwingungstilger rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Dabei ist der Massekörper ringförmig, und die Basisplatte weist eine mit der Durchgangsöffnung des Massekörpers fluchtende Befesti­ gungsbohrung auf. So kann der Schwingungstilger mit einer Befestigungsschraube an einem schwingenden System befestigt werden, wobei die Befestigungsschraube in eine Gewindebohrung in dem schwingenden System eingreift, sich über einen Bund an der Basisplatte abstützt und mit einem vergrößerten Kopf zusätzlich eine Verliersicherung für den ringförmigen Massekörper ausbil­ det. In nachteiliger Weise ist die schwingungsdämpfende Wirkung des bekannten Schwingungstilgers der eingangs beschriebenen Art nur in einem kleinen Frequenzbereich um eine prinzipiell feste Eigenfrequenz des Schwingungstilgers gegeben. Wenn diese Eigen­ frequenz mit der Frequenz der zu dämpfenden Schwingung zusammen­ fällt, ist die Wirkung des Schwingungstilgers sehr gut. Wenn diese Frequenzen differieren, läßt diese Wirkung jedoch stark nach. Selbst bei einer guten Abstimmung des Schwingungstilgers auf die zu dämpfenden Schwingungen unter Normalbedingungen kann diese Abstimmung verlorengehen, wenn sich die Frequenz der zu dämpfenden Schwingungen oder die Eigenfrequenz des Schwingungs­ tilgers verschiebt. Der letztere Fall tritt beispielsweise leicht mit einer Temperaturänderung auf, da die elastischen Eigenschaften von Elastomerwerkstoff stark temperaturabhängig sind. Darüberhinaus weisen die elastischen Eigenschaften von Elastomerwerkstoff eine ausgeprägte Alterungsabhängigkeit auf. In der Praxis, beispielsweise beim Einsatz des bekannten Schwingungstilgers im Automobilbau ergeben sich daher leicht derartige Verstimmungen, daß die schwingungsdämpfende Wirkung des Schwingungstilgers zumindest nicht mehr optimal ist.

Es ist bereits bekannt, passive Schwingungstilger zu verstimmen, um sie bezüglich ihrer Eigenfrequenz zu adaptieren. Beispiels­ weise ist ein Schwingungstilger bekannt, bei dem ein Massekörper an einem Hebelarm angeordnet ist, der gegen die elastische Kraft einer Feder um eine Hebelachse verschwenkbar ist. Durch Ver­ ändern der Lage des Massekörpers an dem Hebelarm, d. h. des Abstands des Massekörpers zu der Hebelachse ist die Eigenfre­ quenz dieses bekannten Schwingungstilgers auf einen gewünschten Wert einstellbar. Allerdings ist das mechanische Gelenk im Bereich der Hebelachse des bekannten adaptierbaren Schwingungs­ tilgers aufwendig und beschränkt die Richtungen, in denen der Schwingungstilger elastisch an eine schwingendes System ankoppelbar und damit zur Schwingungsdämpfung wirksam ist.

Aus der DE 195 02 030 C1 ist eine Schalldämmeinrichtung bekannt. Dabei ist ein Federkörper aus Elastomerwerkstoff zwischen zwei Anschlüssen für ein zu lagerndes Aggregat und eine Abstützung vorgesehen. Über ein Ankoppelelement ist an den Federkörper aus Elastomerwerkstoff eine Zusatzmasse angekoppelt, wodurch ein Schwingungstilger ausgebildet ist. Die Steife der Ankopplung der Zusatzmasse an den Federkörper aus Elastomerwerkstoff und damit die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers ist verstellbar. Hierzu ist in dem Ankoppelelement, das ebenfalls aus einem elastomeren Werkstoff besteht, ein Fluidkanal angeordnet, der über eine Leitung mit einem Fluidum beaufschlagbar ist.

Aus der DE 196 39 556 A1 ist ein Schwingungstilger bekannt, bei dem ein Massekörper über eine in ihrer Federrate veränderbare Gummifeder an eine Basis angekoppelt ist. Die Gummifeder besteht aus zwei einzelnen kegelförmigen Gummifedern, die über eine Spindel miteinander verbunden sind, um sie unterschiedlich stark gegeneinander zu verspannen.

Aus der EP 0936376 A2 ist eine aktive Einrichtung zur Schwingungsdämpfung bekannt, bei der ein Massekörper derart elastisch an eine Basis angekoppelt ist, dass der Massekörper aktiv durch Beaufschlagung einer Luftdruckkammer in Oszillation versetzt werden kann. Die Luftdruckkammer ist zwischen einem Federkörper aus Elastomerwerkstoff und dem Massekörper angeordnet und mit einer Zuleitung für Druckluft verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungs­ tilger der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, der ohne eine in den Hohlraum führende Leitung für ein Fluidum auskommt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Schwingungstilgers sind in den Ansprüchen 2 bis 4 definiert.

Bei dem neuen Schwingungstilger ist der Hohlraum zwischen der Basisplatte und dem Massekörper angeordnet und mit einer Visko­ flüssigkeit gefüllt, die eine variable Viskosität aufweist, um die Steifigkeit der Ankopplung des Massekörpers an die Basis­ platte zu verändern. Geeignete Viskoflüssigkeiten sind bekannt. Sie werden beispielsweise zur Ausbildung sogenannter Viskokupp­ lungen verwendet. Wenn eine gewisse Agitation der Viskoflüssig­ keit erfolgt, steigt ihre Viskosität stark an, so daß sie quasi aushärtet. Hierdurch verringert sich die Verformbarkeit des Querschnitts des Hohlraums und die Steifigkeit der Anbindung des Massekörpers an die Basisplatte steigt an. Dieser Vorgang erfolgt ohne Zugriff von außen, so daß eine automatische Adaptierung des Schwingungstilgers an eine erhöhte Eigenfrequenz gegeben ist.

Wie bei dem bekannten Schwingungstilger der eingangs beschrie­ benen Art der Anmelderin ist auch der neue Schwingungstilger vorzugsweise rotationssymmetrisch zu einer Hauptachse, wobei der Massekörper ringförmig ist. Dabei kann auch der Hohlraum ring­ förmig sein. Zumindest sollte er eine mehrfache Drehsymmetrie um die Hauptachse des Schwingungstilgers aufweisen oder eine mehr­ fach drehsymmetrische Anordnung von Teilräumen um die Haupt­ achse. Dabei ist eine mindestens vierfache Drehsymmetrie wünschenswert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 den neuen Schwingungstilger mit zugehöriger Befestigungsschraube im Längsschnitt.

Der in Fig. 1 dargestellte Schwingungstilger 1 ist rotations­ symmetrisch zu einer Hauptachse 20 ausgebildet und weist eine Basisplatte 2 zur Befestigung des Schwingungstilgers 1 an einem schwingenden System auf. An die Basisplatte 2 ist über eine Federanordnung 3 ein ringförmiger Massekörper 6 elastisch ange­ koppelt. Die Federanordnung 3 besteht hier aus einem Federkörper 4 aus Elastomerwerkstoff 5, der an den Massekörper 6 anvulkani­ siert ist, wobei der Elastomerwerkstoff 5 den gesamten Masse­ körper 6 als Korrosionsschutzschicht überzieht.

Innerhalb des Federkörpers 4 aus Elastomerwerkstoff ist ein Hohlraum 10 vorgesehen. Der Hohlraum 10 ist innerhalb eines geschlossenen Ringschlauchs 22 ausgebildet, der in den Elastomerwerkstoff 5 vor seinem Ausvulkanisieren eingebettet wurde. In dem Hohlraum 10 ist eine Viskoflüssigkeit 14 vorgesehen. Bei hinreichend starker Agitation der Viskoflüssig­ keit 14 in dem Hohlraum 10 durch Verformung des sie umgebenden Federkörpers 4 aus Elastomerwerkstoff versteift sich die Visko­ flüssigkeit 14, d. h. ihre Viskosität steigt stark an. Hierdurch wird die Verformbarkeit des Querschnitts des Hohlraums 10 bzw. des Ringraums 22 herabgesetzt. Dies bedeutet einen Anstieg der Steifigkeit der Ankopplung des Massekörpers 6 an die Basisplatte 2 bzw. einen Anstieg der Eigenfrequenz des Schwingungstilgers 1. Für die Funktion des Schwingungstilgers 1 gemäß Fig. 4 ist keine Ansteuerung des Hohlraums 10 über eine Leitung 11 notwendig.

Im übrigen ist in Fig. 4 auch eine Befestigungsschraube 18 für den Schwingungstilger 1 dargestellt, die sich über einen Bund 16 an der Basisplatte 2 abstützt und mit einem Befestigungsgewinde 23 durch die Befestigungsbohrung 17 an der Basisplatte 2 hindurchtritt.

Claims (4)

1. Schwingungstilger mit einer Basisplatte und mit einem über eine Federanordnung elastisch an die Basis angekoppelten Massekörper, wobei die Federanordnung einen Federkörper aus Elastomerwerkstoff aufweist, der an den Massekörper und/oder die Basisplatte anvulkanisiert ist, und wobei innerhalb des Feder­ körpers und/oder zwischen dem Massekörper und dem Elastomer­ werkstoff ein zwischen der Basisplatte und dem Massekörper angeordneter Hohlraum vorgesehen ist, wobei die Verformbarkeit des Querschnitts des Hohlraums veränderbar ist, um die Eigen­ frequenz des Schwingungstilgers zu verändern, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hohlraum (10) mit einer Viskoflüssigkeit (14) gefüllt ist, die eine variable Viskosität aufweist, um die Steifigkeit der Ankopplung des Massekörpers (6) an die Basisplatte (2) zu verändern.

2. Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hauptachse (20) vorgesehen ist, zu der der Schwingungs­ tilger (1) rotationssymmetrisch ist.

3. Schwingungstilger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Massekörper (6) ringförmig ist.

4. Schwingungstilger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hohlraum (10) ringförmig ist.