DE10113376A1 - Schwingungstilger - Google Patents

Abstract

Die Trägheitsmassen (2) und/oder die Entkopplungsscheibe (17) eines drehzahladaptiven Schwingungstilgers setzen sich aus einem Paket von übereinander angeordneten, miteinander verbundenen Platinen (12, 13) zusammen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Bauteile (2, 17) mit hoher Formgenauigkeit in vielfältigen Ausführungsvarianten in einfacher Weise herstellbar sind.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen drehzahladaptiven Schwingungstilger, umfassend ein um eine Rotationsachse drehbares Nabenteil, sowie mehrere Trägheits­ massen, die um von der Rotationsachse beabstandete Schwenkachsen der Rotationsbewegung folgend schwenkbar sind, wobei das Nabenteil gegebe­ nenfalls über eine Entkopplungsscheibe mit einer Kupplung verbunden ist und jede Trägheitsmasse durch zwei in Umfangsrichtung beabstandete, sich paral­ lel zur Rotationsachse erstreckende Bolzen im Nabenteil gelagert ist.

Hintergrund der Erfindung

An Wellen von periodisch arbeitenden Maschinen, beispielsweise an der Kur­ belwelle einer Verbrennungskraftmaschine, treten die Rotationsbewegung überlagernde Drehschwingungen auf, deren Frequenz sich mit der Drehzahl der Welle ändert. Zur Verringerung dieser Drehschwingungen können Schwingungstilger eingesetzt werden. Diesen liegt das Prinzip zu Grunde, dass die Trägheitsmassen fliehkraftbedingt bestrebt sind, die Achse bei Einleitung einer Drehbewegung in größtmöglichem Abstand zu umkreisen. Drehschwin­ gungen, welche die Drehbewegung überlagern, führen zu einer Relativbewegung der Trägheitsmassen, wobei die Trägheitsmassen in radialer Richtung nach innen bewegt werden. Der drehzahladaptive Schwingungstilger hat eine der Drehzahl proportionale Eigenfrequenz, so dass Drehschwingungen mit in gleicher Weise drehzahlabhängigen Frequenzen über einen großen Drehzahl­ bereich tilgbar sind.

Derartige drehzahladaptive Tilger sind beispielsweise in der DE 196 04 160 C1 DE 198 31 157 A1 DE 198 31 158 A1 oder in der DE 198 31 159 A1 vorbeschrieben. Deren Trägheitsmassen werden nach dem bisheri­ gen Stand der Technik durch Feinguss, Druckguss oder auch durch Sintern hergestellt. Weil von solchen Trägheitsmassen eine hohe Massenkonstanz für ein einwandfreies Funktionieren des Tilgers erforderlich ist, müssen diese in sehr kostenaufwendiger Weise spanend nachbearbeitet werden. Ein weiterer Nachteil dieser Trägheitsmassen ist ihre Einschränkung in der geometrischen Form, d. h. es lassen sich nicht beliebige filigrane Formen herstellen. Bei Träg­ heitsmassen aus Sintermaterial kommt in nachteiliger Weisen hinzu, dass die­ se einem zusätzlichen Reinigungsprozess unterworfen werden müssen. Dabei kann aufgrund von deren Porosität Wasser oder Öl aufgenommen werden, so dass zu deren Entfernung eine zusätzliche, die Trägheitsmasse nochmals ver­ teuernde Glühung angeschlossen werden muss.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, den Herstellungsaufwand für Bauteile von Schwingungstilgern zu senken.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Trägheitsmassen und/oder die Entkopp­ lungsscheibe aus einem Paket von übereinander angeordneten, miteinander verbundenen Platinen bestehen.

Da das Ausstanzen der einzelnen Platinen und deren feste Verbindung zu ei­ nem Paket durch Zerlegen in Einzelschritte in einfacher Weise automatisierbar ist, lassen sich die erfindungsgemäß ausgebildeten Bauteile mit geringem Auf­ wand kostengünstig fertigen. Ein weiterer Vorteil ist die mögliche Varianten­ vielfalt der so hergestellten Bauteile. In Abhängigkeit vom verwendeten Stanz­ werkzeug sind ohne spanende Nacharbeit komplexe Konturen möglich. So ist es insbesondere auch bei sehr komplizierten Formen möglich, von einer Frei­ stellung umgebene Stege, d. h. Zwischenteile zu realisieren, deren Breite we­ sentlich unter der gesamten Bauteildicke liegt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen 2 bis 6 beschrieben.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass die Platinen durch Laserschweißen, Kleben, Durchsetzfügen, Senknieten oder Senkschrauben miteinander verbun­ den sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist vorgese­ hen, dass die Platinen sich deckende oder versetzt zueinander angeordnete Ausstanzungen aufweisen. Solche Ausstanzungen erlauben in einfacher Weise einen eventuell erforderlichen Masseausgleich.

Aus einem weiteren zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 4 sollen an der Außenkontur der Platinen sich deckende Freistanzungen angeordnet sein, in deren Grundbereich das Laserschweißen erfolgt. Dadurch ist sichergestellt, dass auch durch den Schweißprozess ein spanendes Nacharbeiten des Plati­ nenpaketes nicht erforderlich ist.

Auch kann es aus Korrosionsschutzgründen unter Umständen zweckmäßig sein, wenn gemäß Anspruch 5 wenigstens die äußeren Platinen mit einer Be­ schichtung versehen sind.

Schließlich sollen nach einem letzten Merkmal gemäß Anspruch 6 die Platinen aus einem Blechband ausgestanzt sein, das eine Dickenabweichung von ≦ 2% aufweist, wobei die Blechdicke einen Wert von 0,5 bis 1,5 mm annimmt. Bedingt durch die geringen Dickentoleranzen des Blechbandes weisen die stanzpake­ tierten Teile eine sehr hohe Fertigteilqualität auf. Die Blechbandstärken von 0,5 bis 1,5 mm bieten den Vorteil, bestimmte Abmessungen durch ein Kombinieren entsprechender Blechstärken zu realisieren. In vorteilhafter Weise haben sich dabei als Werkstoff für die Blechbänder Stahl oder auch Aluminium erwiesen.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Bauform eines drehzahladaptiven Tilgers,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Trägheitsmasse gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Trägheitsmasse,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Platinenpaket,

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein durch Laserschweißen verbunde­ nes Platinenpaket,

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Mitte eines Platinenpakets gemäß Fig. 5,

Fig. 7 einen Ausschnitt aus einem Platinenpaket mit einer Senk­ nietbohrung,

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Entkopplungsscheibe und

Fig. 9 einen Schnitt durch ein Platinenpaket.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Der in Fig. 1 dargestellte drehzahladaptive Tilger umfasst das um eine Dreh­ achse 3 verdrehbare Nabenteil 1 sowie mehrere Trägheitsmassen 2, die um von der Drehachse 3 beabstandete Schwenkachsen der durch einen Pfeil dar­ gestellten Rotationsbewegung mehr oder weniger folgend schwenkbar sind. Jede Trägheitsmasse 2 ist durch zwei in Umfangsrichtung beabstandete, sich parallel zur Drehachse 3 erstreckende Bolzen 4 im Nabenteil 1 gelagert, wobei die Bolzen 4 auf Kurvenbahnen 5 abrollbar sind, die im Bereich des Nabenteils 1 ein U-förmiges in Richtung der Drehachse 3 und im Bereich der Trägheits­ massen 2 ein U-förmig in die entgegengesetzte Richtung geöffnetes Profil ha­ ben. Die Bolzen 4 werden auf den von den jeweiligen Kurvenbahnen 5 abge­ wandten Seiten durch die Führungsbahn 6 geführt und in radialer Richtung abgestützt. Die Führungsbahn 6 besteht aus einer Führungsschicht 7 aus po­ lymerem Werkstoff, beispielsweise aus Gummi. Die Führungsbahnen 6 sind beiderseits durch Anschlagflächen 8 begrenzt, die zugleich die Umfangsbe­ weglichkeit des jeweiligen Bolzens 4 auf einen festen Pendelwinkel begrenzen. Der Durchmesser des Bolzens 4 ist so mit dem radialen Abstand zwischen der jeweiligen Kurvenbahn 5 und der zugehörigen Führungsbahn 6 abgestimmt, dass kein oder zumindest kein nennenswertes Spiel vorhanden ist. Die Kur­ venbahnen 5 und die Führungsbahnen 6 bilden Bestandteile von Einsatzteilen, die in Ausnehmungen 9 des Nabenteils 1 und der Trägheitsmasse 2 unverlier­ bar aufgenommen sind.

Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Trägheitsmasse 2 setzt sich aus den einzelnen übereinander angeordneten und fest miteinander verbundenen Plati­ nen 13 zusammen, wobei in der Trägheitsmasse 2 unterschiedlich gestaltete Bohrungen 10 und 11 vorhanden sind. Die rechts- und linksseitig angeordnete Bohrung 10 ist durchgehend, während die mittig angeordnete Bohrung 11 nach außen beidseitig abgedeckt ist.

In Fig. 4 ist ein durchsetztes Platinenpaket gezeigt, bei dem die einzelnen Platinen 12 mit Hilfe eines Durchsetzstempels durch partielle Scherverformung miteinander und mit einer zuunterst liegenden, gelochten Platine 13 verbunden sind.

In den Fig. 5 und 6 ist ein Platinenpaket gezeigt, dessen mit der durchge­ henden Bohrung 10 versehene Platinen 13 an ihrer Außenkontur an mehreren voneinander beabstandeten Umfangsflächen sich deckende Freistanzungen 14 aufweisen, in deren Grundbereich die Verbindung der einzelnen Platinen 12, 13 miteinander durch eine Schweißzone 15 realisiert ist. Die Freistanzungen 14 sind dabei so gewählt, dass die Schweißzone 15 in Umfangsrichtung über die­ se nicht hinausragt, so dass eine spanende Nacharbeitung nicht erforderlich ist.

In Fig. 7 ist ein Platinenpaket mit einer beidseitig angesenkten Senknietboh­ rung 16 dargestellt. Die Ansenkung an sich wird durch ein abgestuftes Aus­ stanzen der jeweils zwei an den Außenseiten des Paketes befindlichen Platinen 13 bewirkt.

Die in Fig. 8 in der Draufsicht teilweise gezeigte Entkopplungsscheibe 17 läßt deren kompliziert geformte Kontur mir einer Vielzahl unterschiedlich gestalteter Ausnehmungen 18 erkennen. Es liegt auf der Hand, dass sich derartige Bau­ teile in erfindungsgemäßer Weise besonders kostengünstig herstellen lassen. Wie Fig. 9 zeigt, läßt sich dabei in besonders vorteilhafter Weise eine Breite b des Steges 19 realisieren, die sehr viel kleiner als die zugehörige Dicke s des Bauteils ist. Derart dünne Stege 19 bei gleichzeitig komplexer Außen­ kontur des Bauteils lassen sich mit keinem anderen als dem erfindungsgemä­ ßen Verfahren ohne aufwendige spanende Nacharbeit herstellen.

Falls in anderen, dem Fachmann bekannten Schwingungstilgern weitere Be­ standteile durch Stanzpaketierung herstellbar erscheinen, soll sich die Erfin­ dung auch diese erstrecken.

Bezugszeichen

1

Nabenteil

2

Trägheitsmasse

3

Drehachse

4

Bolzen

5

Kurvenbahn

6

Führungsbahn

7

Führungsschicht

8

Anschlagfläche

9

Ausnehmung

10

Bohrung

11

Bohrung

12

Platine

13

Platine

14

Freistanzung

15

Schweißverbindung

16

Senknietbohrung

17

Entkopplungsscheibe

18

Ausnehmung

19

Steg
b Breite
s Dicke

Claims (6)

1. Drehzahladaptiver Schwingungstilger, umfassend ein um eine Rotations­ achse (3) drehbares Nabenteil (1), sowie mehrere Trägheitsmassen (2), die um von der Rotationsachse (3) beabstandete Schwenkachsen der Rotati­ onsbewegung folgend schwenkbar sind, wobei das Nabenteil (1) gegebe­ nenfalls über eine Entkopplungsscheibe (17) mit einer Kupplung verbunden ist und jede Trägheitsmasse (2) durch zwei in Umfangsrichtung beabstan­ dete, sich parallel zur Rotationsachse (3) erstreckende Bolzen (4) im Na­ benteil (1) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägheitsmas­ sen (2) und/oder die Entkopplungscheibe (17) aus einem Paket von über­ einander angeordneten, miteinander verbundenen Platinen (12, 13) beste­ hen.

2. Trägheitsmasse (2), und/oder Entkopplungsscheibe (17) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen (12, 13) durch Laserschweißen, Kleben, Durchsetzfügen, Senknieten oder Senk­ schrauben miteinander verbunden sind.

3. Trägheitsmasse (2), und/oder Entkopplungsscheibe (17) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen (13) sich de­ ckende oder versetzt zueinander angeordnete Ausstanzungen (10, 11) aufweisen.

4. Trägheitsmasse (2), und/oder Entkopplungsscheibe (17) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenkontur der Platinen (12, 13) sich deckende Freistanzungen (14) angeordnet sind, in deren Grundbereich das Laserschweißen erfolgt.

5. Trägheitsmasse (2), und/oder Entkopplungsscheibe (17) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die äußeren Platinen (12, 13) mit einer Beschichtung versehen sind.

6. Trägheitsmasse (2), und/oder Entkopplungsscheibe (17) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen (12, 13) aus einem Blechband ausgestanzt sind, das eine Dickenabweichung von ≦ 2 % aufweist, wobei die Blechdicke einen Wert von 0,5 bis 1,5 mm an­ nimmt.