DE102006014952A1

DE102006014952A1 - Schwingungstilger

Info

Publication number: DE102006014952A1
Application number: DE102006014952A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. Rettig
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2007-09-13

Abstract

Schwingungstilger, umfassend wenigstens einen um eine Drehachse drehbaren Tilgerkörper und wenigstens eine auf eine Anregungsfrequenz abgestimmte Tilgermasse, wobei die Tilgermasse (5, 6) bezüglich des Tilgerkörpers (2, 8) in wenigstens einer Ebene verlagerbar ist, bei deren Verlagerung sich ihr radialer Abstand zur Drehachse verändert.

Description

Beschreibung der Erfindung
Schwingungstilger
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Schwingungstilger, umfassend wenigstens einen um eine Drehachse drehbaren Tilgerkörper und wenigstens eine, auf eine Anregungsfrequenz abgestimmte Tilgermasse.

Hintergrund der Erfindung

Dynamische Systeme, die im Bereich ihrer Eigenfrequenzen angeregt werden, zeigen generell als Systemantwort erhöhte Schwingungen. Wenn ein System, etwa ein Teil einer drehenden Maschine, in einem breiten Frequenzspektrum angeregt wird, so besteht die Gefahr, dass bei ungünstigen Betriebsverhältnissen Resonanzphänomene auftreten. Bei Brennkraftmaschinen ist dies meist dann der Fall, wenn Eigenfrequenzen von rotierenden Bauteilen, zum Beispiel des Steuertriebs, des Aggregatetriebs, der Nockenwelle oder eines Nockenwellenverstellers, mit den Anregungsfrequenzen der Brennkraftmaschine zusammenfallen. Da die Anregungsfrequenzen mit der Drehzahl des Motors steigen, durchlaufen sie den gesamten Frequenzbereich, in dem auch Eigenfrequenzen der erwähnten Komponenten der Brennkraftmaschine liegen. Dabei kann es sich um Eigenfrequenzen eines Zugmittels im Aggregatetrieb oder im Steuertrieb handeln, ebenso um Dreheigenfrequenzen der Aggregate oder des Steu ertriebs. Es können sogar solche Freiheitsgrade angeregt werden, die keine unmittelbare Kopplung mit dem Verbrennungsprozess besitzen, beispielsweise können Biegeschwingungen einer Fahrzeugkarosserie entstehen, die eine Schallabstrahlung in den Fahrgastraum und die Umgebung bewirken.

Diese dynamischen Effekte können zu einer erhöhten Belastung von Zugmitteln führen, daneben kann Schlupf entstehen oder es wird eine Schallabstrahlung in angrenzende Strukturen erzeugt. Diese dynamischen Belastungen reduzieren außerdem die Lebensdauer der Bauteile und sind daher unerwünscht. Um diesen Effekten entgegen zu wirken, hat man bisher aufwändige Gegenmaßnahmen ergriffen und mechanische und hydraulische Spannsysteme, Freiläufe, Dämpfer oder Elastriemen eingesetzt. Alle bekannten Maßnahmen weisen jedoch Nachteile auf, hydraulische Spannsysteme bewirken beispielsweise einen Leistungsverlust, der zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führt, andere Maßnahmen führen zu höheren Kosten.

Schwingungstilger, bei denen eine drehbare Masse beweglich mit Tilgermassen verbunden ist, sind bereits seit langer Zeit bekannt, beispielsweise wird auf die CH 175 420 oder die GB 379 165 verwiesen. Weitere Schwinungstilger, die für den Einsatz bei Brennkraftmaschinen vorgesehen sind, sind beispielsweise aus der DE 199 11 564 A1 oder der DE 100 59 101 A1 bekannt. In dem Artikel „Drehzahladaptiver Tilger – Eine Alternative für die Schwingungsreduzierung?" (ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 103 (2001) 4, S. 290–296) werden verschiedene konstruktive Ausführungen von Schwingungstilgern für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Es wird empfohlen, den Schwingungstilger durch die Wahl der geometrischen Verhältnisse genau auf eine bestimmte Anregungsordnung einer Brennkraftmaschine abzustimmen. Allerdings ergibt sich dabei das Problem, dass bei der Abstimmung auf eine bestimmte Anregungsfrequenz häufig Schwingungen benachbarter Motorordnungen verstärkt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungstilger anzugeben, der die genannten Nachteile vermeidet und besonders gut für den Einsatz an einer Brennkraftmaschine geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Schwingungstilger der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Tilgermasse bezüglich des Tilgerkörpers in wenigstens einer Ebene verlagerbar ist, bei deren Verlagerung sich ihr radialer Abstand zur Drehachse verändert.

Optional kann an dem Tilgerkörper wenigstens eine zweite, auf eine zweite Anregungsfrequenz abgestimmte Tilgermasse angeordnet sein.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Schwingungstilger auch so gestaltet werden kann, dass durch die Tilgermassen nicht nur Motorordnungen einer ersten Anregungsfrequenz sondern auch einer zweiten und gegebenenfalls weiterer Anregungsfrequenzen gedämpft werden können. Dazu ist bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger für jede Anregungsfrequenz wenigstens eine zugeordnete Tilgermasse, vorzugsweise mehrere Tilgermassen, vorgesehen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger mehrere erste und/oder zweite Tilgermassen in Umfangsrichtung verteilt auf und/oder an dem Tilgerkörper angeordnet sind. Erste und zweite Tilgermassen, deren Größe und/oder Masse sich unterscheidet, können dabei besonders Platz sparend an dem Tilgerkörper angeordnet sein, insbesondere können die mehreren ersten und zweiten Tilgermassen jeweils abwechselnd in Umfangsrichtung angeordnet sein.

Es ist möglich, den Schwingungstilger so auszulegen, dass er auf beliebige Anregungsfrequenzen abgestimmt ist, insbesondere könnten zusätzlich eine dritte Tilgermasse bzw. mehrere dritte Tilgermassen vorgesehen sein, die auf eine dritte Anregungsfrequenz abgestimmt ist, grundsätzlich könnten beliebige weitere Tilgermassen vorgesehen sein, die auf beliebige weitere Anregungsfrequenzen abgestimmt sind.

Der erfindungsgemäße Schwingungstilger kann bei rotierenden Maschinen aller Art eingesetzt werden, besonders gut geeignet ist er für einen Steuertrieb oder einen Aggregatetrieb oder einen Antriebsstrang einer Brennkraftmaschine. In der Praxis weisen Brennkraftmaschinen beim Betrieb zum Teil erhebliche Ungleichförmigkeiten auf, die ihre Ursache in dem Verbrennungsprozess haben. Daher kann der erfindungsgemäße Schwingungstilger beispielsweise auf die erste und die zweite Motorordnung der Brennkraftmaschine abgestimmt sein, sodass Resonanzphänomenen entgegengewirkt wird.

Der erfindungsgemäße Schwingungstilger kann in ein rotierendes Bauteil der Brennkraftmaschine oder eines damit verbundenen Aggregats eingebaut sein, insbesondere kann das rotierende Bauteil eine Scheibe, eine Riemenscheibe, eine Nockenwelle, eine Nockenwellenscheibe oder ein Nockenwellenversteller sein.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Außenkontur eines rotierenden Bauteils, insbesondere des Schwingungstilgers, unrund, insbesondere elliptisch, ausgebildet ist. Durch den Einsatz eines unrunden Bauteils, etwa einer unrunden Scheibe, kann gezielt eine Ungleichförmigkeit in einen Zugmitteltrieb eingebracht werden, um einer äußeren Anregung, beispielsweise aus dem Verbrennungsvorgang der Brennkraftmaschine, entgegenzuwirken. Die Erfindung sieht daher vor, dass der erfindungsgemäße Schwingungstilger, der einen Tilgerkörper und auf wenigstens zwei Anregungsfrequenzen abgestimmte Tilgermassen aufweist, gemeinsam mit einem unrunden rotierenden Bauteil eingesetzt wird, wobei das die Unrundheit aufweisende Bauteil der Schwingungstilger oder ein anderes rotierendes Bauteil sein kann.

Der Tilgerkörper und die Tilgermassen des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers können unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise kann der Tilgerkörper wenigstens eine Ausnehmung aufweisen, vorzugsweise eine Mehrzahl von Ausnehmungen, in denen jeweils wenigstens eine Tilgermasse angeordnet ist. Derartige Schwingungstilger sind besonders Platz sparend. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Ausnehmung, in der wenigstens eine vorzugsweise als Wälzkörper ausgebildete Tilgermasse angeordnet ist, kreisförmig ausgebildet sein.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Tilgermasse wenigstens eine Ausnehmung aufweisen, die von wenigstens einem an dem Tilgerkörper angeordneten Führungselement durchsetzt wird. Vorzugsweise kann das Führungselement als Bolzen ausgebildet sein, wobei auch mehrere Bolzen vorgesehen sein können. Die Ausnehmung kann kurvenförmig ausgebildet sein, insbesondere als Ringsegment. Die Bolzen wirken dabei als Anschläge, die die Bewegung einer Tilgermasse relativ gegenüber dem Tilgerkörper beschränken.

Bei anderen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers kann es vorgesehen sein, dass eine Tilgermasse außerhalb ihres Schwerpunkts an oder auf dem Tilgerkörper gelagert ist. Bei einer Relativbewegung der Tilgermasse gegenüber dem Tilgerkörper verändert sich im Allgemeinen ihr radialer Abstand zur Drehachse, wodurch die gewünschte Schwingungstilgungswirkung bewirkt wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Tilgermasse scheibenförmig ausgebildet sein und eine als Lagerung dienende Ausnehmung aufweisen.

Bei anderen Ausgestaltungen kann eine Tilgermasse als Fluid ausgebildet sein, das in einem in dem Tilgerkörper ausgebildeten Hohlraum aufgenommen ist. Gegebenenfalls kann der Hohlraum nur teilweise von dem Fluid ausgefüllt sein. Es ist auch möglich, dass in dem Hohlraum zusätzlich wenigstens eine feste Tilgermasse aufgenommen ist. Der Tilgerkörper kann auch mehrere in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Hohlräume umfassen, die jeweils mit einem Fluid und/oder einem Festkörper als Tilgermasse gefüllt sind. Vorzugsweise können zwei, drei, vier oder fünf Hohlräume vorgesehen sein.

Bei anderen Ausgestaltungen kann es vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Ausnehmung des Tilgerkörpers kreisförmig ausgebildet ist, in der wenigstens eine als Wälzkörper ausgebildete Tilgermasse angeordnet ist. Die Tilgermasse kann dabei kreisförmig oder ringförmig ausgebildet sein.

Daneben bezieht sich die Erfindung auf einen Zugmitteltrieb, mit einem als Riemen oder Kette ausgebildeten Umschlingungsmittel, wenigstens einem antreibenden rotierenden Bauteil und wenigstens einem angetriebenen rotierenden Bauteil.

Erfindungsgemäß weist das antreibende und/oder das wenigstens eine angetriebene rotierende Bauteil einen Schwingungstilger der beschriebenen Art auf.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der erfindungsgemäße Zugmitteltrieb Bestandteil eines Antriebsstrangs, eines Aggregatetriebs oder eines Steuertriebs einer Brennkraftmaschine ist.

Es kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens ein antreibendes rotierendes Bauteil des erfindungsgemäßen Zugmitteltriebs und/oder wenigstens ein angetriebenes rotierendes Bauteil unrund, insbesondere elliptisch, ausgebildet ist. Das unrunde Bauteil kann entweder ein Schwingungstilger oder ein anderes rotierendes Bauteil, etwa eine Riemenscheibe sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
1A und 1B ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungstilgers in einer Draufsicht und in einer geschnittenen Ansicht;
2A und 2B ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungstilgers in einer Draufsicht und in einer geschnittenen Ansicht;
3 bis 8 weitere Ausführungsbeispiele von Tilgerkörpern mit Tilgermassen von erfindungsgemäßen Schwingungstilgern;
9 ein unrund ausgebildeter erfindungsgemäßer Schwingungstilger;
10 der in einen Zugmitteltrieb integrierte Schwingungstilger von 9; und
11 einen Zugmitteltrieb mit einem Schwingungstilger und einer unrunden Riemenscheibe.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die 1A und 1B zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schwingungstilgers 1, der als Scheibe ausgebildet ist, in einer Draufsicht und in einer geschnittenen Ansicht. Der Schwingungstilger 1 umfasst einen ringförmigen Tilgerkörper 2, der eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung angeordneten ersten kreisförmigen Ausnehmungen 3 und eine Mehrzahl von zweiten kreisförmigen Ausnehmungen 4 aufweist. Der Durchmesser der Ausnehmungen 3 ist wesentlich größer als der Durchmesser der Ausnehmungen 4, die in der Nähe des Zentrums des Tilgerkörpers 2 angeordnet sind. In jeder Ausnehmung 3, 4 ist jeweils eine Tilgermasse 5, 6 angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Tilgermassen 5, 6 als zylinderförmige Wälzkörper ausgebildet.
Die in 1A gezeigte Scheibe ist Bestandteil eines Zugmitteltriebs einer Brennkraftmaschine. Die Scheibe kann als Umlenkrolle dienen oder an einem Aggregat, z. B. an einem Generator befestigt sein, ebenso könnte der Schwingungstilger direkt an einem Kurbelwellenrad angebracht sein. Der Schwingungstilger ist so ausgelegt, dass er zwei verschiedene Tilgerfrequenzen be sitzt. Bei einer Drehung des Schwingungstilgers 1 mit konstanter Geschwindigkeit befinden sich die Tilgermassen 5, 6 in einer stabilen Gleichgewichtslage im Potentialfeld. Beim Auftreten einer Störung, etwa einer Geschwindigkeitsänderung der drehenden Scheibe, werden die Tilgermassen 5, 6 aus der Gleichgewichtslage herausbewegt und nehmen potentielle Energie auf. Die Tilgermassen 5, 6 rollen bei einer Störung entlang der Innenkante der Ausnehmungen 3, 4 radial zur Drehachse hin. Dabei wird die potentielle Energie in kinetische Energie verwandelt und umgekehrt, wodurch die Tilgerwirkung entsteht. Die Tilgerfrequenz kann aus den Eigenfrequenzen eines zugehörigen linearisierten Systems von Bewegungsgleichungen errechnet werden. Die Anpassung an unterschiedliche Tilgerfrequenzen erfolgt durch die Veränderung der Masse der Tilgermassen und des Abstands zur Drehachse. Grundsätzlich kann ein Schwingungstilger beliebig viele Tilgermassen aufweisen, die im Allgemeinen auf beliebige Anregungsfrequenzen abgestimmt sein können. In dem in 1A und 1B dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Tilgermassen 5, 6 auf zwei unterschiedliche Tilgerfrequenzen abgestimmt. Die Tilgermassen 5, 6 sind als Wälzköper ausgeführt, die auf einer kreisförmigen Laufbahn in den Ausnehmungen 3, 4 geführt sind und eine translatorische und eine rotatorische Bewegung beschrieben. Bei dieser Kombination kann der Schwingungstilger mit minimalen Tilgermassen realisiert werden, da mehr Schwingungsenergie aufgenommen werden kann. Bei der Drehung der Scheibe erfahren die Tilgermassen 5, 6 eine zentripetale Beschleunigung. Wenn es zu einer Anregung des Schwingungstilgers kommt, bewegen sich die als Wälzkörper ausgebildeten Tilgermassen 5, 6 auf den Laufbahnen des Tilgerkörpers 2, die von den Ausnehmungen 3, 4 gebildet werden und führen dabei eine Schwingung in einem Potentialfeld aus. Die jeweilige Tilgerfrequenz ergibt sich aus der Drehzahl der Scheiben, dem Radius der Laufbahn und den Massenträgheitsmomenten der Tilgermassen 5, 6. Die Tilgerfrequenz wird so gewählt, dass sie mit der kritischen Schwingungsanregung zusammenfällt. Wie in 1A gezeigt ist, können mehrere Ordnungen der Anregung gleichzeitig getilgt werden, indem die Parameter wie Tilgermasse, Abstand zur Drehachse passend gewählt werden.
Die Tilgermassen können aus unterschiedlichen Medien bestehen, beispielsweise können gasförmige Medien wie Nebel, Rauch, Gase, Gasgemische oder Kombinationen von Gasgemischen mit Flüssigkeiten und/oder Festkörpern eingesetzt werden. Als Flüssigkeiten kommen Fluide im Allgemeinen, Dispersionen, Emulsionen, Gemische mehrerer Flüssigkeiten, Öle, Fette, Stoffe mit viskosen Eigenschaften, Stoffe mit plastischen Eigenschaften, Stoffe mit elastischen Eigenschaften, Stoffe mit viskoelastischen Eigenschaften, Stoffe mit viskoplastischen Eigenschaften, Stoffe mit viskoplastischelastischen Eigenschaften oder Flüssigkeiten in Kombination mit Festkörpern und/oder gasförmigen Medien in Frage. Als Festkörper können beliebige Werkstoffe eingesetzt werden, Einzelkörper können als Wälzkörper, Zylinder, Kugel, Kugelschnitt, Zylindersegment, Hohlzylinder, Prisma, Hohlkörper, Pyramide, Kegel, Kegelstumpf, Würfel, Tetraeder, Oktaeder oder als Körper mit unregelmäßiger Form ausgebildet sein, ebenso kommen asymmetrisch geformte Körper in Frage.
Wenn mehrere Körper eingesetzt werden, können sie jeweils die gleiche Form und die gleiche Größe aufweisen, sie können jedoch auch unterschiedliche Größen aufweisen. Generell sind auch alle Kombinationen der zuvor erwähnten Medien und Körperformen möglich. Daneben können auch die folgenden Medien als Tilgermassen eingesetzt werden, diese können miteinander kombiniert oder in Kombination mit den erwähnten gasförmigen, flüssigen oder festen Medien verwendet werden: Sande gleicher oder unterschiedlicher Körnung, Granulate, Pasten, Gemische dieser Stoffe auch im Kombination mit gasförmigen, flüssigen und/oder festen Medien sowie geleeartige Stoffe.
Die eingesetzten Medien können dabei neben der Funktion als Tilgermasse auch andere Funktionen erfüllen, beispielsweise können Fluide gleichzeitig als Schmiermittel dienen.
Schwingungstilger sind besonders für den Einsatz bei Brennkraftmaschinen geeignet, da die Anregung an die Zahl der Zylinder gekoppelt ist und linear mit der Motordrehzahl ansteigt. Dementsprechend können mehrere Frequenzen bzw. Motorordnungen, getilgt werden, indem der Schwingungstilger auf die verschiedenen Frequenzen abgestimmt wird. Bei einem 4-Zylinder-Verbrennungsmotor wird zumeist die zweite und die vierte Motorordnung, gegebenenfalls auch weitere Motorordnungen, getilgt. Bei einem 6-Zylinder-Verbrennungsmotor wird die dritte, die sechste und gegebenenfalls höhere Motorordnungen getilgt. Bei Brennkraftmaschinen kann der Schwingungstilger in allen rotierenden Strukturen integriert werden, insbesondere in den Antriebsstrang, den Steuertrieb und den Aggregatetrieb, jeweils mit angekoppelten Strukturen und Bauteilen.
Die 2A und 2B zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schwingungstilgers, der als Riemenscheibe 7 ausgebildet ist, in einer Draufsicht und in einer geschnittenen Ansicht. In Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel weist der Tilgerkörper 8 Ausnehmungen 3, 4 für Tilgermassen 5, 6 auf. Wie in der geschnittenen Ansicht von 2B zu sehen ist, umfasst die Riemenscheibe 7 einen profilierten Auflagebereich 9 für einen Riemen.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Riemenscheibe eines Schwingungstilgers. An der Riemenscheibe 10 sind Bolzen 11, 12 angebracht, die als Führungen für Tilgermassen 13 dienen. Die Tilgermassen 13 weisen eine scheibenförmige Grundform und eine Ausnehmung 14 auf, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Ringsegment ausgebildet ist. Das Ringsegment erstreckt sich näherungsweise über den halben Umfang der Tilgermasse 13. Die Tilgermasse 13 kann sich relativ gegenüber der Riemenscheibe 10 bewegen, wobei diese Drehbewegung durch die Bolzen 11, 12 begrenzt wird. An der gegenüberliegenden Seite der Riemenscheibe 10 ist eine weitere, gleich ausgebildete Tilgermasse 13 vorhanden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 3 nur zwei Tilgermassen 13 eingezeichnet, es können jedoch auch weitere Tilgermassen vorgesehen sein, insbesondere um eine zweite oder eine weitere Anregungsfrequenz zu tilgen.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schwingungstilgers. An dem als Riemenscheibe ausgebildeten Tilgerkörper 15 sind mehrere Tilgermassen 16 angebracht, die jeweils eine scheibenförmige Grundform aufweisen. Jede Tilgermasse 16 weist eine exzentrische Ausnehmung 17 auf, die von einem mit dem Tilgerkörper 16 verbundenen Bolzen 18 durchsetzt ist. Der Bolzen 18 bildet den Drehpunkt für die Bewegung der Tilgermasse 16 relativ zum Tilgerkörper 15.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schwingungstilgers. An dem als Riemenscheibe ausgebildeten Tilgerkörper 19 sind Bolzen 20, 21 angebracht, die als Führungen für Ausnehmungen 22, 23 einer Tilgermasse 24 dienen. Jede Tilgermasse 24 weist eine rechteckige Grundform auf, die beiden Ausnehmungen 22, 23 sind kreissegmentförmig ausgebildet. Die Bolzen 20, 21 dienen als Anschläge bei Bewegungen der Tilgermasse 24 relativ zum Tilgerkörper 19.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schwingungstilgers. Der als Riemenscheibe ausgebildete Tilgerkörper 25 umfasst Hohlräume 26, die jeweils teilweise mit einem Fluid 27 gefüllt sind. Zusätzlich befindet sich in dem Hohlraum 26 eine Tilgermasse 28, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Kugel ausgebildet ist. Das Fluid 27 und die Tilgermasse 28 können sich unter dem Einfluss der einwirkenden Kräfte innerhalb des Hohlraums 26 bewegen und so die gewünschte Tilgerwirkung erzeugen.
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schwingungstilgers. Der Tilgerkörper 29 weist kreisförmige Ausnehmungen 30 auf, in denen jeweils eine als Hohlzylinder ausgebildete Tilgermasse 31 angeordnet ist. Die Ausnehmung 30 dient dabei als Führung für die Tilgermasse 31, die sich bei einer Störung des Gleichgewichts radial zum Drehpunkt hin bewegt.
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schwingungstilgers. Der Tilgerkörper 32 umfasst vier Ausnehmungen 33, die jeweils mit einem Fluid 35 gefüllt sind. Die Ausnehmungen 33, die als Hohlräume ausgebildet sind, werden durch vier radiale Abschnitte 36 des Tilgerkörpers 32 getrennt. In dem Verbindungsbereich 34 zwischen den Abschnitten 36 und dem Tilgerkörper 32 ist die Wandstärke vergrößert.
9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schwingungstilgers. Der Schwingungstilger 37 umfasst einen unrund ausgebildeten Tilgerkörper 38. Der Tilgerkörper 38 weist eine elliptische Form auf, er wird eingesetzt, um gezielt eine Ungleichförmigkeit in einem Zugmitteltrieb zu erzeugen. Diese Ungleichförmigkeit wird genutzt, um gezielt einer äußeren Anregung des Zugmitteltriebs, die zum Beispiel beim Verbrennungsprozess entsteht, entgegenzuwirken. Allerdings sind derartige Anregungen nicht über den gesamten Drehzahlbereich konstant, in den meisten Fällen sind die Störungen bei niedrigen Drehzahlen am größten.
Der Einsatz unrunder Scheiben, um gezielt Anregungen entgegenzuwirken, ist an sich bekannt. Dabei wird die unrunde Scheibe zumeist für eine bestimmte Drehzahl, das heißt einen bestimmten Betriebspunkt, ausgelegt. Allerdings ergibt sich dann für höhere Drehzahlen ein überkorrigierter Bereich, da sich die Ungleichförmigkeit mit steigender Drehzahl reduziert. Für diesen Bereich höherer Drehzahlen ist die Unrundheit der Scheibe zu groß bemessen, was dazu führt, dass sogar ungewollte Anregungen entstehen können. Dementsprechend kann mit dem in 9 gezeigten Schwingungstilger 37 die Dynamik im Zugmitteltrieb verringert werden. Alle weiteren Bauformen des Tilgers können ebenfalls mit der unrunden Scheibe kombiniert werden. Durch die Kombination von zwei verschiedenen Mechanismen, nämlich der unrunden Scheibe und des drehzahladaptiven Tilgers kann der Schwingungstilger kleiner und weniger aufwändig gestaltet sein. Im Bereich höherer Drehzahlen, der normalerweise überkorrigiert ist, wird die von der unrunden Scheibe verursachte Anregung getilgt.
10 zeigt den Schwingungstilger von 9 in einem Zugmitteltrieb. Der Zugmitteltrieb umfasst die unrunde Scheibe 37, sowie weitere Scheiben 39 und 40, die durch ein als Riemen ausgebildetes Zugmittel 41 miteinander verbunden sind. Eine der Scheiben treibt die anderen beiden an.
11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Zugmitteltriebs. Dabei ist ein rund ausgebildeter Schwingungstilger 42 mit einer unrunden Scheibe 43 und einer weiteren Scheibe 44 zu einem Zugmitteltrieb kombiniert.

1: Schwingungstilger
2: Tilgerkörper
3: Ausnehmung
4: Ausnehmung
5: Tilgermasse
6: Tilgermasse
7: Riemenscheibe
8: Tilgerkörper
9: Auflagebereich
10: Riemenscheibe
11: Bolzen
12: Bolzen
13: Tilgermasse
14: Ausnehmung
15: Tilgerkörper
16: Tilgermasse
17: Ausnehmung
18: Bolzen
19: Tilgerkörper
20: Bolzen
21: Bolzen
22: Ausnehmung
23: Ausnehmung
24: Tilgermasse
25: Tilgerkörper
26: Hohlraum
27: Fluid
28: Tilgermasse
29: Tilgerkörper
30: Ausnehmung
31: Tilgermasse
32: Tilgerkörper
33: Ausnehmung
34: Verbindungsbereich
35: Fluid
36: radialer Abschnitt
37: Schwingungstilger
38: Tilgerkörper
39: Scheibe
40: Scheibe
41: Zugmittel
42: Schwingungstilger
43: Scheibe
44: Scheibe

Claims

Schwingungstilger, umfassend wenigstens einen um eine Drehachse drehbaren Tilgerkörper und wenigstens eine, auf eine Anregungsfrequenz abgestimmte Tilgermasse, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (5, 6) bezüglich des Tilgerkörpers (2, 8) in wenigstens einer Ebene verlagerbar ist, bei deren Verlagerung sich ihr radialer Abstand zur Drehachse verändert.
Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Tilgerkörper (2, 8) wenigstens eine zweite, auf eine zweite Anregungsfrequenz abgestimmte Tilgermasse (6) angeordnet ist, wobei der Schwingungstilger (1) vorzugsweise mehrere erste und/oder zweite Tilgermassen (5, 6) aufweist.
Schwingungstilger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste und/oder zweite Tilgermassen (5, 6) in Umfangsrichtung verteilt auf und/oder an dem Tilgerkörper (2, 8) angeordnet sind.
Schwingungstilger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren ersten und zweiten Tilgermassen (5, 6) jeweils abwechselnd in Umfangsrichtung auf und/oder an dem Tilgerkörper (2, 8) angeordnet sind.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Tilgerkörper wenigstens eine dritte Tilgermasse oder weitere Tilgermassen angeordnet ist bzw. sind, die auf eine dritte Anregungsfrequenz oder weitere Anregungsfrequenzen abgestimmt ist bzw. sind.
Schwingungstilger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er in einem Steuer- oder Aggregatetrieb oder einem Antriebsstrang einer Brennkraftmaschine einsetzbar ist.
Schwingungstilger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Tilgermassen auf eine erste Motorordnung und die zweiten Tilgermassen auf eine zweite Motorordnung der Brennkraftmaschine abgestimmt sind.
Schwingungstilger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er in ein rotierendes Bauteil, insbesondere eine Scheibe, eine Riemenscheibe (7), eine Nockenwelle, eine Nockenwellenscheibe oder einen Nockenwellenversteller einbaubar oder eingebaut ist.
Schwingungstilger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des rotierenden Bauteils unrund, insbesondere elliptisch, ausgebildet ist.
Schwingungstilger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tilgerkörper (2, 8) wenigstens eine Ausnehmung (3, 4), vorzugsweise eine Mehrzahl von Ausnehmungen (3, 4) aufweist, in denen jeweils wenigstens eine Tilgermasse (5, 6) angeordnet ist.
Schwingungstilger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ausnehmung (3, 4) kreisförmig ausgebildet ist, in der wenigstens eine als Wälzkörper ausgebildete Tilgermasse angeordnet ist.
Schwingungstilger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tilgermasse (13, 24) wenigstens eine Ausnehmung (14, 22, 23) aufweist, die von wenigstens einem an dem Tilgerkörper (19) angeordneten Führungselement durchsetzt wird.
Schwingungstilger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement als Bolzen (11, 12, 20, 21) ausgebildet ist.
Schwingungstilger nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (14) als Ringsegment ausgebildet ist.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tilgermasse (16) außerhalb ihres Schwerpunkts an oder auf dem Tilgerkörper (15) gelagert ist.
Schwingungstilger nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (16) scheibenförmig ausgebildet und eine als Lagerung dienende Ausnehmung (17) aufweist.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tilgermasse als Fluid (27) ausgebildet ist, das in einem in dem Tilgerkörper (25) ausgebildeten Hohlraum (26) aufgenommen ist.
Schwingungstilger nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (26) nur teilweise von dem Fluid (27) ausgefüllt ist.
Schwingungstilger nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum (26) zusätzlich wenigstens eine feste Tilgermasse (28) aufgenommen ist.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Tilgerkörper (32) mehrere, vorzugsweise zwei, drei, vier oder fünf, in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Hohlräume (33) umfasst.
Schwingungstilger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (31) kreisförmig oder ringförmig ausgebildet ist.
Zugmitteltrieb, mit einem als Riemen oder Kette ausgebildeten Umschlingungsmittel, wenigstens einem antreibenden rotierenden Bauteil und wenigstens einem angetriebenen rotierenden Bauteil, dadurch gekennzeichnet, dass das antreibende und/oder das wenigstens eine angetriebene rotierende Bauteil einen Schwingungstilger (37, 42) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 aufweist.
Zugmitteltrieb nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass er Bestandteil eines Antriebsstrangs, eines Aggregatetriebs oder eines Steuertriebs einer Brennkraftmaschine ist.
Zugmitteltrieb nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein antreibendes rotierendes Bauteil und/oder wenigstens ein angetriebenes rotierendes Bauteil unrund, insbesondere elliptisch, ausgebildet ist bzw. sind.