DE102006041884A1

DE102006041884A1 - Schwingungstilger

Info

Publication number: DE102006041884A1
Application number: DE200610041884
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Bogner (FH); Frank Dipl.-Ing. Rettig
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2008-03-27

Abstract

Schwingungstilger mit wenigstens einem um eine Drehachse drehbaren Tilgerkörper und wenigstens einer auf eine Anregungsfrequenz abgestimmten Tilgermasse, die in einer Ausnehmung des Tilgerkörpers bewegbar aufgenommen ist, wobei in der wenigstens einen Ausnehmung eine eine Laufbahn für die Tilgermasse (7) bildende Hülse (6) angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Schwingungstilger mit wenigstens einem um eine Drehachse drehbaren Tilgerkörper und wenigstens einer auf eine Anregungsfrequenz abgestimmte Tilgermasse, die in einer Ausnehmung des Tilgerkörpers bewegbar aufgenommen ist.
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 Steuer trieb handeln, ebenso um Dreheigenfrequenzen der Aggregate oder des Steuertriebs. 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, Zweimassenschwungräder, 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 175420 oder die GB 379 165 verwiesen. Weitere Schwingungstilger, 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 handelt sich dabei um drehzahladaptive Tilger, deren Tilgungsfrequenz sich proportional zur Drehzahl ändert. Auf diese Weise erfolgt eine automatische Anpassung an alle Betriebszustände einer Brennkraftmaschine, bei denen drehzahladaptive Tilger eingesetzt werden können. Ein drehzahladaptiver Tilger basiert auf dem Prinzip eines Pendels im Fliehkraftfeld. Wenn sich dieses Fliehkraftfeld durch eine Drehzahländerung des Grundsystems ändert, so ändert sich die Eigenfrequenz des Pendels proportional zur Drehzahländerung. Bei dem dort vorgeschlagenen Schwin gungstilger würde es relativ schnell zu einem Verschleiß der Laufbahnen der Tilgerkörper kommen. Der dabei entstehende Abrieb des Materials des Tilgerkörpers lagert sich auf der Laufbahn ab, wodurch der Verschleiß nochmals erhöht wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungstilger anzugeben, der die genannten Nachteile vermeidet und eine lange Lebensdauer erreicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Schwingungstilger der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass in der wenigstens einen Ausnehmung eine eine Laufbahn für die Tilgermasse bildende Hülse angeordnet ist.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Hülse, die vorzugsweise in die Ausnehmung eingepresst ist, verhindert ein schnelles Verschleißen der Laufbahn der Tilgermasse, so dass der Schwingungstilger besonders langlebig ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger wird es bevorzugt, dass die Hülsen gehärtet sind. Bei gehärteten Hülsen wird verhindert, dass sich die Tilgermassen in die Laufbahn eingraben, dementsprechend bleibt die ursprüngliche Geometrie der Laufbahnen erhalten und der Schwingungstilger wird nicht verstimmt.
Die Hülsen können bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger spanlos hergestellt sein, insbesondere können gezogene Hülsen eingesetzt werden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können die Hülsen einseitig geschlossen sein, so dass lediglich noch die gegenüberliegende, offene Seite der Hülse verschlossen werden muss.
Die Tilgermassen des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers können als Wälzkörper ausgebildet sein, der Tilgerkörper kann als Riemenscheibe oder Kettenscheibe ausgebildet sein. Der Tilgerkörper kann gesintert oder aus Aluminum-Druckguss oder aus Kunststoff oder vorzugsweise spanlos aus Stahl hergestellt sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können die Hülsen an ihren Stirnseiten einen vorspringenden Abschnitt aufweisen, der vorzugsweise im Zentrum der Hülse angeordnet ist und als Führungsnase dient.
Es wird besonders bevorzugt, dass wenigstens eine Ausnehmung, vorzugsweise alle Ausnehmungen durch einen Deckel verschließbar ist bzw. verschlossen sind. Der oder die Deckel des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers können einen oder mehrere senkrecht zur Deckelebene nach innen abstehende Abschnitte aufweisen, die vorzugsweise im Zentrum des Deckels angeordnet sind und als Führungsnasen dienen.
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:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungstilgers in einer Draufsicht; und
2 den in 1 gezeigten Schwingungstilger in einer geschnittenen Seitenansicht.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines drehzahladaptiven Schwingungstilgers 1, der in eine Kettenscheibe 2 integriert ist. Die Kettenscheibe 2 weist an ihrem Umfang eine Verzahnung 3 auf, in ihrem Zentrum ist eine kreisförmige Öffnung 4 für die Montage der Kettenscheibe 2 vorgesehen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Kettenscheibe 2 um ein Sinterteil, bei anderen Ausführungen kann die Kettenscheibe aus Aluminium-Druckguss oder Kunststoff oder Stahl hergestellt sein.
Die Kettenscheibe 2 weist drei im Abstand von 120° über den Umfang verteilte kreisförmige als Öffnungen 5 ausgebildete Ausnehmungen auf, in die jeweils eine Hülse 6 eingepresst ist. Die dünnwandige, gezogene und gehärtete Hülse 6 ist in die Öffnung 5 der Kettenscheibe 2 eingepresst und dient als Laufbahn für eine Tilgermasse 7. Die Tilgermasse 7 ist als Wälzkörper ausgebildet und weist eine zylinderförmige Grundform auf.
Wie am besten in 2 zu erkennen ist, ist die Hülse 6 einseitig durch einen Boden 8 verschlossen. In der Mitte des Bodens befindet sich ein nach innen vorspringender Abschnitt 9, der als Führungsnase dient und die Tilgermasse 7 in Axialrichtung führt.
Die Öffnung der Hülsen 6 wird durch einen in den Figuren nicht dargestellten Deckel verschlossen, der ebenfalls spanlos hergestellt ist. Für jede Hülse 6 kann ein separater Deckel verwendet werden, alternativ kann ein gemeinsamer Deckel eingesetzt werden, der sämtliche Hülsen verschließt. Analog zu dem Boden 8 der Hülse 6 kann auch der Deckel einen vorspringenden Abschnitt aufweisen, der als Führungsnase dient. Da die Tilgermasse 7 lediglich an diesen vorspringenden Abschnitten anliegt, wird die Reibung stark reduziert.

1: Schwingungstilger
2: Kettenscheibe
3: Verzahnung
4: Öffnung
5: Öffnung
6: Hülse
7: Tilgermasse
8: Boden
9: Abschnitt

Claims

Schwingungstilger mit wenigstens einem um eine Drehachse drehbaren Tilgerkörper und wenigstens einer auf eine Anregungsfrequenz abgestimmte Tilgermasse, die in einer Ausnehmung des Tilgerkörpers bewegbar aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der wenigstens einen Ausnehmung eine eine Laufbahn für die Tilgermasse (7) bildende Hülse (6) angeordnet ist.
Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (6) in die Ausnehmung eingepresst sind.
Schwingungstilger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (6) gehärtet sind.
Schwingungstilger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (6) spanlos hergestellt sind.
Schwingungstilger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (6) einseitig geschlossen sind.
Schwingungstilger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermassen (7) als Wälzkörper ausgebildet sind.
Schwingungstilger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tilgerkörper als Riemenscheibe oder Kettenscheibe (2) ausgebildet ist.
Schwingungstilger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tilgerkörper gesintert oder aus Aluminium-Druckguss oder aus Kunststoff oder vorzugsweise spanlos aus Stahl hergestellt ist.
Schwingungstilger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (6) an ihren inneren Stirnseiten einen abstehenden Abschnitt (9) aufweisen, der vorzugsweise im Zentrum der Hülse (6) angeordnet ist.
Schwingungstilger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Ausnehmung, vorzugsweise alle Ausnehmungen, durch einen Deckel verschließbar ist bzw. verschlossen sind.
Schwingungstilger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Deckel einen oder mehrere senkrecht zur Deckelebene nach innen abstehende Abschnitte aufweisen, die vorzugsweise im Zentrum des Deckels angeordnet sind.