-
Technisches Gebiet
-
Die
Erfindung betrifft einen Schwingungstilger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
-
Stand der Technik
-
Ein
gattungsbildender Schwingungstilger der eingangs genannten Art ist
aus der
DE 10
2004 022 862 A1 bekannt. Schwingungstilger werden in Kraftfahrzeugen
zur Geräuschreduktion
eingesetzt. Einzelne Wellensegmente einer Kardanwelle können durch
eine Drehungleichförmigkeit
im Antriebsstrang zu Resonanzschwingungen angeregt werden. Dies kann
zur Geräusch-
oder Vibrationsentwicklung führen.
Hierdurch wird der Komfort, den das Kraftfahrzeug bieten kann, erheblich
reduziert. Die
DE 1
978 883 U zeigt einen Schwingungstilger, bei dem die Elastomerbereiche
umfänglich
an einer Nabe angeordnet sind. Aus der
DE 1 997 151 U ist ein Schwingungstilger
bekannt, bei welchem zwei Tilgermassen in axialer Richtung übereinanderliegend
angeordnet sind. Die
JP
2004 340 169 A zeigt einen Schwingungstilger mit integrierter
Riemenscheibe, die über Elastomere
mit einer Nabe und einer Ringmasse verbunden ist.
-
Die
bekannten Schwingungstilger können aufgrund
der Verwendung nur einer Tilgermasse nur eine Resonanzfrequenz bedämpfen. Der
Motor eines Kraftfahrzeugs regt jedoch bei unterschiedlichen Frequenzen
unterschiedliche Wellensegmente mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen
zu torsionalen Schwingungen an. Der Motor des Kraftfahrzeugs regt bei
unterschiedlichen Frequenzen insbesondere unterschiedliche Eigenformen
von Schwingungen an.
-
Die
aus dem Stand der Technik bekannten Schwingungstilger können bei
entsprechender Auslegung Schwingungen eines bestimmten relativ engen
Frequenzbereichs bedämpfen.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Schwingungstilger sind aber
nicht geeignet, die Schwingungen eines sehr breiten Frequenzbereichs
bzw. -intervalls zuverlässig zu
dämpfen.
Die Breite des Frequenzbereichs kann durch die Motor- und Wellendrehzahlen
bestimmt werden. Insbesondere sind aber die angeregten Eigenformen
problematisch, die bei verschiedenen Frequenzen auftreten.
-
Darstellung der Erfindung
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Schwingungstilger
der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden,
dass er Schwingungen eines möglichst
weiten Frequenzbereichs tilgen bzw. bedämpfen kann.
-
Erfindungsgemäß wird die
voranstehende Aufgabe durch einen Schwingungstilger mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Danach
ist an der Nabe durch einen zweiten Elastomerbereich eine zweite
Tilgermasse angeordnet, welche relativ zur ersten Tilgermasse bewegbar ist, wobei
die Elastomerbereiche an Umkehrstellen zwischen den Flanscharmen
angeordnet sind.
-
Erfindungsgemäß ist erkannt
worden, dass zwei komplett unabhängig
voneinander bewegbare, unterschiedlich abgestimmte Tilgermassen
in einem Schwingungstilger integriert werden können. Ganz konkret ist erkannt
worden, dass die zweite Tilgermasse eine andere Resonanzfrequenz
zeigt als die erste Tilgermasse. Hierdurch wird die Breitbandigkeit des
Schwingungstilgers erhöht.
Durch eine optimale Abstimmung der Resonanzfrequenzen und Trägheitsmomente
der Tilgermassen können
Schwingungen eines sehr breiten Frequenzintervalls bedampft werden.
Die erste Tilgermasse kann Schwingungen eines ersten Frequenzbereichs
tilgen, die zweite Tilgermasse die Schwingungen eines zweiten Frequenzbereichs.
-
Die
Nabe ist als Dreiarmflansch mit drei Flanscharmen ausgebildet. Die
Vorkehrung von drei Flanscharmen erlaubt eine besonders feste Anbindung
des Schwingungstilgers an einer Welle.
-
Die
Elastomerbereiche sind an Umkehrstellen zwischen den Flanscharmen
angeordnet. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass die Umkehrstellen als
höchste
Erhebungen bogenförmiger
Segmente ausgestaltet sind. Durch diese konkrete Ausgestaltung wird
eine besonders hohe Radialsteifigkeit des Schwingungstilgers erzielt.
Hierdurch kann der Unwuchteintrag durch den Schwingungstilger stark
begrenzt werden.
-
Folglich
ist die eingangs genannte Aufgabe gelöst.
-
Die
erste Tilgermasse könnte
die zweite Tilgermasse in sich aufnehmen. Durch diese konkrete Ausgestaltung
ist sichergestellt, dass der Schwingungstilger einen sehr kompakten
Aufbau aufweist. Insbesondere ist denkbar, dass die sich axial erstreckenden
Randbereiche der zweiten Tilgermasse mit den sich axial erstreckenden
Randbereichen der ersten Tilgermasse fluchten. Somit wird die axiale
Ausdehnung des Schwingungstilgers durch die erste Tilgermasse bestimmt.
Die erste Tilgermasse fungiert dabei praktisch als Gehäuse für die zweite
Tilgermasse.
-
Zwischen
der ersten Tilgermasse und der zweiten Tilgermasse könnte ein
axialer Freiraum ausgebildet sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung
ist eine reibungsfreie Bewegung der zweiten Tilgermasse relativ
zur ersten Tilgermasse sichergestellt. Durch den axialen Freiraum
wird verhindert, dass einzelne Bereiche der Tilgermassen im Bereich einer Überdeckung
aneinander reiben.
-
Die
zweite Tilgermasse könnte
Aussparungen aufweisen, die von der ersten Tilgermasse durchgriffen
werden. Durch diese konkrete Ausgestaltung kann die zweite Tilgermasse
in die erste Tilgermasse eingefügt
werden. Hierdurch wird ein sehr kompakter Schwingungstilger realisiert,
dessen Außenmaße nur durch
die erste Tilgermasse bestimmt werden.
-
Die
Tilgermassen könnten
als tiefgezogene Schwungmassen ausgestaltet sein. Durch diese konkrete
Ausgestaltung können
torsionale Schwingungen einer Welle, insbesondere einer Kardanwelle, getilgt
bzw. gedämpft
werden. Die Schwungmassen werden konzentrisch zur Wellenachse angeordnet. Der
Schwingungstilger zeigt dann einen zumindest teilweise zylindrischen
Aufbau.
-
Die
Schwungmassen könnten
aus tiefgezogenem Stahl gefertigt sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung
ist ein kostengünstiger
Fertigungsprozess realisierbar. Des Weiteren können Schwungmassen aus Stahl
problemlos mit den Elastomerbereichen durch Vulkanisation verbunden
werden. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass als Elastomer Gummi
verwendet wird.
-
Die
Tilgermassen könnten
die Nabe in sich aufnehmen. Vor diesem Hintergrund ist konkret denkbar,
dass die Nabe konzentrisch zu der ersten und der zweiten Tilgermasse
angeordnet ist. Die Anordnung der Nabe realisiert eine Platz sparende
Verbindung der Nabe mit den Tilgermassen und einen kompakten Aufbau
des Schwingungstilgers.
-
Der
erste Elastomerbereich könnte
vom zweiten Elastomerbereich zumindest teilweise beabstandet sein.
Diese konkrete Ausgestaltung erlaubt ein teilweise unabhängiges Bewegen
der ersten Tilgermasse relativ zur zweiten Tilgermasse. Vor diesem
Hintergrund ist konkret denkbar, dass die Elastomerbereiche vollständig voneinander
separiert sind, um zwei voneinander unabhängig schwingende Tilgermassen
zu schaffen.
-
Der
erste Elastomerbereich und der zweite Elastomerbereich könnten in
einer Elastomerspur ausgebildet sein, welche ein Kerbschlitz aufweist. Diese
konkrete Ausgestaltung erlaubt es, die Elastomerspur in einem Vulkanisationsverfahren
einstückig an
der Nabe und den Tilgermassen anzubringen. Die Ausbildung eines
Kerbschlitzes kann durch einen Stift in einer Vulkanisationsform
in eine einzige Elastomerspur eingebracht werden. Durch den Kerbschlitz
wird die zumindest teilweise Beabstandung zweier Elastomerbereiche
realisiert. Die Ausbildung einer einzigen Elastomerspur erlaubt
eine kostengünstige
und rasche Fertigung des Schwingungstilgers.
-
Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung auf vorteilhafte Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Patentansprüche und
andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen.
-
In
Verbindung mit der Erläuterung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnung
-
In
der Zeichnung zeigen
-
1 eine
Gesamtansicht eines Schwingungstilgers,
-
2a eine
erste perspektivische Schnittansicht des Schwingungstilgers gemäß 1,
-
2b eine
zweite perspektivische Schnittansicht des Schwingungstilgers gemäß 1,
die zur ersten Schnittansicht um 180° verdreht ist, und
-
3 eine
perspektivische Ansicht zweier Tilgermassen und einer Nabe, welche
ineinander fügbar
sind.
-
Ausführung der Erfindung
-
1 zeigt
eine Gesamtansicht eines Schwingungstilgers, der an einer Kardanwelle
eines Kraftfahrzeugs angeordnet werden kann. Der Schwingungstilger
umfasst eine Nabe 1, an welcher mittels eines ersten Elastomerbereichs 2 eine
erste Tilgermasse 3 angeordnet ist. An der Nabe 1 ist durch
einen zweiten Elastomerbereich 4 eine zweite Tilgermasse 5 angeordnet,
welche relativ zur ersten Tilgermasse 3 bewegbar ist.
-
Die
erste Tilgermasse 3 nimmt die zweite Tilgermasse 5 in
sich auf. Die erste Tilgermasse 3 und die zweite Tilgermasse 5 sind
koaxial und konzentrisch zueinander angeordnet. Die Anordnung ist
derart, dass eine Elastomerspur 13 durch Spritzgieß-Vulkanisation
entformt werden kann.
-
Zwischen
der ersten Tilgermasse 3 und der zweiten Tilgermasse 5 ist
ein axialer Freiraum 6 ausgebildet. Die zweite Tilgermasse 5 weist
Aussparungen 7 auf, die von der ersten Tilgermasse 3 durchgriffen
werden.
-
Die
Tilgermassen 3, 5 sind als Schwungmassen ausgestaltet.
Die Tilgermassen 3, 5 zeigen insoweit eine zylindrische
Ausgestaltung. Die Schwungmassen sind aus tiefgezogenem Stahl gefertigt,
an welchem die Elastomerbereiche 2, 4 anvulkanisiert sind.
Die Elastomerbereiche 2, 4 sind aus Gummi gefertigt.
-
Die
Tilgermassen 3, 5 nehmen die Nabe 1 in sich
auf. Die Nabe 1 ist koaxial und konzentrisch zu den Tilgermassen 3, 5 angeordnet.
-
Die
Nabe 1 ist als Dreiarmflansch 8 mit drei Flanscharmen 9, 10, 11 ausgebildet.
An Umkehrstellen 12 sind die Elastomerbereiche 2, 4 zwischen
den Flanscharmen 9, 10, 11 angeordnet.
-
Die 2a und 2b zeigen
zueinander um 180° verdrehte
Schnittansichten des Schwingungstilgers gemäß 1. Der Schwingungstilger umfasst
eine Nabe 1, an welcher mittels eines ersten Elastomerbereichs 2 eine
erste Tilgermasse 3 angeordnet ist. An der Nabe 1 ist
durch einen zweiten Elastomerbereich 4 eine zweite Tilgermasse 5 angeordnet,
welche relativ zu ersten Tilgermasse 3 bewegbar ist.
-
Dabei
fluchtet ein erster sich axial erstreckender Randbereich 3a mit
einem zweiten sich axial erstreckenden Randbereich 5a.
Die Randbereiche 3a, 5a sind an den Tilgermassen 3 bzw. 5 ausgebildet.
-
Die
Tilgermassen 3, 5 nehmen die Nabe 1 in sich
auf. Die Elastomerbereiche 2, 4 sind an Umkehrstellen 12 zwischen
den Flanscharmen 9, 10, 11 angeordnet.
Dabei ist jeweils ein erster Elastomerbereich 2 vom zweiten Elastomerbereich 4 zumindest teilweise
beabstandet. Der erste Elastomerbereich 2 und der zweite
Elastomerbereich 4 sind in einer Elastomerspur 13 ausgebildet,
welche einen Kerbschlitz 14 aufweist.
-
Der
hier beschriebene Schwingungstilger zeigt eine hohe Radialsteifigkeit
und bewirkt dadurch einen geringen zusätzlichen Restunwuchtseintrag
an der Welle, an welcher er angeordnet wird.
-
3 zeigt
in einer schematischen Ansicht die erste Tilgermasse 3,
die zweite Tilgermasse 5 und die Nabe 1, welche
ineinander fügbar
sind. Die zweite Tilgermasse 5 weist Aussparungen 7 auf,
die von der ersten Tilgermasse 3 durchgriffen werden. Sowohl
die Tilgermasse 3 als auch die Tilgermasse 5 werden
durch Elastomerbereiche 2, 4 an der Nabe 1 in
einem Vulkanisationsverfahren angebracht.
-
Die
erste Tilgermasse 3 ist relativ zur zweiten Tilgermasse 5 und
zur Nabe 1 bewegbar. Die zweite Tilgermasse 5 ist
relativ zur ersten Tilgermasse 3 und zur Nabe 1 bewegbar.
-
Hinsichtlich
weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre
wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits
auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
-
Abschließend sei
ausdrücklich
hervorgehoben, dass das zuvor ausgewählte Ausführungsbeispiel lediglich zur
Erörterung
der erfindungsgemäßen Lehre
dient, diese jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel einschränkt.