DE102009037481C5

DE102009037481C5 - Drehzahladaptiver Tilger, insbesondere Fliehkraftpendeleinrichtung

Info

Publication number: DE102009037481C5
Application number: DE102009037481.7A
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Movlazada Parviz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2009-08-13
Publication date: 2023-08-24
Anticipated expiration: 2029-08-14
Also published as: DE102009037481B4; DE102009037481A1

Abstract

Drehzahladaptiver Tilger (1), umfassend zumindest zwei in Umfangsrichtung um eine Drehachse (R) angeordnete Trägheitsmassen (3.1-3.4), die exzentrisch zu dieser an einer um diese rotierbare Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) pendelnd gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Trägheitsmassen (3.1-3.4) in Umfangsrichtung unter Ausbildung einer ringförmigen Einheit (6) federelastisch miteinander gekoppelt sind, die einzelne federelastische Kopplung zumindest eine Federeinheit (5.1-5.5, 12.1-12.4) umfasst und die einzelne Federeinheit (5,1-5.4, 12.1-12.4) quer zur Umfangsrichtung steif ausgeführt ist und als Flachformfeder (12.1-12.4) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen drehzahladaptiven Tilger, insbesondere eine Fliehkraftpendeleinrichtung, umfassend zumindest zwei in Umfangsrichtung um eine Drehachse angeordnete Trägheitsmassen, die exzentrisch zu dieser an einer um diese rotierbare Trägheitsmassenträgereinrichtung pendelnd gelagert sind.
Unter einem drehzahladaptiven Tilger wird dabei eine Einrichtung verstanden, die kein Drehmoment überträgt, sondern geeignet ist, Erregungen über einen größeren Drehzahlbereich einer anregenden Maschine, vorzugsweise den vollständigen Drehzahlbereich einer Antriebsmaschine zu tilgen. Die Eigenfrequenz eines drehzahladaptiven Tilgers ist proportional zur Drehzahl, insbesondere der Drehzahl der anregenden Maschine.
In vielen mobilen, aber auch stationären Vorrichtungen erfolgt der Antrieb mittels Antriebssträngen, in welche in Abhängigkeit der verwendeten Antriebsmaschinen und deren Betriebsweisen unterschiedlichste Schwingungsanregungen eingetragen werden. Gelangen Verbrennungskraftmaschinen zum Einsatz, tritt an der Kurbelwelle eine die Rotationsbewegung überlagernde Drehbewegung auf, deren Frequenz sich mit der Drehzahl der Welle ändert. Zur Reduzierung der dadurch erzeugten Schwingungen werden Tilgeranordnungen eingesetzt. Bei diesen handelt es sich um eine Zusatzmasse, die über ein Federsystem an das eigentliche Schwingungssystem angekoppelt ist. Dabei beruht die Wirkungsweise des Schwingungstilgers darauf, dass bei einer bestimmten Erregerfrequenz die Hauptmasse in Ruhe verbleibt, während die Zusatzmasse eine erzwungene Schwingung ausführt. Da sich jedoch die Erregerfrequenz mit der Drehzahl der Antriebsmaschine ändert, während die Eigenfrequenz des Tilgers konstant bleibt, tritt dieser Tilgungseffekt nur bei einer bestimmten Drehzahl ein.
Eine derartige Tilgeranordnung, beispielsweise für den mittels eines Generators angetriebenen Rotor einer Strömungsmaschine ist aus der Druckschrift EP 1 890 006 A1 vorbekannt. Diese umfasst einen geschlossenen starren Ring, welcher um den Rotor drehbar angeordnet ist, wobei der Ring mit dem Rotor gekoppelt ist. Die Kopplung des Ringes mit dem Rotor erfolgt über federelastische Elemente.
Um die Wirkung einer Erregung über einen breiten, vorzugsweise den gesamten Drehzahlbereich einer Antriebsmaschine zu tilgen, werden entsprechend DD 130 321 und DE 198 31 160 A1 drehzahladaptive Schwingungstilger in Antriebssträngen vorgesehen, die über einen grö-ßeren Drehzahlbereich Drehschwingungen, idealer Weise über den gesamten Drehzahlbereich der Antriebsmaschine tilgen können, indem deren Eigenfrequenz proportional zur Drehzahl ist. Diese arbeiten nach dem Prinzip eines Kreis- beziehungsweise Fliehkraftpendels im Fliehkraftfeld, welches in bekannter Weise bereits zur Tilgung von Kurbelwellenschwingungen für Verbrennungskraftmaschinen genutzt wird. Bei diesem sind Trägheitsmassen um eine Rotationsachse pendelnd gelagert, die bestrebt sind, bei Einleitung einer Drehbewegung diese in größtmöglichem Abstand zu umkreisen. Die Drehschwingungen führen zu einer pendelnden Relativbewegung der Trägheitsmassen. Dabei sind unterschiedliche Systeme bekannt, bei denen sich die Trägheitsmassen relativ zur Drehmomenteinleitungsachse rein translatorisch auf einer kreisförmigen Bewegungsbahn bewegen oder aber wie gemäß DE 198 31 160 A1 , bei welcher die Bewegungsbahn einen Krümmungsradius aufweist, der sich mit zunehmender Auslenkung der Trägheitsmasse aus der mittleren Position wenigstens abschnittsweise ändert. Die Anlenkung der Trägheitsmassen kann bifilar oder über Laufrollen erfolgen. Eine Fliehkraftpendeleinrichtung, die mehrere Pendelmassen aufweist, die jeweils mit Hilfe von zumindest zwei in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordneten Laufrollen an der Pendelmassenträgereinrichtung relativ zu dieser bewegbar angelenkt sind, ist aus der Druckschrift DE 10 2006 028 556 A1 vorbekannt.
Eine weitere Ausführung einer Fliehkraftpendeleinrichtung mit Kopplung der einzelnen Trägheitsmassen über in einer Trägheitsmassenträgereinrichtung an einer Führungsbahn geführte und von Stufenbolzen gebildete Laufrollen, welche sich beidseitig der Trägheitsmassenträgereinrichtung von dieser in axialer Richtung erstrecken und durch unterschiedliche Durchmesserbereiche im Führungsbereich an der Trägheitsmassenträgereinrichtung und den Trägheitsmassen charakterisiert sind, ist aus der Druckschrift GB 588,811 vorbekannt. Die Bereiche unterschiedlicher Durchmesser bilden mit ihren Außenumfangsflächen Abrollflächen, welche mit in der Trägheitsmassenträgereinrichtung und den Trägheitsmassen angeordneten Führungsbahnen zusammenwirken. Auch hier erfolgt die Ankopplung einer Trägheitsmasse zur definierten Bewegung unter Fliehkrafteinfluss an zwei in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordneten Lagerbereichen. Der Fertigungsaufwand für die einzelnen Führungsbahnen und die Laufrollen gestaltet sich aufgrund der zweifachen Anbindung und der erforderlichen Genauigkeit sehr hoch.
Die bekannten Ausführungen von Fliehkraftpendeleinrichtungen zeichnen sich aufgrund der erforderlichen separaten Anbindungen der einzelnen Trägheitsmassen durch einen erhöhten konstruktiven Aufwand, eine sehr komplexe Gestaltung und Fertigung, insbesondere bei mehrteiliger Ausführung der einzelnen Trägheitsmassen sowie eine schlechte Bauraumausnutzung aus. Beim Pendeln der einzelnen Trägheitsmasse kommt es häufig zu einem Anschlagen an der Trägheitsmassenträgereinrichtung, was neben einem erhöhten Verschleiß zu einer starken Geräuschentwicklung führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen drehzahladaptiven Tilger, insbesondere eine Fliehkraftpendeleinrichtung der eingangs genanten Art derart weiterzuentwickeln, dass mit dieser eine bessere Bauraumausnutzung bei gleichzeitiger Verhinderung eines Auf- oder Anschlagens der einzelnen Trägheitsmassen an der jeweiligen Trägheitsmassenträgereinrichtung und damit Geräuschreduzierung im Betrieb erzielt werden. Die konstruktive Ausgestaltung und Montage sind zu vereinfachen.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ein drehzahladaptiver Tilger, insbesondere eine Fliehkraftpendeleinrichtung, umfassend zumindest zwei in Umfangsrichtung um eine Drehachse angeordnete Trägheitsmassen, die exzentrisch zu dieser an einer um diese rotierbare Trägheitsmassenträgereinrichtung pendelnd gelagert sind, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Trägheitsmassen in Umfangsrichtung unter Ausbildung einer ringförmigen Einheit federelastisch miteinander gekoppelt sind.
In einer Ebene, welche durch die Dreh- beziehungsweise Rotationsachse und eine Senkrechte zu dieser beschreibbar ist, beziehungsweise in Richtung parallel zur Drehachse und quer zur Umfangsrichtung sind die einzelnen Verbindungen steif ausgeführt. In Erstreckungsrichtung in Umfangsrichtung sind die Verbindungen federelastisch. Bezogen auf die Anordnung in Umfangsrichtung sind die verwendeten Verbindungselemente, insbesondere federelastische Einheiten beziehungsweise Federeinheiten quersteif ausgeführt. Steif bedeutet, dass keine elastische Verformbarkeit der einzelnen Verbindungselemente gegeben ist und somit die einzelnen Trägheitsmassen in Umfangsrichtung derart hintereinander angeordnet sind, dass diese in einer Ebene liegen und keine Auslenkung aus dieser aufgrund von Verformungen der Verbindungselemente erfahren. Die Richtung parallel zur Drehachse entspricht dabei einer Richtung senkrecht zur Umfangsrichtung.
Die erfindungsgemäße Ausführung eines drehzahladaptiven Tilgers, insbesondere einer Fliehkraftpendeleinrichtung als ringförmige Einheit erlaubt eine optimierte Bauraumausnutzung und vermeidet aufgrund der durch die Ausbildung zu einer ringförmigen Einheit erzeugten Zwangskopplung miteinander ein Anschlagen der einzelnen Trägheitsmassen an der Trägheitsmassenträgereinrichtung. Die erfindungsgemäße Lösung ist somit verschleiß- und geräuscharm. Ein Anschlagen der Trägheitsmassen kann lediglich untereinander bei maximaler Verformung der federelastischen Verbindungen erfolgen, wobei in Abhängigkeit der Auslegung der federelastischen Kopplung die Wahrscheinlichkeit stark reduziert werden kann. Aufgrund der in Umfangsrichtung federelastischen Kopplung der einzelnen Trägheitsmassen kann die ringförmige Einheit unter Fliehkrafteinfluss in ihrem Durchmesser variieren. Dabei sind die Abmessungen der ringförmigen Einheit jeweils idealisiert durch einen Innen- und einen Außendurchmesser beschreibbar. Dieser ist bezogen auf die Rotations- beziehungsweise Drehachse durch einen Radius charakterisiert, der dem Abstand zwischen der Drehachse und dem in radialer Richtung am weitesten entfernt von dieser angeordneten Bereich des Außenumfanges der ringförmigen Einheit entspricht. Der Innendurchmesser ist durch einen Radius beschreibbar, welcher den Abstand zwischen Drehachse und den am nächsten an der Drehachse in radialer Richtung liegenden Bereich des Innenumfanges der ringförmigen Einheit im Bereich der Trägheitsmassen beschreibt. Idealisiert bedeutet, dass die ringförmige Einheit in den einzelnen Funktionszuständen in den Bereichen federelastischer Kopplung aber auch je nach Ausführung der Trägheitsmassen Außen- und Innenumfangsbereiche der ringförmigen Einheit bildet, die mit größerer Krümmung oder frei von Krümmungen ausgeführt sind, insbesondere größere Radien als die benachbarten Außenumfangsbereiche in Umfangsrichtung beschreibbar sind.
Unter Fliehkrafteinfluss vergrößern sich dabei die durch die Außenumfänge und Innenumfänge beschreibbaren Abmessungen, insbesondere die idealisierten Außen- und Innendurchmesser der ringförmigen Einheit aufgrund der federelastischen Verformung innerhalb der federelastischen Einheiten. In diesem Funktionszustand ist die ringförmige Einheit durch ihre maximale Erstreckung im Bereich des Außen- und Innenumfanges, insbesondere einen maximalen Außenradius und maximalen Innenradius charakterisiert. Bei Lastschwankungen verdreht sich die ringförmige Einheit um ihre Achse, die mit der Drehachse zusammenfällt und gleichzeitig verringern sich die die Außen- und Innenumfänge beschreibenden Abmessungen, insbesondere der Außendurchmesser und der Innendurchmesser aufgrund der dadurch bedingten Verformung innerhalb der federelastischen Kopplung. In diesem Funktionszustand ist die ringförmige Einheit bei maximaler Verformung der federelastischen Verbindungen durch einen minimalen Außenradius und einen minimalen Innenradius charakterisiert.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der federelastischen Verbindung besteht in deren Dämpfungseigenschaften.
Die Trägheitsmassenträgereinrichtung kann verschiedenartig ausgeführt sein. Vorzugsweise• werden symmetrische, insbesondere rotationssymmetrische Elemente zum Einsatz gelangen. Die Funktion einer Trägheitsmassenträgereinrichtung kann dabei von einem Funktionselement in einem Antriebsstrang, insbesondere einem an der Leistungsübertragung beteiligten Element oder Bauteil übernommen werden, wobei in diesem Fall eine besonders bauraumsparende, da unter Ausnutzung von ohnehin vorhandenen Komponenten erfolgende Anordnung im Antriebsstrang erfolgen kann.
Demgegenüber bietet die Ausführung der Trägheitsmassenträgereinrichtung als eigenständiges Bauteil die Möglichkeit, die gesamte Einheit des drehzahladaptiven Tilgers unabhängig vom tatsächlichen Einsatzbereich vorgefertigt auf Lager zu produzieren und in beliebige Antriebsstrangkonfigurationen zu integrieren.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Trägheitsmassenträgereinrichtung als scheibenförmiges Element ausgeführt und die einzelne Trägheitsmasse ist an dieser relativ zu dieser in Umfangsrichtung bewegbar, insbesondere pendelnd gelagert.
Bezüglich der Zuordnung der ringförmigen Einheit zur Trägheitsmassenträgereinrichtung besteht in Abhängigkeit der Ankopplung dieser an die Trägheitsmassenträgereinrichtung eine Vielzahl von Möglichkeiten. Der den Innenumfang der ringförmigen Einheit beschreibende Innendurchmesser kann gemäß einer ersten Ausführung im verspannten Zustand der federelastischen Verbindung, insbesondere unter Druckbelastung gleich oder größer als die größte radiale Erstreckung der Trägheitsmassenträgereinrichtung oder aber gemäß einer zweiten Ausführung kleiner als diese gewählt werden. Im ersten Fall kann der drehzahladaptive Tilger derart ausgeführt werden, dass die Trägheitsmassen in allen Funktionszuständen (Nichtbetrieb und Betrieb) in einer axialen Ebene oder in zueinander versetzten axialen Ebenen zur Trägheitsmassenträgereinrichtung angeordnet sind. Die genannten axialen Ebenen sind durch zwei zueinander senkrecht verlaufende Senkrechte zur Drehachse beschreibbar.
Im zweiten Fall ist eine Anordnung von Trägheitsmassenträgereinrichtung und der einzelnen ringförmigen Einheit nur in zueinander versetzten axialen Ebenen möglich, wobei in axialer Richtung beidseitig der Trägheitsmassenträgereinrichtung derartige ringförmige Einheiten angeordnet sind. Die Anordnung der beidseitig der Trägheitsmassenträgereinrichtung angeordneten ringförmigen Einheiten erfolgt hinsichtlich der Trägheitsmassen und federelastischen Verbindungen vorzugsweise direkt parallel zueinander.
Die Anordnung in einer axialen Ebene bietet den Vorteil einer kompakten Bauweise in axialer Richtung, während die Anordnung in versetzten Ebenen hinsichtlich des in radialer Richtung erforderlichen Bauraumes zu sehr kompakten Lösungen führt.
Die Anbindung der einzelnen Trägheitsmasse an die Trägheitsmassenträgereinrichtung kann verschiedenartig erfolgen, wobei Kopplungsmöglichkeiten gewählt werden, die eine Relativbewegung der einzelnen Trägheitsmasse gegenüber der Drehachse der Trägheitsmassenträgereinrichtung in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung erlauben. Die Ankopplung erfolgt über Mittel zur pendelnden Lagerung, wobei diese vorzugsweise direkt auf einer in der Symmetrieebene der einzelnen Trägheitsmasse liegenden Achse, welche vorzugsweise durch den Schwerpunkt der einzelnen Trägheitsmasse und parallel zur Drehachse verläuft, angeordnet werden. Die erfindungsgemäße Zusammenfassung der einzelnen Trägheitsmassen zu einer ringförmigen Einheit erlaubt dabei die Ankopplung der einzelnen Trägheitsmasse an der Trägheitsmassenträgereinrichtung mittels nur noch einer entsprechenden Einrichtung, insbesondere Lagereinrichtung zur pendelnden Lagerung, was die Ausführung des drehzahladaptiven Tilgers erheblich vereinfacht. Über diese Ankopplung und die Ringstruktur ist die Bewegung der einzelnen Trägheitsmasse definiert. Weitere Mittel, insbesondere Anschläge für die Begrenzung der Bewegung sind nicht erforderlich. Die Ankopplung der einzelnen Trägheitsmasse erfolgt vorzugsweise im Bereich einer durch ihren Schwerpunkt und in Einbaulage parallel zur Drehachse verlaufenden Achse an der Trägheitsmassenträgereinrichtung, so dass die so gebildete Fliehkraftpendeleinrichtung unabhängig von der Einleitungsrichtung der Drehschwingungen gleich wirkt.
Die Ankopplung kann über ein Pendel in Form eines in Längsrichtung flexiblen Gebildes, insbesondere Fadens oder aber eines in Längsrichtung starren Elementes, insbesondere eines Stabes an der Trägheitsmassenträgereinrichtung erfolgen. In beiden Fällen erfolgt die Ankopplung an Trägheitsmasse und Trägheitsmassenträgereinrichtung über jeweils ein Drehgelenk. Die zweite Möglichkeit bietet dabei den Vorteil einer definierten Lagezuordnung zwischen der ringförmigen Einheit insgesamt und der Trägheitsmassenträgereinrichtung auch im Nichtfunktionszustand und verhindert ein unkontrolliertes Anschlagen der ringförmigen Einheit an die Trägheitsmassenträgereinrichtung bei plötzlicher Reduzierung des Fliehkrafteinflusses.
Eine weitere Möglichkeit der pendelnden Lagerung einer Trägheitsmasse an der Trägheitsmassenträgereinrichtung besteht in der Lagerung über Rollen, vorzugsweise Laufrollen. Die Ankopplung über Laufrollen kann in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Laufrollen und/oder der dazugehörigen Führungen an den einzelnen Trägheitsmassen und/oder der Trägheitsmassenträgereinrichtung verschiedenartig ausgeführt werden. Dabei sind in einer ersten Variante zu dieser Ausführung Lösungen mit ortsfest an der Trägheitsmassenträgereinrichtung oder den Trägheitsmassen angeordneten Rollen oder aber in einer zweiten Ausführung Lösungen mit in Führungen an der Trägheitsmassenträgereinrichtung und/oder den einzelnen Trägheitsmassen geführten Rollen denkbar. In der erst genannten Variante ist die entsprechende Rolle entweder an der Trägheitsmassenträgereinrichtung oder an der einzelnen Trägheitsmasse befestigt. In einer besonders vorteilhaften Ausführung bildet diese mit der Trägheitsmassenträgereinrichtung oder der Trägheitsmasse eine bauliche Einheit. Die Führung dieser Rollen erfolgt dann in Führungen am jeweils anderen Element, d.h. der Trägheitsmasse oder der Trägheitsmassenträgereinrichtung. Die Rolle ist bei Relativbewegung zwischen Trägheitsmasse und Trägheitsmassenträgereinrichtung in der an der Trägheitsmasse und/ oder der Trägheitsmassenträgereinrichtung angeordneten Führung in radialer Richtung und in Umfangsrichtung abrollend oder gleitend bewegbar. Die Rollen können von zylindrischen Elementen gebildet werden, deren Mitten- beziehungsweise Symmetrieachse parallel zur Drehachse der Trägheitsmassenträgereinrichtung angeordnet ist und die sich beidseits der Trägheitsmassenträgereinrichtung senkrecht zu dieser erstrecken. Dabei können die beidseits der Trägheitsmassenträgereinrichtung angeordneten Rollen auch von einem zylindrischen Element gebildet werden, welches sich durch die Trägheitsmassenträgereinrichtung erstreckt. Das zylindrische Element kann mit konstantem Durchmesser über dessen Länge oder unterschiedlichen Durchmesserbereichen ausgeführt werden.
In der zweiten Variante sind die Rollen als zylindrische Elemente ausgeführt, die mit ihrer Symmetrieachse parallel zur Drehachse verlaufend durch entsprechende, Führungsbahnen bildende Durchgangsöffnungen an der Trägheitsmassenträgereinrichtung und zumindest teilweise an Ausnehmungen/Durchgangsöffnungen in den einzelnen Trägheitsmassen abrollend geführt sind. Die Rollen können auch hier von zylindrischen Elementen gebildet werden, die durch einen konstanten Durchmesser über deren Länge und damit Erstreckung in axialer Richtung oder mit unterschiedlichen Durchmessern zur Führung an der Trägheitsmassenträgereinrichtung und den einzelnen Trägheitsmassen ausgeführt sein können. Die geometrische Form der Führungsbahnen und/oder Dimensionierung von jeweiliger Führungsbahn und einzelner Laufrolle erfolgt in Abhängigkeit des Einsatzfalles. Bei stufiger Ausführung der Laufrollen sind auch die jeweiligen Führungsbahnen an der Trägheitsmassenträgereinrichtung und den einzelnen Trägheitsmassen in entsprechender Weise mit unterschiedlichen Abmessungen ausgeführt.
Über die Ausführung der Mittel zur pendelnden Lagerung und die Ausführung und Dimensionierung der Trägheitsmassen kann auf einfache Art und Weise ein hinsichtlich seines Durchmessers variabler drehzahladaptiver Tilger erzeugt werden.
Die einzelne Trägheitsmasse ist vorzugsweise als ringsegmentförmiges Element ausgeführt. Die Ausbildung der Trägheitsmasse kann ein- oder mehrteilig sowohl in Umfangsrichtung betrachtet als auch in Richtung quer dazu erfolgen. Die einzelnen derart gebildeten Teilträgheitsmassen können starr oder vorzugsweise ebenfalls federelastisch miteinander gekoppelt werden.
Die einzelne federelastische Kopplung kann mittels unterschiedlicher federelastischer Elemente erzeugt werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführung umfasst die einzelne federelastische Verbindung zumindest eine Federeinheit. Die quer zur Umfangsrichtung steif ausgeführten Federeinheiten sind in einer besonders vorteilhaften Ausführung als Flachformfeder, insbesondere gefaltete Blattfeder ausgebildet.
Die Federeinheit/Federeinheiten einer zwischen zwei in Umfangsrichtung einander benachbarten Trägheitsmassen können in Reihe oder parallel geschaltet werden. Die Auswahl erfolgt in Abhängigkeit der Art und Auslegung des drehzahladaptiven Tilgers.
In einer alternativen Ausführung umfasst die einzelne federelastische Kopplung zumindest eine elastische Membran.
Die Anordnung und Ausführung der einzelnen Trägheitsmassen erfolgt derart, dass die ringförmige Einheit symmetrisch bezüglich zumindest einer Achse, vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgeführt ist. Vorzugsweise werden hinsichtlich Geometrie und Dimensionierung gleich ausgeführte Trägheitsmassen eingesetzt. Werden Trägheitsmassen unterschiedlicher Ausführung verwendet, sind diese alternierend in Umfangsrichtung angeordnet.
Die federelastischen Kopplungen zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung einander benachbart angeordneten Trägheitsmassen werden vorzugsweise in einer axialen Ebene und auf einem gemeinsamen Durchmesser angeordnet.
Der erfindungsgemäß ausgeführte drehzahladaptive Tilger ist sowohl für den Einsatz in Antriebssträngen mobiler als auch stationärer Anlagen und Aggregate geeignet.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:

1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung eine erste Ausführung eines erfindungsgemäß ausgeführten drehzahladaptiven Tilgers unter Fliehkrafteinfluss im Betriebszustand;
2 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung eine erste Ausführung eines erfindungsgemäß ausgeführten drehzahladaptiven Tilgers bei Auftreten von Lastschwingungen;
3 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung eine zweite Ausführung eines erfindungsgemäß ausgeführten drehzahladaptiven Tilgers unter Fliehkrafteinfluss im Betriebszustand;
4 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung eine zweite Ausführung eines erfindungsgemäß ausgeführten drehzahladaptiven Tilgers bei Auftreten von Lastschwingungen;
5a und 5b zeigen eine weitere zweite Ausführung eines erfindungsgemäß ausgeführten drehzahladaptiven Tilgers in zwei Ansichten.

Die 1 verdeutlicht in schematisiert stark vereinfachter Darstellung den Grundaufbau und die Ausbildung eines erfindungsgemäß ausgeführten drehzahladaptiven Tilgers 1, insbesondere eines Fliehkraftpendels, gemäß einer ersten Ausführung. Dieser umfasst eine Trägheitsmassenträgereinrichtung 2, welche um eine Drehmomenteinleitungsachse, welche einer Dreh- beziehungsweise Rotationsachse R entspricht, rotierbar ist. An dieser sind zumindest zwei, vorzugsweise eine Mehrzahl von Trägheitsmassen 3.1 bis 3.n in Umfangsrichtung hintereinander und relativ zur Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 bewegbar gelagert. Erfindungsgemäß sind die einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.n, hier beispielhaft 3.1 bis 3.4 in Umfangsrichtung federelastisch miteinander verbunden, d.h. jeweils zwei einander in Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Trägheitsmassen 3.n und 3.n+1 sind über federelastische Elemente 4.1 bis 4.n, hier 4.1 bis 4.4 miteinander unter Ausbildung einer ringförmigen Einheit 6 miteinander gekoppelt. Die einzelnen federelastischen Elemente 4.1 bis 4.4 sind im dargestellten Fall in einer vorteilhaften Ausführung als Federeinheiten 5.1 bis 5.4 ausgeführt.
Die federelastischen Elemente 4.1 bis 4.4 sind derart ausgebildet und angeordnet, dass diese in Richtung der Verbindung der einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4, d.h. in Umfangsrichtung um die Dreh- beziehungsweise Rotationsachse R elastisch ausgeführt sind und in einer Richtung quer zur Umfangsrichtung, insbesondere senkrecht zu dieser und damit senkrecht zur radialen Richtung beziehungsweise einer Ebene, die durch zwei zueinander senkrecht verlaufende Senkrechte zur Drehachse R charakterisiert ist, steif ausgeführt sind. Diese Eigenschaft wird auch als quersteif bezeichnet. Die Kopplung über die elastischen Elemente 4.1 bis 4.4, insbesondere die quersteifen Federeinheiten 5.1 bis 5.4, ermöglicht die Ausbildung einer ringförmigen Einheit 6, die als Pendeleinheit fungiert. Zwischen den einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 erfolgt keine Querverschiebung relativ zueinander, das heißt in Richtung parallel zur Drehmomenteinleitungsachse, welche der Drehachse R entspricht. Dadurch ist es möglich, die als Pendeleinheit fungierende ringförmige Einheit 6 mit beliebigem flexiblem Durchmesser auszuführen. Unter Betriebsbedingungen behält die so gebildete ringförmige Einheit 6 während des Betriebes ihre ringförmige Grundgestalt, wobei unter Fliehkrafteinfluss, bei welchem die einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.n bestrebt sind, sich in einem größtmöglichen Radius gegenüber der Drehmomenteinleitungsachse, hier der Drehachse R, zu bewegen, eine Verformung der Federeinheiten 5.1 bis 5.n in Umfangsrichtung und damit Längsverformung unter Beibehaltung der Ringstruktur erfolgt. Der Außenumfang der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 ist durch einen Durchmesser d beschreibbar. Der Außenumfang der ringförmigen Einheit 6 ist in der Ausführung mit ringsegmentförmig ausgebildeten Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 unter Fliehkrafteinfluss durch zumindest einen Bereich an den Trägheitsmassen und/oder der federelastischen Verbindung 4.1 bis 4.4 mit maximalem Abstand von der Drehachse R charakterisiert. Der an diesen anlegbare Durchmesser wird als maximaler Außendurchmesser dA_max bezeichnet. Der Innenumfang der ringförmigen Einheit 6 ist in diesem Zustand ebenfalls durch zumindest einen Bereich an den Trägheitsmassen und/oder der federelastischen Verbindung 4.1 bis 4.4 mit maximalem Abstand von der Drehachse R charakterisiert. Der an diesen anlegbare Durchmesser wird als maximaler Innendurchmesser dl_max bezeichnet. Durch eine Überlagerung der Drehbewegung mit den Drehschwingungen kommt es zu einer pendelnden Relativbewegung der ringförmigen Einheit 6. Diese Bewegung stellt sich dabei allein aufgrund der Fliehkraftwirkung in Abhängigkeit des Gewichtes der Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 und deren geometrischen Auslegung ein. Unter dem Fliehkrafteinfluss bei Drehschwingungen kommt es zur translatorischen Bewegung der ringförmigen Einheit 6 gegenüber der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2. Die Bewegung der ringförmigen Einheit 6 kann dabei rein translatorisch in Umfangsrichtung oder aber durch die Bewegung auf einer Krümmungsbahn charakterisiert sein. Die pendelnde Lagerung der einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.n an der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 erfolgt an nur einer Lagerstelle. Bezüglich der Anbindung der einzelnen Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 an die Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 besteht eine Vielzahl unterschiedlicher Möglichkeiten. Die Kopplung erfolgt über Mittel 7 zur pendelnden Lagerung und damit Realisierung einer Relativbewegung der einzelnen Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 gegenüber der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2.
Die 1 verdeutlicht eine erste Ausführung, bei welcher die Mittel 7 zur pendelnden Lagerung jeweils eine Pendeleinrichtung 8.1 bis 8.n, hier 8.1 bis 8.4 umfassen. Bei der Pendeleinrichtung 8.1 bis 8.4 handelt es sich entweder um ein in längliches und in Längsrichtung starres Gebilde oder aber ein flexibles Element. Die Pendeleinrichtung 8.1 bis 8.4 ist dabei jeweils gelenkig an einer Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 und der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 gelagert. Vorzugsweise sind dazu jeweils zumindest ein Drehlager 9.1 an der Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 und ein Drehlager 9.2 an der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 vorgesehen, die ein Auslenken der Pendeleinrichtung 8.1 bis 8.4 in Umfangsrichtung ermöglichen. Die Anlenkung der Pendeleinrichtung 8.1 bis 8.4 an der jeweiligen Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 erfolgt dabei auf einer Achse S, welche durch den Schwerpunkt der einzelnen Trägheitsmasse verläuft und parallel zur Drehachse R angeordnet ist. Die Anordnung der Ankopplung an die Trägheitsmassenträgereinrichtung 2, insbesondere der einzelnen, einer Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 zugeordneten Drehlager 9.2 erfolgt vorzugsweise auf einem gemeinsamen Durchmesser.
Bei der Rotation werden dabei die einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.n unter dem Einfluss von Fliehkraft in radialer Richtung von der Rotationsachse R, wie in 1 dargestellt, weg nach außen gedrückt. In diesem Zustand befinden sich die einzelnen Federeinheiten 5.1 bis 5.n im ungedrückten Zustand und werden auf Zug beansprucht. Die ringförmige Einheit 6 ist bei einem Verdrehwinkel a=0° und damit Verdrehwinkel β der ringförmigen Einheit von 0° am Innen- und Außenumfang durch maximalen Abstand zur Drehachse R charakterisiert. Bei Lastschwingungen pendelt die so gebildete ringförmige Einheit und die einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.n verdrehen sich jeweils um einen Winkel a, wie in 2 dargestellt. Gleichzeitig verdreht sich damit die gesamte ringförmige Einheit 6 um einen Winkel β, der auch als Verdrehwinkel der ringförmigen Einheit 6 bezeichnet wird, um die eigene Achse, welche der Drehachse R entspricht, wobei der Durchmesser der ringförmigen Einheit 6 in diesem Betriebszustand abnimmt. Die maximal mögliche relative Verdrehung α_max der einzelnen Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4, und daraus resultierend die maximale Verdrehung β_max der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 ist durch den vollständig verspannten Zustand der einzelnen Federeinheiten 5.1 bis 5.n charakterisiert. In diesem Funktionszustand klappen die einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.n, insbesondere die jeweils in Umfangsrichtung einander benachbarten Trägheitsmassen 3.n und 3.n.1, mit ihren in Umfangsrichtung zueinander weisenden Stirnseiten zusammen. Der Durchmesser der ringförmigen Einheit 6 verringert sich, d.h. die den Innenumfang - und den Außenumfang beschreibenden Innen- und Außendurchmesser verringern sich auf dI_min. dA_min.
Die 1 verdeutlicht dabei den Zustand einer erfindungsgemäß ausgebildeten Fliehkraftpendeleinrichtung im Normalbetriebszustand, das heißt mit unter Fliehkrafteinfluss ausgelenkten Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 und elastischer Verformung der einzelnen Federeinheiten 5.1 bis 5.n. Die 2 verdeutlicht demgegenüber in der gleichen Ansicht, insbesondere einer Ansicht von rechts, die sich einstellenden Verhältnisse unter dem Einfluss von Lastschwingungen.
Die 3 bis 5b verdeutlichen in schematisiert vereinfachter Darstellung eine alternative Ausgestaltung der Ankopplung der einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 der ringförmigen Einheit 6 an die Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 gemäß einer zweiten Ausführung, bei welcher die Anlenkung über Mittel 7 mit an der einzelnen Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 und/oder Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 angeordneten Laufrollen 10.1 bis 10.4 erfolgt, die in Führungsbahnen 11.1 bis 11.4, 14.1 bis 14.4 am jeweils anderen Element - Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 und/oder Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 - führbar sind. Die einzelnen Laufrollen 10.1 bis 10.4 können je nach Ausführung ortsfest, vorzugsweise drehbar an der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 oder den einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 angeordnet sein oder aber frei von einer festen Kopplung an Führungsbahnen 11.1 bis 11.4 an den einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 und 14.1 bis 14.4 an der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 geführt werden. Der übrige Aufbau und die Funktionsweise entsprechen der in den 1 und 2 beschriebenen Ausführung, weshalb für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
Im in der 3 dargestellten Fall sind die Laufrollen 10.1 bis 10.4 an der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 drehbar geführt. Die Führungsbahnen 11.1 bis 11.4 für die einzelne Laufrolle 10.1 bis 10.4 an der Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 und 14.1 bis 14.4 an der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 sind hier kreisförmig ausgeführt. Die Ausführung der Führungsbahnen 11.1 bis 11.4 und 14.1 bis 14.4 erfolgt kreisförmig an entsprechenden Ausnehmungen/Durchgangsöffnungen an der einzelnen Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 und der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2. Die Ankopplung der jeweiligen Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 erfolgt im Bereich der durch den Schwerpunkt dieser verlaufenden Achse S, welche parallel zur Drehachse R ausgerichtet ist und in der Symmetrieebene der Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 in Erstreckungsrichtung in Umfangsrichtung liegt. Die kreisförmigen Führungsbahnen 11.1 bis 11.4, 14.1 bis 14.4 sind durch einen oder eine Aneinanderreihung verschiedener Krümmungsradien beschreibbar. Die Bewegung der einzelnen Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 erfolgt somit nicht direkt in Umfangsrichtung, sondern mit einer Bewegungskomponente in radialer Richtung und wird durch das Zusammenwirken von Laufrolle 10.1 bis 10.4, insbesondere deren Außenumfang und den Führungsbahnen 11.1 bis 11.4, 14.1 bis 14.4 bestimmt. Die Laufrolle 10.1 bis 10.4 ist als zylindrisches Element ausgeführt, das sich in axialer Richtung durch die Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 und beidseitig von dieser in oder durch die beidseitig der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 angeordneten und jeweils eine ringförmige Einheit 6 bildenden Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 erstreckt.
Die 3 verdeutlicht dabei den Betriebszustand, in welchem die einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 unter Fliehkrafteinfluss in radialer Richtung auf den größtmöglichen Durchmesser der ringförmigen Einheit 6 ausgelenkt sind. Die die einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 in Umfangsrichtung miteinander verbindenden Federeinheiten 5.1 bis 5.4 sind ausgelenkt und werden auf Zug beansprucht. Die Federeinheiten 5.1 bis 5.4 sind hier als Flachformfedereinheiten, insbesondere gefaltete Blattfedereinheit 12.1 bis 12.4 ausgebildet. Diese sind im Detail in einem Ausschnitt A in der 3 für diesen Betriebszustand wiedergegeben.
Der Außenumfang der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 ist auch hier durch einen Durchmesser d beschreibbar. Der Außenumfang der ringförmigen Einheit 6 ist in der Ausführung mit ringsegmentförmig ausgebildeten Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 unter Fliehkrafteinfluss durch zumindest einen Bereich an den Trägheitsmassen und/oder der federelastischen Verbindung 4.1 bis 4.4 mit maximalem Abstand von der Drehachse R charakterisiert. Der an diesen anlegbare Durchmesser wird als maximaler Außendurchmesser dA_max bezeichnet. Der Innenumfang der ringförmigen Einheit 6 ist in diesem Zustand ebenfalls durch zumindest einen Bereich an den Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 und/oder der federelastischen Verbindung 4.1 bis 4.4 mit maximalem Abstand von der Drehachse R charakterisiert. Der an diesen anlegbare Durchmesser wird als maximaler Innendurchmesser dl_max bezeichnet.
Die Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 und damit die beidseitig der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 in axialer Richtung anordenbaren ringförmigen Einheiten 6 sind in einer parallelen Ebene in axialer Richtung versetzt zur Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 angeordnet. Der Innendurchmesser dl_max, dl_min der von den Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 gebildeten ringförmigen Einheit 6 ist in allen Funktionszuständen kleiner als der Außendurchmesser der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2, deren Kontur durch die unterbrochene Linie beschrieben wird. Ferner mittels unterbrochener Linie dargestellt ist die Lage der Führungsbahnen 14.1 bis 14.4 im unausgelenkten Zustand der Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4. Die strichpunktierten Linien verdeutlichen jeweils die Anordnungsdurchmesser von Laufrolle 10.1 bis 10.4, Führungsbahn 11.1 bis 11.4, 14.1 bis 14.4 und durch den Schwerpunkt verlaufenden Achse S der einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4.
Die 4 verdeutlicht für die Ausführung gemäß 3 die Durchmesserverringerung der ringförmigen Einheit 6 unter Einfluss von Lastschwingungen. Die Funktionsweise gestaltet sich wie für 2 beschrieben. Durch eine Überlagerung der Drehbewegung mit den Drehschwingungen kommt es zu einer pendelnden Relativbewegung der ringförmigen Einheiten 6. Diese Bewegung stellt sich dabei allein aufgrund der Fliehkraftwirkung in Abhängigkeit des Gewichtes der Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 und deren geometrischen Auslegung ein. Unter dem Fliehkrafteinfluss bei Drehschwingungen kommt es zur translatorischen Bewegung der ringförmigen Einheit 6 gegenüber der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2. Die Bewegung der ringförmigen Einheit 6 kann dabei rein translatorisch in Umfangsrichtung oder aber durch die Bewegung auf einer Krümmungsbahn charakterisiert sein. Die Federeinheiten 5.1 bis 5.4 werden zusammengedrückt. Die Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 bewegen sich, geführt an den an der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 gelagerten Laufrollen 10.1 bis 10.4 in radialer Richtung in Richtung zur Drehachse R und in Umfangsrichtung.
Bei Lastschwingungen pendelt die so gebildete ringförmige Einheit und die einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.n verdrehen sich jeweils um einen Winkel α, wie in 4 dargestellt. Gleichzeitig verdreht sich damit die gesamte ringförmige Einheit 6 um einen Winkel β, der auch als Verdrehwinkel der ringförmigen Einheit 6 bezeichnet wird, um die eigene Achse, welche der Drehachse R entspricht, wobei der Durchmesser der ringförmigen Einheit 6 in diesem Betriebszustand abnimmt. Die maximal mögliche relative Verdrehung α_max der einzelnen Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4, und daraus resultierend die maximale Verdrehung β_max der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 ist durch den vollständig verspannten Zustand der einzelnen Federeinheiten 5.1 bis 5.n charakterisiert. In diesem Funktionszustand klappen die einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.n, insbesondere die jeweils in Umfangsrichtung einander benachbarten Trägheitsmassen 3.n und 3.n.1, mit ihren in Umfangsrichtung zueinander weisenden Stirnseiten in Richtung zueinander unter Zusammendrücken der federelastischen Verbindungen zusammen. Der Durchmesser der ringförmigen Einheit 6 verringert sich, d.h. die den Innenumfang - und den Außenumfang beschreibenden Innen- und Außendurchmesser auf dI _min, dA_min.
Die 5a verdeutlicht eine weitere zweite Variante eines drehzahladaptiven Tilgers 1, insbesondere einer Fliehkraftpendeleinrichtung mit Ankopplung der einzelnen Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 an die Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 mittels Laufrollen 10.1 bis 10.4, die in den einzelnen durch die Führungsbahnen 11.1 bis 11.4 und 14.1 bis 14.4 beschreibbaren Führungsbereichen an der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 und den Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 mit unterschiedlichen Laufrollendurchmessern ausgeführt sind. Die Laufrollen 10.1 bis 10.4 sind als zylindrische Elemente in gestufter Ausführung im dargestellten Fall mit zwei unterschiedlichen Durchmesserbereichen 10.a und 10.b ausgeführt, Auch die die Führungsbahnen 11.1 bis 11.4 an der einzelnen Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 und 14.1 bis 14.4 der Trägheitsmassenträgereinrichtung 2 sind durch unterschiedliche Krümmungsradien, insbesondere bei der dargestellten Kreisform durch unterschiedliche Durchmesser charakterisiert. Die Ausführung der einzelnen Laufrolle 10.1 bis 10.4 und der dazugehörigen Führungsbahnen 11.1 bis 11.4 und 14.1 bis 14.4, insbesondere deren geometrische Form und Dimensionierung kann entsprechend GB 598,811 erfolgen. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift bezüglich der Ausführung und Auslegung der Führungsbahnen 11.1 bis 11.4, 14.1 bis 14.4 und der Laufrollen 10.1 bis 10.4 wird vollumfänglich in diese Anmeldung mit einbezogen. Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt jedoch auch hier die Ankoppelung der einzelnen Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 im Bereich der durch den Schwerpunkt der Trägheitsmasse 3.1 bis 3.4 verlaufenden Achse und damit nur an einem Lagerbereich.
Die 5b verdeutlicht in einer Detailansicht gemäß 5a einen Ausschnitt aus einem Axialschnitt B-B durch den drehzahladaptiven Tilger 1.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die konstruktiven Ausführungen gemäß den 1 bis 5 beschränkt. Diese stellen besonders vorteilhafte Ausführungen dar. Andere Ausführungen der Trägheitsmassen 3.1 bis 3.4 sowie der Mittel 7 zur pendelnden Lagerung sind denkbar.
Im Anwendungsfall steht zum Konturieren der ringförmigen Einheit immer ein bestimmter Bauraum in radialer Richtung zur Verfügung, der durch einen Innen- und einen Aussendurchmesser bestimmbar ist. In jedem Betriebszustand verbleibt die ringförmige Einheit in diesem radialen Bereich. Die Fliehkraftpendeleinheit muss daher derart ausgeführt, angeordnet und dimensioniert werden, dass im Betriebszustand unter Fliehkrafteinfluss, wie in den 1 , 3 und 5a dargestellt, die maximale Erstreckung des Außenumfanges der ringförmigen Einheit 6 einen Kreis mit Durchmesser dA_max beschreibt, welcher kleiner oder gleich dem genannten Außendurchmesser des in radlaer Richtung zur Verfügung stehenden Bereiches ist und im Betriebszustand bei Auftreten von Lastschwingungen und damit maximalem Verdrehwinkel die minimale Erstreckung des Innenumfanges der ringförmigen Einheit 6 einen Kreis mit dem Durchmesser dl_min beschreibt, welcher gleich oder größer als der genannte Innendurchmesser des in radialer Richtung zur Verfügung stehenden Raumes ist.
Bezugszeichenliste

1: drehzahladaptiver Tilger, Fliehkraftpendeleinrichtung
2: Trägheitsmassenträgereinrichtung
3.1-3.4: Trägheitsmasse
4.1-4.4: federelastische Verbindung
5.1-5.4: Federeinheit
6: ringförmige Einheit
7: Mittel zur pendelnden Lagerung
8.1-8.4: Pendeleinrichtung
9.1, 9.2: Drehlager
10.1-10.4: Laufrolle
10.a, 10.b: Durchmesserbereich
11.1-11.4: Führungsbahn
12.1-12.4: Blattfeder
13.1-13.4: Stufenbolzen
14.1-14.4: Führungsbahn
dAmax: maximaler Außendurchmesser
dAmin: minimaler Außendurchmesser
dlmax: maximaler Innendurchmesser
dlmin: minimaler Innendurchmesser
R: Drehachse, Rotationsachse
S: Achse durch den Schwerpunkt
α: Verdrehwinkel der einzelnen Trägheitsmasse
αmax: maximaler Verdrehwinkel der einzelnen Trägheitsmasse
β: Verdrehwinkel der ringförmigen Einheit
βmax: maximaler Verdrehwinkel der ringförmigen Einheit

Claims

Drehzahladaptiver Tilger (1), umfassend zumindest zwei in Umfangsrichtung um eine Drehachse (R) angeordnete Trägheitsmassen (3.1-3.4), die exzentrisch zu dieser an einer um diese rotierbare Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) pendelnd gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Trägheitsmassen (3.1-3.4) in Umfangsrichtung unter Ausbildung einer ringförmigen Einheit (6) federelastisch miteinander gekoppelt sind, die einzelne federelastische Kopplung zumindest eine Federeinheit (5.1-5.5, 12.1-12.4) umfasst und die einzelne Federeinheit (5,1-5.4, 12.1-12.4) quer zur Umfangsrichtung steif ausgeführt ist und als Flachformfeder (12.1-12.4) ausgebildet ist.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der einzelnen Trägheitsmassen (3.1-3.4) senkrecht zur Umfangsrichtung steif ausgeführt ist.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) als scheibenförmiges Element ausgeführt ist und die einzelne Trägheitsmasse (3.1-3.4) an dieser relativ zu dieser in Umfangsrichtung und/oder radialer Richtung bewegbar gelagert ist.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der minimalste Abstand zwischen Drehachse (R) und Innenumfang der ringförmigen Einheit (6) im verspannten Zustand der federelastischen Kopplung gleich oder größer als die größte radiale Erstreckung der Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) ist.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der minimalste Abstand zwischen Drehachse (R) und Innenumfang der ringförmigen Einheit (6) im verspannten Zustand der federelastischen Kopplung kleiner als die größte radiale Erstreckung der Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) ist.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Trägheitsmassen (3.1-3.4) einer ringförmigen Einheit (6) in einer axialen Ebene mit der Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) angeordnet sind.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägheitsmassen (3.1-3.4) einer ringförmigen Einheit (6) in einer parallelen Ebene zur Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) angeordnet sind.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Trägheitsmasse (3.1-3.4) über Mittel (7) zur pendelnden Lagerung an der Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) gelagert ist, umfassend eine Pendeleinrichtung (8.1-8.4).
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkung der Pendeleinrichtung (8.1-8.4) an der Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) und der Trägheitsmasse (3.1-3.4) jeweils über jeweils zumindest ein Gelenk (9.1, 9.2) erfolgt.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Trägheitsmasse (3.1-3.4) über Mittel (7) zur pendelnden Lagerung an der Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) gelagert ist, umfassend eine Laufrolleneinrichtung.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) zur pendelnden Lagerung jeweils zumindest eine der Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) und/oder der einzelnen Trägheitsmasse (3.1-3.4) zugeordneten Laufrolle (10.1-10.4) umfassen, welche in einer an der Trägheitsmasse (3.1-3.4) und/oder der Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) angeordneten Führung (11.1-11.4, 14.1-14.4) in radialer Richtung und in Umfangsrichtung abrollend oder gleitend führbar ist.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) oder der einzelnen Trägheitsmasse (3.1 - 3.4) zumindest eine Laufrolle (10.1-10.4) befestigt ist oder mit dieser eine bauliche Einheit bildet, welche in einer an der Trägheitsmasse (3.1-3.4) oder der Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) angeordneten Führung (11.1-11.4, 14.1-14.4) in radialer Richtung und in Umfangsrichtung abrollend oder gleitend führbar ist.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) jeweils eine sich durch die Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) und zumindest teilweise die einzelne Trägheitsmasse (3.1-3.4) erstreckende Laufrolle (10.1-10.4) umfassen, die in einer an der Trägheitsmasse (3.1-3.4) und der Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) angeordneten Führung (11.1-11.4, 14.1-14.4) in radialer Richtung und in Umfangsrichtung abrollend oder gleitend führbar ist.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrolle (10.1-10.4) als zylindrisches Element stufig unter Ausbildung zumindest zweier unterschiedlicher Durchmesserbereiche (10.1, 10.b) ausgeführt ist.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Trägheitsmasse (3.1-3.4) zumindest zweiteilig in Umfangsrichtung betrachtet ausgeführt ist und die einzelnen Teilträgheitsmassen in Umfangsrichtung miteinander gekoppelt sind.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Teilträgheitsmassen federelastisch miteinander gekoppelt sind.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Trägheitsmasse (3.1-3.4) zumindest zweiteilig in radialer Richtung und/oder axialer Richtung betrachtet ausgeführt ist und die einzelnen Teilträgheitsmassen miteinander gekoppelt sind.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) zur pendelnden Lagerung auf einer im Bereich oder durch den Schwerpunkt gelegten (S) der einzelnen Trägheitsmasse (3.1-3.4) angeordnet sind.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung einander benachbarten Trägheitsmassen (3.1-3.4) mehrere Federeinheiten (5.1-5.4) in Reihe und/oder parallel geschaltet sind.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne federelastische Kopplung zumindest eine elastische Membran umfasst.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die federelastischen Kopplungen zwischen den in Umfangsrichtung einander benachbart angeordneten Trägheitsmassen (3.1-3.4) in einer axialen Ebene angeordnet sind.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die federelastischen Kopplungen zwischen den in Umfangsrichtung einander benachbart angeordneten Trägheitsmassen (3.1-3.4) auf einem gemeinsamen Durchmesser angeordnet sind.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägheitsmassenträgereinrichtung (2) von einem Element eines Antriebsstranges gebildet.
Drehzahladaptiver Tilger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger (1) als Fliehkraftpendeleinrichtung ausgebildet ist.