DE102013222647A1

DE102013222647A1 - Tilgersystem

Info

Publication number: DE102013222647A1
Application number: DE201310222647
Authority: DE
Inventors: Michael Wirachowski
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2015-05-07
Also published as: WO2015067424A1

Abstract

Ein Tilgersystem (1) ist mit einem zur Aufnahme zumindest einer Tilgermasse (7) dienenden Tilgermassenträger (3) versehen, der ebenso wie die zumindest eine Tilgermasse (7) über wenigstens eine Führungsbahn (13, 22) verfügt, wobei die Führungsbahnen (13, 22) von Tilgermassenträger (3) und Tilgermasse (7) mittels zumindest eines Koppelelementes (18) miteinander in Wirkverbindung stehen, indem das Koppelelement (18) sowohl in der Führungsbahn (13) des Tilgermassenträgers (3) als auch in der Führungsbahn (22) der Tilgermasse (7) relativ bewegbar ist, und zwar zwischen einer Zentralposition, in welcher das Koppelelement (18) in Umfangsrichtung der Führungsbahnen (13, 22) frei von einer Auslenkung ist, und einer Auslenkposition, in welcher eine Auslenkung aus der Zentralposition in Umfangsrichtung erfolgt ist, wobei die Auslegung eines Verbundes aus den Führungsbahnen (13, 22) und dem denselben zugeordneten Koppelelement (18) auf eine Ordnung erfolgt, die von der Zylinderzahl des jeweils anregenden Antriebs (5a, 5b) abhängig ist. Die Führungsbahnen (13, 22) des Tilgermassenträgers (3) und der zumindest einen Tilgermasse (7) sind bezüglich ihrer geometrischen Ausgestaltung auf Anregungen einer vorbestimmten Ordnung ausgelegt, während das mit diesen Führungsbahnen (13, 22) zusammen wirkende Koppelelement (18) eine Dimensionierung in Zuordnung zu dieser vorbestimmten Ordnung oder in Zuordnung zu einer hiervon abweichenden anderen Ordnung erfährt. Die wenigstens eine Führungsbahn (22) der zumindest einen Tilgermasse (7) ist zur Aufnahme von Koppelelementen (18), deren Dimensionierung in Zuordnung zu einer von der vorbestimmten Ordnung abweichenden anderen Ordnung bestimmt ist, zumindest entlang eines Abschnittes des Relativbewegungsbereichs des Koppelelementes (18) gegenüber der Führungsbahn (22) unter Verzicht auf eine radial äußere Begrenzung (64) ausgebildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tilgersystem, das mit einem zur Aufnahme zumindest einer Tilgermasse dienenden Tilgermassenträger versehen ist, der ebenso wie die zumindest eine Tilgermasse über wenigstens eine Führungsbahn verfügt, und wobei die Führungsbahnen von Tilgermassenträger und Tilgermasse mittels zumindest eines Koppelelementes miteinander in Wirkverbindung stehen, indem das Koppelelement sowohl in der Führungsbahn des Tilgermassenträgers als auch in der Führungsbahn der Tilgermasse relativ bewegbar ist, und zwar zwischen einer Zentralposition, in welcher das Koppelelement in Umfangsrichtung der Führungsbahnen frei von einer Auslenkung ist, und einer Auslenkposition, in welcher eine Auslenkung aus der Zentralposition in Umfangsrichtung erfolgt ist, wobei die Auslegung eines Verbundes aus den Führungsbahnen und dem denselben zugeordneten Koppelelement auf eine Ordnung erfolgt, die von der Zylinderzahl des jeweils anregenden Antriebs abhängig ist.
Ein derartiges Tilgersystem ist aus der DE 100 66 436 B4 bekannt. Wie insbesondere 3 erkennen lässt, sind an einem Tilgermassenträger eine Mehrzahl von Tilgermassen aufgenommen, von denen jede zwei Führungsbahnen aufweist, in denen jeweils ein die Wirkverbindung zu den zugeordneten Führungsbahnen des Tilgermassenträgers herstellendes Koppelelement relativ bewegbar aufgenommen ist. Wie weiter ausgeführt ist, kann das Tilgersystem auf unterschiedliche Weise auf eine bestimmte Ordnung der von einem Antrieb, wie einer Brennkraftmaschine, erzeugten Anregung abgestimmt werden, nämlich durch geometrische Ausgestaltung der Führungsbahnen sowie durch Auswahl der Tilgermassen, aber auch durch Bestimmung der Anzahl an Tilgermassen. Da in einem Kraftfahrzeug üblicherweise Bauraum- und Gewichtsvorgaben bestehen, welche eine Massenbegrenzung für die einzelne Tilgermasse und eine Begrenzung der Anzahl der Tilgermassen entlang des Umfangs des Tilgermassenträgers darstellen, bildet die geometrische Ausgestaltung der Führungsbahnen den wesentlichen Bestandteil für die Auslegung der Tilgermassen auf eine bestimmte Ordnung.
Die Ordnung der durch einen Antrieb, wie einer Brennkraftmaschine, erzeugten Anregungen hängen von der Zylinderzahl dieses Antriebs ab, so dass beispielsweise bei einem Sechszylinderantrieb die dritte Ordnung bestimmend ist, bei einem Vierzylinderantrieb die zweite Ordnung, und bei einem Dreizylinderantrieb die 1,5. Ordnung. Dies ist bedingt durch die Anzahl der Zündungen pro Umdrehung einer Kurbelwelle des Antriebs, wobei, die Ausbildung des Antriebs als Viertaktmaschine vorausgesetzt, bei einem Sechszylinderantrieb pro Umdrehung der Kurbelwelle drei Zündungen erfolgen, bei einem Vierzylinderantrieb zwei Zündungen und bei einem Dreizylinderantrieb 1,5 Zündungen. Dies bedeutet, dass die Führungsbahnen in Tilgermassenträger und Tilgermasse für jeden dieser Antriebe über eine jeweils andere geometrische Ausgestaltung verfügen müssen. Da in Kraftfahrzeugen außer den zuvor erwähnten Antrieben weitere Antriebe mit hiervon abweichenden Zylinderzahlen bekannt sind, ist feststellbar, dass ein Hersteller von Tilgersystemen eine Vielzahl von Tilgermassenträgern und Tilgermassen bereithalten muss, um für die unterschiedlichen Antriebsvarianten das jeweils passende Tilgersystem bereitstellen zu können. Dies ist aufwändig und teuer.
In 3 sind Führungsbahnen für Tilgersysteme beispielhaft dargestellt, und zwar für Vier- bis Sechszylinderantriebe, wobei sich die Führungsbahnen bezüglich ihrer geometrischen Ausgestaltung voneinander unterscheiden. Hierbei werden für die Auslegung des Tilgersystems die Durchmesser D der Koppelelemente, die Schwerpunkte der Tilgermassen und die zu tilgende Ordnung vorgegeben, und hieraus die Radien R1 bis R3 der Führungsbahnen in Tilgermassenträger und Tilgermassen berechnet. Es ergibt sich ein Anwachsen des Radius R1, R2, R3 der jeweiligen Führungsbahn 13 mit abnehmender Zylinderzahl, so dass, im Vergleich zu einem in 3c gezeigten Tilgersystem für Sechszylinderantriebe, bei einem in 3b gezeigten Tilgersystem für Fünfzylinderantriebe der Radius R2 gegenüber dem Radius R3 für Sechszylinderantriebe bereits zugenommen hat, um bei einem in 3a gezeigten Tilgersystem für Vierzylinderantriebe als Radius R1 nochmals größer ausgebildet zu sein als der Radius R2 für Fünfzylinderantriebe. Die Radien R1 bis R3 gehen hierbei von Einstechpunkten S1 bis S3 aus. Da durch Vorgabe der geometrischen Ausgestaltungen der Führungsbahnen die Anforderungen zur Auslegung des Tilgersystems entsprechend der Zylinderzahl des jeweiligen Antriebs hinreichend erfüllt sind, ist das Koppelelement 18 für alle drei Auslegungen mit identischem Durchmesser D bemessen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tilgersystem so auszubilden, dass dieses bei geringstmöglicher Vielfalt an Bauteilen für eine größtmögliche Anzahl an Antrieben geeignet ist.
Gemäß dem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Tilgersystem.
Das Tilgersystem ist mit einem zur Aufnahme zumindest einer Tilgermasse dienenden Tilgermassenträger versehen, der ebenso wie die zumindest eine Tilgermasse über wenigstens eine Führungsbahn verfügt, wobei die Führungsbahnen von Tilgermassenträger und Tilgermasse mittels zumindest eines Koppelelementes miteinander in Wirkverbindung stehen, indem das Koppelelement sowohl in der Führungsbahn des Tilgermassenträgers als auch in der Führungsbahn der Tilgermasse relativ bewegbar ist, und zwar zwischen einer Zentralposition, in welcher das Koppelelement in Umfangsrichtung der Führungsbahnen frei von einer Auslenkung ist, und einer Auslenkposition, in welcher eine Auslenkung aus der Zentralposition in Umfangsrichtung erfolgt ist, wobei die Auslegung eines Verbundes aus den Führungsbahnen und dem denselben zugeordneten Koppelelement auf eine Ordnung erfolgt, die von der Zylinderzahl des jeweils anregenden Antriebs abhängig ist.
Von besonderer Bedeutung hierbei ist, dass die Führungsbahnen des Tilgermassenträgers und/oder der zumindest einen Tilgermasse bezüglich ihrer geometrischen Ausgestaltung auf Anregungen einer vorbestimmten Ordnung ausgelegt sind, während das mit diesen Führungsbahnen zusammen wirkende Koppelelement eine Dimensionierung in Zuordnung zu dieser vorbestimmten Ordnung oder in Zuordnung zu einer hiervon abweichenden anderen Ordnung erfährt, und dass die wenigstens eine Führungsbahn der zumindest einen Tilgermasse zur Aufnahme von Koppelelementen, deren Dimensionierung in Zuordnung zu einer von der vorbestimmten Ordnung abweichenden anderen Ordnung bestimmt ist, zumindest entlang eines Abschnittes des Relativbewegungsbereichs des Koppelelementes gegenüber der Führungsbahn unter Verzicht auf eine radial äußere Begrenzung ausgebildet ist.
Wie anhand 3 bereits erläutert, ist üblicherweise vorgesehen, die geometrischen Ausgestaltungen der Führungsbahnen im Tilgermassenträger sowie in den Tilgermassen in Abhängigkeit von der Zylinderzahl des die Anregungen erzeugenden Antriebs auszulegen, indem die Radien der Führungsbahnen in Tilgermassenträger und Tilgermassen berechnet werden. Für die Berechnung der Radien, die von Einstechpunkten ausgehen, werden die Durchmesser der Koppelelemente, die Schwerpunkte der Tilgermassen und die zu tilgende Ordnung vorgegeben.
Ziel ist nun, ein Tilgersystem für Antriebe mit unterschiedlichen Zylinderzahlen, wie beispielsweise für Vier- und für Sechszylinderantriebe, verwendbar zu machen, ohne hierfür die geometrischen Ausgestaltungen der Führungsbahnen bei mindestens einem der relevanten Bauteile – Tilgermassenträger oder Tilgermasse – anpassen zu müssen. Hierfür ist anspruchsgemäß vorgesehen, die geometrische Ausgestaltung der Führungsbahnen an Tilgermassenträger und/oder der zumindest einen Tilgermasse auf Anregungen einer vorbestimmten Ordnung auszulegen, bei Verwendung sowohl für einen Vierzylinderantrieb als auch für einen Sechszylinderantrieb beispielsweise entweder auf Anregungen für einen Vierzylinderantrieb, oder auf Anregungen für einen Sechszylinderantrieb. Um die Erfordernisse auch des jeweils anderen Antriebes, für welchen die geometrische Ausgestaltung der Führungsbahnen nicht abgestimmt ist, berücksichtigen zu können, ist vorgesehen, die Koppelelemente, die mit den auf die vorbestimmte Ordnung ausgelegten Führungsbahnen zusammen wirken, derart zu dimensionieren, dass diese Koppelelemente in Zuordnung zu einer von der vorbestimmten Ordnung der Führungsbahnen abweichenden anderen Ordnung ausgelegt sind.
Sind beispielsweise die Führungsbahnen eines Tilgersystems auf die einem Vierzylinderantrieb zugewiesene Ordnung ausgelegt, dann kann, wenn dieses Tilgersystem zur Verwendung für Sechszylinderantriebe vorgesehen ist, das Tilgersystem zumindest näherungsweise auf die einem Sechszylinderantrieb zugewiesene Ordnung ausgelegt werden, indem die Koppelelemente derart dimensioniert werden, dass diese Koppelelemente auf die einem Sechszylinderantrieb zugewiesene Ordnung ausgelegt sind. Die Koppelelemente verfügen dann über einen größeren Durchmesser als Koppelelemente, die auf die einem Vierzylinderantrieb zugewiesene Ordnung ausgelegt sind.
Umgekehrt können die Führungsbahnen eines Tilgersystems auf die einem Sechszylinderantrieb zugewiesene Ordnung ausgelegt sein, während das Tilgersystem zur Verwendung für Vierzylinderantriebe vorgesehen ist. Die Koppelelemente verfügen dann über einen geringeren Durchmesser als Koppelelemente, die auf die einem Sechszylinderantrieb zugewiesene Ordnung ausgelegt sind. Da der maximale Auslenkwinkel des Koppelelementes innerhalb der Führungsbahn vom jeweiligen Durchmesser des Koppelelementes stets unabhängig und damit gleichbleibend sein soll, vollziehen Koppelelemente geringeren Durchmessers, hier also Koppelelemente, die auf die einem Vierzylinderantrieb zugewiesene Ordnung ausgelegt sind, bis zum Erreichen des maximalen Auslenkwinkels deutlich mehr Umdrehungen um ihre Längsachse, als dies bei Koppelelementen der Fall ist, die auf die einem Sechszylinderantrieb zugewiesene Ordnung ausgelegt sind.
Wenigstens bei der zumindest einen Tilgermasse ist vorgesehen, auf die radial äußere Begrenzung der zumindest einen Führungsbahn zumindest entlang eines Abschnittes des Relativbewegungsbereichs der Koppelelemente gegenüber den Führungsbahnen zu verzichten. Damit wird, wenn Koppelelemente deutlich größeren Durchmessers Verwendung finden als bei denjenigen Koppelelementen, die bezüglich ihrer Ordnung an die vorgesehene Führungsbahn angepasst sind, erreicht, dass auch die Koppelelemente mit deutlich größerem Durchmesser in die Führungsbahnen passen. Umgekehrt wird, wenn Koppelelemente deutlich geringeren Durchmessers Verwendung finden als bei denjenigen Koppelelementen, die bezüglich ihrer Ordnung an die vorgesehene Führungsbahn angepasst sind, erreicht, dass auf eine verlängerte Führungsbahn wenigstens bei der zumindest einen Tilgermasse verzichtet werden kann. Eine deutlich größere Dimensionierung der Koppelelemente wird insbesondere dann notwendig sein, wenn der entsprechende Antrieb über eine erheblich höhere Zylinderzahl verfügt als derjenige Antrieb, für welchen die zumindest eine Führungsbahn ausgelegt ist, während eine deutlich geringere Dimensionierung der Koppelelemente insbesondere dann notwendig sein wird, wenn der entsprechende Antrieb über eine erheblich geringere Zylinderzahl verfügt als derjenige Antrieb, für welchen die zumindest eine Führungsbahn ausgelegt ist.
Da es somit zumindest im Wesentlichen genügt, zur Anpassung des jeweiligen Tilgersystems an Antriebe unterschiedlicher Zylinderzahlen Koppelelemente unterschiedlichen Durchmessers einzusetzen, ist eine wesentliche Aufwandsreduzierung bei der Auslegung eines Tilgersystems erzielbar, ohne funktionale Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Mit Vorzug sind hierbei die Koppelelemente als zylindrische Rollkörper ausgebildet.
Der Verzicht auf die radial äußere Begrenzung der zumindest einen Führungsbahn zumindest entlang eines Abschnittes des Relativbewegungsbereichs der Koppelelemente gegenüber den Führungsbahnen ist für die Ausbildung der Führungsbahnen in der zumindest einen Tilgermasse von wesentlicher Bedeutung, da die Restwandstärken an dieser Tilgermasse zwischen den einzelnen Führungsbahnen zum einen und zwischen den Führungsbahnen und der Außenkontur der Tilgermasse zum anderen so gering sein könnten, dass die notwendige Stabilität an dieser Stelle fragwürdig erscheint. Hier schafft der Verzicht auf eine radial äußere Begrenzung zumindest entlang eines Abschnittes des Relativbewegungsbereichs des Koppelelementes gegenüber der Führungsbahn eine dringend benötigte Entlastung.
Solange das Tilgersystem einem Fahrbetrieb unterliegt, also einem Betriebszustand, bei welchem durch Drehung des Tilgermassenträgers um eine Zentralachse die auf die zumindest eine Tilgermasse einwirkende Fliehkraft die Gewichtskraft übersteigt, wird die zumindest eine Tilgermasse nach radial außen gedrängt, so dass sich die Ausbildung der Führungsbahnen der zumindest einen Tilgermasse unter Verzicht auf die besagte radial äußere Begrenzung nicht auswirkt. Bei Beendigung des Fahrbetriebs fällt die zumindest eine Tilgermasse dagegen unter der Wirkung der nun die Fliehkraft übersteigenden Gewichtskraft nach unten, so dass nicht auszuschließen ist, dass die Tilgermasse wegen der fehlenden radial äußeren Begrenzung dort keine Abstützung findet. Bei diesem Betriebszustand wirkt sich ein radial innerhalb der zumindest einen Tilgermasse vorgesehener Anschlag positiv aus, indem dieser als Wegbegrenzung für die zumindest eine Tilgermasse nutzbar ist, und damit verhindert, dass die Tilgermasse in dieser Richtung durchfallen kann, und damit die Führungsbahn vom Koppelelement trennt. Dieser Anschlag kann zudem genutzt werden, um eventuelle Anschlaggeräusche zu dämpfen, die bei einem Aufprall der zumindest einen Tilgermasse an einem anderen Bauteil, beispielsweise an einem Bauteil des Tilgermassenträgers, beim Fall nach unten entstehen könnten. Mit Vorzug ist die Wegbegrenzung daher als Bauteil ausgebildet, das zumindest in Anlagebereichen für die zumindest eine Tilgermasse elastisch verformbar ausgebildet ist. Mit besonderem Vorzug ist die Wegbegrenzung zumindest im Wesentlichen ringförmig gestaltet, und über Aufnehmer am Tilgermassenträger positioniert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
1 eine Draufsicht auf ein Tilgersystem mit Tilgermassen, die gemäß dem Stand der Technik ausgebildet sind, und mit den Tilgermassen zugeordneten, durch Federelemente einer Federeinrichtung gebildeten Anschlägen, wobei die Tilgermassen in einer Ausgangsposition dargestellt sind, die sie bei die Gewichtskraft übersteigender Fliehkraft und frei von eingeleiteten Torsionsschwingungen einnehmen;
2 wie 1, aber mit Darstellung der Tilgermassen in einer Position, die sie bei die Fliehkraft übersteigender Gewichtskraft einnehmen;
3 eine den Stand der Technik abbildende schematische Darstellung von Führungsbahnen des Tilgersystems, wobei durch unterschiedliche Dimensionierung dieser Führungsbahnen eine Auslegung auf unterschiedliche Ordnungen von Anregungen erfolgt, die auf Antriebe unterschiedlicher Zylinderzahl zurückzuführen sind;
4 eine schematische Darstellung von Führungsbahnen des Tilgersystems, wobei durch unterschiedliche Dimensionierung von in diese Führungsbahnen eingreifenden Koppelelementen eine Auslegung auf unterschiedliche Ordnungen von Anregungen erfolgt, die auf Antriebe unterschiedlicher Zylinderzahl zurückzuführen sind.
5 ein Antriebsstrang in schematischer Darstellung;
6 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Tilgermassen;
7 eine Schnittdarstellung des Tilgersystems gemäß der Schnittlinie VI-VI in 6;
In 1 ist ein Tilgersystem 1 mit einem Tilgermassenträger 3 dargestellt, an welchem eine Mehrzahl von Tilgermassen 7 aufgenommen sind, wie sie dem Stand der Technik entsprechen. Die Tilgermassen 7 verfügen über jeweils paarweise ausgebildete Führungsbahnen 22 zur Aufnahme von als im Wesentlichen zylindrische Rollkörper 20 ausgebildeten Koppelelementen 18, wobei die Führungsbahnen 22 derart ausgelegt sind, dass sie eine radiale Relativbewegung der Tilgermassen 7 gegenüber den Koppelelementen 18 ermöglichen. Die Tilgermassen 7 weisen, radial innen an ihre Umfangsseiten 42 angrenzend, Anschlagseiten 43 auf.
Am Tilgermassenträger 3 sind, ebenfalls jeweils paarweise, Führungsbahnen 13 vorgesehen, die über einen gekrümmten Verlauf verfügen. Gemäß Darstellung in 1 oder 2 verfügen die Führungsbahnen 13 über je einen Ausgangsbereich 14, in welchem die jeweilige Führungsbahn 13 den größten Radialabstand von einer Zentralachse 15 aufweist, und über Anschlussbereiche 17, die sich, einander umfangsmäßig entgegengesetzt erstreckend, an beide Seiten des Ausgangsbereiches 14 anschließen. Auch die an den Tilgermassen 7 vorgesehenen Führungsbahnen 22 verfügen über einen gekrümmten Verlauf, mit je einem Ausgangsbereich 24, in welchem die jeweilige Führungsbahn 22 den geringsten Radialabstand von der Zentralachse 15 aufweist, und mit Anschlussbereichen 25, die sich, einander umfangsmäßig entgegengesetzt erstreckend, an beide Seiten des Ausgangsbereiches 24 anschließen. Die Führungsbahnen 22 sind jeweils beidseits eines Tilgermassenzentrums 35 der jeweiligen Tilgermasse 7 vorgesehen. 1 zeigt den Zustand der Tilgermassen 7 bei Fahrbetrieb, der dann vorliegt, wenn das Tilgersystem 1 mit einer Drehzahl betrieben wird, bei welcher die Fliehkraft die Gewichtskraft übersteigt.
Die in den Führungsbahnen 13 und 22 aufgenommenen Koppelelemente 18 greifen jeweils axial benachbart zu einer der Führungsbahnen 22 in die jeweils zugeordnete Führungsbahnn 3 ein. In der Darstellung gemäß 1 streben die Tilgermassen 7, bedingt durch die Fliehkraft, nach radial außen, so dass sich die Koppelelemente 18 jeweils im Ausgangsbereich 24 der jeweiligen Führungsbahn 22 positionieren, also in demjenigen Bereich der Führungsbahnen 22, der über den geringsten Radialabstand zur Zentralachse 15 verfügt. Die Koppelelemente 18 stützen sich hierbei jeweils im Ausgangsbereich 14 der Führungsbahnen 13 des Tilgermassenträgers 3 ab, also in demjenigen Bereich der Führungsbahnen 13, der über den größten Radialabstand zur Zentralachse 15 verfügt.
Die Tilgermassen 7 weisen jeweils an ihren radial inneren Enden jeweils eine geometrische Anformung 28 auf, die im umfangsseitig mittleren Teil über eine erste Kontaktbereiche 26 verfügt, in den umfangsseitig äußeren Teilen dagegen über zweite Kontaktbereiche 27. Der jeweilige erste Kontaktbereich 26 verfügt über eine Bereichsmitte 37, welche den ersten Kontaktbereich 26 in Anformunghälften 23 unterteilt. Diese geometrische Anformung 28 wirkt in nachfolgend noch zu beschreibender Weise mit radial innerhalb der Tilgermassen 7 vorgesehenen Anschlägen 31 zusammen, die an einem ringförmigen Bauteil 32 zusammen gefasst sind.
Das ringförmige Bauteil 32 verfügt in Umfangsrichtung zwischen je zwei Tilgermassen 7 über je eine Halterung 34, die jeweils einen Aufnehmer 11 umschließt, so dass die Halterung 34 jeweils als Anschlagaufnehmer 38 dient. Das ringförmige Bauteil 32 ist demnach drehfest an dem Tilgermassenträger 3 aufgenommen. Ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Ringkörper 33 wirkt zwischen je zwei Anschlagaufnehmern 38 jeweils als Anschlagprofil 40. Anschlagaufnehmer 38 und Anschlagprofile 40 bilden gemeinsam Anschläge 31 an dem ringförmigen Bauteil 32.
Wenn das Tilgersystem 1 mit einer Drehzahl betrieben wird, bei welcher die Fliehkraft die Gewichtskraft übersteigt, streben die Tilgermassen 7 unter der Wirkung der Fliehkraft nach radial außen, so dass sich die Koppelelemente 18 jeweils im Ausgangsbereich 24 der jeweiligen Führungsbahn 22 der Tilgermassen 7 positionieren können. Torsionsschwingungen können zwar Auslenkungen der Tilgermassen 7 in Umfangsrichtung erzwingen, wodurch die Koppelelemente 18 aus den Ausgangsbereichen 14, 24 der Führungsbahnen 13, 22 in deren Anschlussbereiche 17, 25 ausgelenkt werden, jedoch erfolgt bei abklingender Torsionsschwingung stets eine Rückstellung der Koppelelemente 18 in die Ausgangsposition unter der Wirkung der Fliehkraft.
Fällt die Fliehkraft dagegen unter die Gewichtskraft, beispielsweise bei einem Kriechbetrieb eines Kraftfahrzeuges oder beim Abstellen eines Antriebs, wie beispielsweise einer Brennkraftmaschine, dann fallen die Tilgermassen 7 nach radial innen, um die in 2 gezeigte Relativposition zueinander und zum Tilgermassenträger 3 einzunehmen. Bei einem solchen Betriebszustand fallen die beiden sich radial oberhalb der Zentralachse 15 befindlichen Tilgermassen 7 nach radial innen, bis ihre Anschlagseiten 43 mit der für die Bewegungsrichtung relevanten Anformungshälfte 23 des ersten Kontaktbereichs 26 in Anlage an dem zugeordneten Anschlagprofil 40 des Anschlags 31 am Ringkörper 33 des ringförmigen Bauteils 32 gekommen sind. Sollten die Führungsbahnen 13, 22 eine weitere Bewegung der Tilgermassen 7 nach radial unten zulassen, wird diese Bewegung erst dann enden, wenn der für die Bewegungsrichtung relevante zweite Umfangsbereich 27 der jeweiligen Tilgermasse 7 an der Halterung 34 und damit am Anschlagaufnehmer 38 des ringförmigen Bauteils 32 in Anlage gelangt ist. Die beiden sich radial unterhalb der Zentralachse 15 befindlichen Tilgermassen 7 fallen ebenfalls nach radial innen, bis ihre Anschlagseiten 43 mit den daran angeformten, für die Bewegungsrichtung relevanten ersten Kontaktbereichen 26 in Anlage an dem zugeordneten Anschlagprofil 40 des Anschlags 31 am Ringkörper 33 des ringförmigen Bauteils 32 gekommen sind, und bis zudem die für die Bewegungsrichtung relevanten zweiten Kontaktbereiche 27 der jeweiligen Tilgermassen 7 an den entsprechenden Halterungen 34 und damit an den Anschlagaufnehmern 38 des ringförmigen Bauteils 32 in Anlage gelangt sind. Auf diese Weise wird verhindert, dass die beiden sich radial unterhalb der Zentralachse 15 befindlichen Tilgermassen 7 mit ihren Umfangsseiten 42 in Anlage aneinander gelangen.
4a und 4b zeigen in schematischer Darstellung jeweils eine Führungsbahn 13 des Tilgermassenträgers 3, in welcher jeweils ein Koppelelement 18 aufgenommen ist. Wie die Position des Koppelelementes 18 im jeweiligen Ausgangsbereich 14 der Führungsbahnen 13 erkennen lässt, liegt der anhand 1 erläuterte Fahrbetrieb ohne Einleitung einer Torsionsschwingung vor, das Koppelelement 18 nimmt also seine Zentralposition ein. In Umfangsrichtung seitlich des mit Vollinie dargestellten Koppelelementes 18 sind, jeweils, in unterbrochener Linie, mögliche Auslenkpositionen des Koppelelementes 18 in der Führungsbahn 13 dargestellt, wobei das Koppelelement 18, jeweils ausgehend aus seiner Zentralposition, in Auslenkrichtung auf der Führungsbahn 13 bis zum Erreichen eines maximalen Auslenkwinkels α von etwa 55° abrollen kann. Natürlich wird das Koppelelement 18 seinen maximal möglichen Auslenkwinkel α nur dann erreichen, wenn infolge sehr starker Torsionsschwingungen ein hinreichend starker Energieeintrag vorliegt. Üblicherweise wird das Koppelelement 18 aber, ausgehend von seiner Zentralposition, in kleinere Winkelbereiche ausgelenkt.
Wie die 4a und 4b weiterhin zeigen, verfügen die Führungsbahnen 13 in Umfangsrichtung über eine geometrische Ausgestaltung mit zumindest im Wesentlichen gleichen Radien R, die von zumindest im Wesentlichen gleichen Einstechpunkten S ausgehen, während das Koppelelement 18 der 4b bezüglich seines Durchmessers D3 größer als das Koppelelement 18 der 4a mit dem Durchmesser D1 ist. Dadurch bedingt, kann das Koppelelement 18 gemäß 4a, beginnend bei seiner Zentralposition, also im Ausgangsbereich 14 der Führungsbahn 13, Abrollbewegungen in Umfangsrichtung ausführen, deren Anzahl ein Mehrfaches ist gegenüber der Anzahl an Abrollbewegungen eines im Durchmesser größeren Koppelelementes 18, wie beispielhaft in 4b gezeigt. Obwohl durch Vorgabe unterschiedlicher Durchmesser D1, D3 für das Koppelelement 18 erhebliche Unterschiede bei der jeweiligen Abrollhäufigkeit aus dem Ausgangsbereich 14 erzielbar sind, bleibt der hierbei überstrichene maximale Auslenkwinkel α allerdings konstant, und beträgt mit Vorzug etwa 55°.
5 zeigt beispielhaft einen Antriebsstrang, wie er zur Aufnahme des Tilgersystems 1 geeignet ist. Demnach verfügt ein Antrieb 5 in Form einer Brennkraftmaschine über eine Kurbelwelle 54, die beispielsweise mittels einer Antriebsplatte 60 mit einer Kopplungsanordnung 56 verbunden ist. Diese Kopplungsanordnung 56 kann beispielsweise als Schwungmasse, als Zweimassenschwungrad oder als hydrodynamische Kupplungseinrichtung ausgebildet sein, und dient in nicht dargestellter Weise zur Aufnahme des Tilgersystems 1. Die Kopplungsanordnung 56 ist schließlich mit einem Getriebe 62 verbunden. 5 zeigt, dass die Kurbelwelle 54 des Antriebs 5 ebenso wie das Tilgersystem 1 zu einer Rotation um die Zentralachse 15 befähigt ist.
6 zeigt Tilgermassen 7 in einer von der Darstellung in 1 oder 2 abweichender Ausgestaltung. Deutlich erkennbar ist, dass die radial äußere Begrenzung 64 der Führungsbahnen 22 lediglich noch als Stummel an den Bereich der Tilgermassen 7 beidseits des Tilgermassenzentrums 35 angeformt sind, und somit der Abschnitt des Relativbewegungsbereichs der Koppelelemente 18 gegenüber den Führungsbahnen 22 im Wesentlichen nach radial außen offen ist. Damit wird die Möglichkeit eröffnet, ein bereits für eine Ordnung, beispielsweise die 2. Ordnung, der von einem ursprünglichen Antrieb 5, wie von einem Vierzylinderantrieb, gelieferten Anregungen abgestimmtes Tilgersystem 1 auf eine andere Ordnung, beispielsweise die 3. Ordnung, eines mit anderer Zylinderzahl, wie mit Sechszylinderanzahl, aufwartenden anderen Antriebs 5 abzustimmen. Wie bereits ausführlich erläutert, werden, wenn die andere Ordnung einem Antrieb 5 mit höherer Zylinderzahl als bei dem ursprünglichen Antrieb 5 zugeordnet ist, die bisher verwendeten Koppelelemente 18 durch neue Koppelelemente 18 größeren Durchmessers ersetzt, und sollen hierbei aufgrund des zumindest teilweisen Entfalls der Begrenzungen 64 dennoch problemlos in die Führungsbahnen 22 der Tilgermassen 7 einzufügen sein. Die Möglichkeit einer Auslenkung der Tilgermassen 7 und damit deren Führungsbahnen 22 relativ zu den zugeordneten Koppelelementen 18 ist auch bei dieser Ausgestaltung der Führungsbahnen 22 problemlos möglich, wobei eine Verlagerung aus der in 6 gezeigten Zentralposition in eine Auslenkposition erfolgt, in welcher die Koppelelemente 18 nach Verlassen des Ausgangsbereichs 24 sich jeweils in Richtung eines Umfangsendes der jeweiligen Führungsbahn 22 verlagern, und damit in einen der Anschlussbereiche 25 gelangen.
Während die Führungsbahnen 22 der Tilgermassen 7 durch zumindest teilweisen Verzicht auf die Begrenzungen 64 an Koppelelemente 18 unterschiedlicher Dimensionierung angepasst sind, genügen die Führungsbahnen 13 im Tilgermassenträger 3 für alle möglichen Dimensionierungen der Koppelelemente 18, da die Führungsbahnen 13 wegen der größeren Abmessungen des Tilgermassenträgers 3 größer ausgebildet sein können, ohne hierbei Probleme mit Wandstärken befürchten zu müssen. Bei den Tilgermassen 7 besteht dagegen das Risiko, dass bei entsprechend großer Ausbildung der Führungsbahnen 22 die verbleibenden Wandstärken insbesondere zwischen der jeweiligen Führungsbahn 22 und der Außenkontur der Tilgermasse 7 zu gering werden und damit die notwendige Stabilität vermissen lassen könnten.
6 zeigt die Tilgermassen 7 im Fahrbetrieb in deren Zentralposition. Solange der Fahrbetrieb besteht, werden die Tilgermassen 7 unter der Wirkung der drehzahlbedingten Fliehkraft nach radial außen gedrückt, und dadurch die Führungsbahnen 22 in Anlage an den jeweils zugeordneten Koppelelementen 18 gehalten. Bei Beendigung des Fahrbetriebs gelangen die Tilgermassen dagegen in die in 2 gezeigte Position, wenn die Fliehkraft unter die Gewichtskraft gefallen ist. Aufgrund des zumindest teilweisen Verzichts auf die radial äußeren Begrenzungen 64 ist nicht auszuschließen, dass die Tilgermassen 7 beim Übergang in die in 2 gezeigte Position eine Bewegung ausführen, bei welcher die Führungsbahnen 22 das jeweilige Koppelelement 18 verlassen. Anschließend würde für die Tilgermassen 7 das Risiko bestehen, aus dem Tilgermassenträger 3 herauszufallen, oder zumindest nicht mehr ihre gewünschte Lage einzunehmen, in welcher die Koppelelemente 18 in den Erstreckungsbereichen der Führungsbahnen 22 aufgenommen sind. Um dies zu vermeiden, wirkt das bereits behandelte, als Anschlag 31 wirksame ringförmige Bauteil 32 als Wegbegrenzung 66 für die Tilgermassen 7, indem diese an dem ringförmigen Bauteil 32 in Anlage gelangen, bevor sie eine Position einnehmen können, in welcher sich die Führungsbahnen 22 von den Koppelelementen 18 trennen. Sofern das ringförmige Bauteil hierbei zumindest in Anlagebereichen 68 für die Tilgermassen 7 elastisch verformbar ausgebildet ist, treffen die Tilgermassen 7 gedämpft auf das ringförmige Bauteil 32.
In 7 ist zu erkennen, dass der Tilgermassenträger 3 mit Vorzug über zwei Tilgermassen-Trägerelemente 70 verfügt, die sich wenigstens im Erstreckungsbereich der Tilgermassen 7 zumindest im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken, und in Achsrichtung zwischen sich die Tilgermassen 7 aufnehmen, die mit einer Mehrzahl an Tilgermassenelementen 71 ausgebildet sein können. Die beiden Tilgermassen-Trägerelemente 70 sind mittels der bereits genannten Aufnehmer 11 in vorbestimmtem Abstand zueinander gehalten. Die Aufnehmer 11 sorgen weiterhin für die Fixierung des ringförmigen Bauteils 32 am Tilgermassenträger 3.
Bezugszeichenliste

1: Tilgersystem
3: Tilgermassenträger
5: Antrieb
7: Tilgermassen
11: Aufnehmer
13: Führungsbahnen
14: Ausgangsbereich
15: Zentralachse
17: Anschlussbereiche
18: Koppelelement
20: Rollkörper
22: Führungsbahn
23: Anformungshälfte
24: Ausgangsbereich
25: Anschlussbereich
26: Kontaktbereich
27: Kontaktbereich
28: geometrische Anformung
31: Anschlag
32: ringförmiges Bauteil
33: Ringkörper
34: Halterung
35: Tilgermassenzentrum
37: Bereichsmitte
38: Anschlagaufnehmer
40: Anschlagprofil
42: Umfangsseite
43: Anschlagseite
54: Kurbelwelle
56: Kopplungsanordnung
60: Antriebsplatte
62: Getriebe
64: radial äußere Begrenzung
66: Wegbegrenzung
68: Anlagebereiche
70: Tilgermassen-Trägerelemente
71: Tilgermassenelemente

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10066436 B4 [0002]

Claims

Tilgersystem (1) mit einem zur Aufnahme zumindest einer Tilgermasse (7) dienenden Tilgermassenträger (3), der ebenso wie die zumindest eine Tilgermasse (7) über wenigstens eine Führungsbahn (13, 22) verfügt, wobei die Führungsbahnen (13, 22) von Tilgermassenträger (3) und der Tilgermasse (7) mittels zumindest eines Koppelelementes (18) miteinander in Wirkverbindung stehen, indem das Koppelelement (18) sowohl in der Führungsbahn (13) des Tilgermassenträgers (3) als auch in der Führungsbahn (22) der Tilgermasse (7) relativ bewegbar ist, und zwar zwischen einer Zentralposition, in welcher das Koppelelement (18) in Umfangsrichtung der Führungsbahnen (13, 22) frei von einer Auslenkung ist, und einer Auslenkposition, in welcher eine Auslenkung aus der Zentralposition in Umfangsrichtung erfolgt ist, wobei die Auslegung eines Verbundes aus den Führungsbahnen (13, 22) und dem denselben zugeordneten Koppelelement (18) auf eine Ordnung erfolgt, die von der Zylinderzahl des jeweils anregenden Antriebs (5) abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahnen (13, 22) des Tilgermassenträgers (3) und der zumindest einen Tilgermasse (7) bezüglich ihrer geometrischen Ausgestaltung auf Anregungen einer vorbestimmten Ordnung ausgelegt sind, während das mit diesen Führungsbahnen (13, 22) zusammen wirkende Koppelelement (18) eine Dimensionierung in Zuordnung zu dieser vorbestimmten Ordnung oder in Zuordnung zu einer hiervon abweichenden anderen Ordnung erfährt, und dass die wenigstens eine Führungsbahn (22) der zumindest einen Tilgermasse (7) zur Aufnahme von Koppelelementen (18), deren Dimensionierung in Zuordnung zu einer von der vorbestimmten Ordnung abweichenden anderen Ordnung bestimmt ist, zumindest entlang eines Abschnittes des Relativbewegungsbereichs des Koppelelementes (18) gegenüber der Führungsbahn (22) unter Verzicht auf eine radial äußere Begrenzung (64) ausgebildet ist.
Tilgersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelelemente (18) jeweils als zumindest im Wesentlichen zylindrische Rollkörper (20) ausgebildet sind.
Tilgersystem nach Anspruch 1 mit einem radial innerhalb der zumindest einen Tilgermasse (7) vorgesehenen Anschlag (31), dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (31) eine Wegbegrenzung (66) für die zumindest eine Tilgermasse (7) bei einer Bewegung derselben nach radial innen darstellt.
Tilgersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegbegrenzung (66) zumindest in Anlagebereichen (68) für die zumindest eine Tilgermasse (7) elastisch verformbar ausgebildet ist.
Tilgersystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegbegrenzung (66) als ringförmiges Bauteil (32) ausgebildet ist, das über Aufnehmer (11) am Tilgermassenträger (3) positioniert ist.