DE102018205149A1

DE102018205149A1 - Tilgersystem

Info

Publication number: DE102018205149A1
Application number: DE102018205149.6A
Authority: DE
Inventors: Kyrill Siemens
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2019-10-10

Abstract

Ein Tilgersystem (1) ist mit einem Tilgermassenträger (3) versehen, der über eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung vorgesehenen Tilgermassen (10) verfügt, und mit einer Kopplungsanordnung (26) zur Herstellung einer Wirkverbindung dieser Tilgermassen (10), die zur Bildung der Kopplungsanordnung (26) jeweils an einer ersten Umfangsbegrenzung (18) einen Umfangsvorsprung (6; 6a) aufweisen, der mit einer entsprechenden Ausnehmung (7; 7a) an einer Umfangsbegrenzung (19) der der ersten Umfangsbegrenzung (18) benachbarten Tilgermasse (10) in Eingriff steht, und an einer zweiten Umfangsbegrenzung (19) jeweils die Ausnehmung (7; 7a) aufweist, mit welcher ein Umfangsvorsprung (6; 6a) der der zweiten Umfangsbegrenzung (19) benachbarten Tilgermasse (10) in Eingriff steht, wobei der jeweilige Umfangsvorsprung (6; 6a) ebenso wie die jeweilige Ausnehmung (7; 7a) jeweils mit radial äußeren Begrenzungen (30, 32) sowie mit radial inneren Begrenzungen (31, 33) versehen ist. Die Begrenzungen (30, 31) des jeweiligen Umfangsvorsprunges (6; 6a) erstrecken sich an der ersten Umfangsbegrenzung (18) der jeweiligen Tilgermasse (10) zumindest im Wesentlichen parallel zu den Begrenzungen (31, 33) der jeweiligen Ausnehmung (7; 7a) an der zweiten Umfangsbegrenzung (19) der jeweiligen Tilgermasse (10), wobei die Begrenzungen (31, 33) der jeweiligen Ausnehmung (7; 7a) jeweils als Leitbahn (34a, 34b, 34c) für die jeweils zugeordneten Begrenzungen (30, 32) des jeweiligen Umfangsvorsprunges (6; 6a) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Tilgersystem mit einem Tilgermassenträger, der über eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung vorgesehenen Tilgermassen verfügt, und mit einer Kopplungsanordnung zur Herstellung einer Wirkverbindung dieser Tilgermassen, die zur Bildung der Kopplungsanordnung jeweils an einer ersten Umfangsbegrenzung einen Umfangsvorsprung aufweisen, der mit einer entsprechenden Ausnehmung an der Umfangsbegrenzung der der ersten Umfangsbegrenzung benachbarten Tilgermasse in Eingriff steht, und jeweils an einer zweiten Umfangsbegrenzung eine Ausnehmung aufweisen, mit welcher ein Umfangsvorsprung der der zweiten Umfangsbegrenzung benachbarten Tilgermasse in Eingriff steht, wobei der jeweilige Umfangsvorsprung ebenso wie die jeweilige Ausnehmung jeweils mit radial äußeren sowie mit radial inneren Begrenzungen versehen ist.
Ein derartiges Tilgersystem ist aus der US 2016/0273613 A1 bekannt. Die Tilgermassen stehen jeweils mittels einer einzelnen zapfenförmigen Koppeleinrichtung mit einem Tilgermassenträger in Wirkverbindung, und werden daher bei anregungsbedingten Auslenkungen aus einer Ausgangsposition, welche unter Fliehkrafteinfluss, aber ohne antriebsbedingte Anregungen eingenommen wird, in Umfangsrichtung verlagert. Hierbei führen die Tilgermassen eine Schwenkbewegung um ihren Masseschwerpunkt aus. Um eine Verkantung der untereinander verbundenen Tilgermassen zumindest zu erschweren, sind die Umfangsvorsprünge jeweils an ihren freien Enden zumindest angenähert kreisförmig ausgebildet, und greifen jeweils in eine entsprechend ausgebildete Ausnehmung der jeweils benachbarten Tilgermasse ein, so dass sich eine gelenkartige Verbindung der einzelnen Tilgermassen untereinander ergibt. Die Wirkung dieser gelenkartigen Verbindungen sind allerdings durch die umfangsseitigen Abstandsspalte zwischen den Tilgermassen begrenzt, die sich zudem bei antriebsbedingten Anregungen verringern, da die Tilgermassen bei ihren Auslenkungen aus der jeweiligen Ausgangsposition eine Verlagerung nach radial innen erfahren.
Ein weiteres Tilgersystem mit Tilgermassen, die jeweils mittels einer einzelnen zapfenförmigen Koppeleinrichtung mit einem Tilgermassenträger in Wirkverbindung stehen, geht aus der DE 10 2015 204 930 A1 hervor. Auch bei diesem Tilgersystem, bei welchem die einzelnen Tilgermassen mittels jeweils eines Dämpfers in Form eines Energiespeichers untereinander in Wirkverbindung stehen, führen die Tilgermassen bei anregungsbedingten Auslenkungen aus einer Ausgangsposition in Umfangsrichtung eine Schwenkbewegung um ihren Masseschwerpunkt aus, und erfahren dadurch eine Verlagerung nach radial innen, wo sie unter Verformung der Dämpfer dichter aneinander angenähert sind, als dies in ihrer Ausgangsposition der Fall ist.
Wie aus der DE 10 2015 204 930 A1 entnommen werden kann, stehen die Tilgermassen über ihre jeweilige Koppeleinrichtung derart mit dem Tilgermassenträger in Wirkverbindung, dass die Tilgermassen jeweils eines Tilgermassenpaares in einander entgegengesetzten Richtungen um ihren jeweiligen Masseschwerpunkt aufeinander zu geschwenkt werden, und sich somit aneinander annähern. Im Gegensatz dazu werden die Tilgermassen zweier benachbarter Tilgermassenpaare zwar ebenfalls in einander entgegengesetzten Richtungen um ihren jeweiligen Masseschwerpunkt geschwenkt, jetzt aber in voneinander fortweisenden Richtungen. Die Tilgermassen der benachbarten Tilgermassenpaare entfernen sich somit voneinander. Eine derartige Ausführung eines Tilgersystems mag möglicherweise bei einer geradzahligen Menge von Tilgermassen hinreichend arbeiten, jedoch ist bei einer ungeradzahligen Menge von Tilgermassen ein undefiniertes Bewegungsverhalten der jeweils überschüssigen Tilgermasse nicht auszuschließen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine an einem Tilgersystem in Umfangsrichtung zwischen den Tilgermassen vorgesehene Kopplungsanordnung derart auszubilden, dass diese verkantungsfrei wirksam ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, ein Tilgersystem mit einem Tilgermassenträger auszubilden, der über eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung vorgesehenen Tilgermassen verfügt, und mit einer Kopplungsanordnung zur Herstellung einer Wirkverbindung dieser Tilgermassen, die zur Bildung der Kopplungsanordnung jeweils an einer ersten Umfangsbegrenzung einen Umfangsvorsprung aufweisen, der mit einer entsprechenden Ausnehmung an der Umfangsbegrenzung der der ersten Umfangsbegrenzung benachbarten Tilgermasse in Eingriff steht, und jeweils an einer zweiten Umfangsbegrenzung eine Ausnehmung aufweisen, mit welcher ein Umfangsvorsprung der der zweiten Umfangsbegrenzung benachbarten Tilgermasse in Eingriff steht, wobei der jeweilige Umfangsvorsprung ebenso wie die jeweilige Ausnehmung jeweils mit radial äußeren sowie mit radial inneren Begrenzungen versehen ist.
Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Begrenzungen des jeweiligen Umfangsvorsprunges an der ersten Umfangsbegrenzung der jeweiligen Tilgermasse sich zumindest im Wesentlichen parallel zu den Begrenzungen der jeweiligen Ausnehmung an der zweiten Umfangsbegrenzung der jeweiligen Tilgermasse erstrecken, und dass die Begrenzungen der jeweiligen Ausnehmung jeweils als Leitbahn für die jeweils zugeordneten Begrenzungen des jeweiligen Umfangsvorsprunges vorgesehen sind. Bei einer derartigen Ausbildung von Umfangsvorsprung und Ausnehmung sind die Leitbahnen der Ausnehmung als Radialsicherung für den jeweiligen Umfangsvorsprung und damit für die jeweilige Tilgermasse in Bezug zur jeweils benachbarten Tilgermasse wirksam, so dass die Tilgermassen insgesamt durch die beiden jeweils benachbarten Tilgermassen gegen eine Schwenkbewegung gesichert sind, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Tilgermassen bei anregungsbedingten Auslenkungen nicht nur in Umfangsrichtung aus ihrer jeweiligen Ausgangsposition, welche diese unter Fliehkrafteinfluss, aber ohne antriebsbedingte Anregungen einnehmen, ausgelenkt werden, sondern hierbei auch noch in Radialrichtung verlagert werden. Da der Kreisbogen um eine Zentralachse des Tilgersystems sich mit abnehmendem Radius um die Zentralachse verkleinert, steht für die Tilgermassen bei zunehmender Verlagerung nach radial innen immer weniger Bauraum zur Verfügung, so dass die Tilgermassen stärker aneinander angenähert werden. Diese Annäherung aneinander wird aufgrund der Ausbildung von Umfangsvorsprung und Ausnehmung problemlos bewältigt, da die Begrenzungen der Ausnehmung für die Begrenzungen der Umfangsvorsprünge jeweils als Leitbahnen wirksam sind, so dass die Umfangsvorsprünge bei Annäherung der Tilgermassen zueinander problemlos in die jeweiligen Ausnehmungen eindringen können. Hierdurch verbessert sich eine ohnehin vorhandene radiale Abstützung der Tilgermassen gegeneinander nochmals weiter, da die Überdeckungsgrade der Begrenzungen des jeweiligen Umfangsvorsprunges mit den Begrenzungen der jeweiligen Ausnehmung bei zunehmender Annäherung der Tilgermassen aneinander zunimmt aufgrund des tiefer in die jeweilige Ausnehmung eindringenden Umfangsvorsprunges.
Wie bereits erwähnt, wird bei der vorliegenden Ausbildung von Umfangsvorsprung und Ausnehmung jede Tilgermasse durch die beiden jeweils benachbarten Tilgermassen gegen eine Schwenkbewegung um den jeweiligen Masseschwerpunkt gesichert. Dadurch können die Tilgermassen jeweils über lediglich eine einzelne Koppeleinrichtung mit dem Tilgermassenträger in Wirkverbindung gebracht werden. Hierdurch können die Tilgermassen in Umfangsrichtung kompakter ausgelegt sein als vergleichbare Tilgermassen, die jeweils über zumindest zwei Koppeleinrichtungen mit dem Tilgermassenträger in Wirkverbindung gebracht werden müssen, so dass eine vergleichsweise hohe Anzahl an Tilgermassen am jeweiligen Tilgermassenträger aufgenommen werden können.
Ungeachtet der zuvor angestellten Überlegungen ist es bei der Führung der Tilgermassen von großem Vorteil, wenn die Tilgermassen bei Auslenkbewegungen aus ihrer jeweiligen umfangsseitigen Ausgangsposition auch eine Schwenkbewegung um ihren jeweiligen Masseschwerpunkt erfahren. Eine derartige Schwenkbewegung der Tilgermassen um deren jeweiligen Masseschwerpunkt entsteht, wenn dieser Masseschwerpunkt mit einem ersten Radius R₁ von einer Zentralachse des Tilgermassenträgers und damit des Tilgersystems entfernt ist und bei Auslenkung aus der umfangsseitigen Ausgangsposition einen Schwingwinkel φ überstreicht, und zudem mit einem zweiten Radius R₂ von einer virtuellen Achse einer Bewegungsbahn entfernt ist, und bei Auslenkung aus seiner umfangsseitigen Ausgangsposition einen Kippwinkel α überstreicht, wobei sich aus dem Quotienten aus Kippwinkel α und Schwingwinkel φ ein Verhältniswert K ergibt. Zur Realisierung einer idealen Schwenkbewegung der Tilgermassen um deren jeweiligen Masseschwerpunkt soll der Verhältniswert K zumindest im Wesentlichen dem Betrag 1 entsprechen, kann aber auch in einem Betragsbereich angesiedelt sein, der zumindest im Wesentlichen zwischen 0,9 und 1,1 liegt. Insbesondere bei Auslegung des Verhältniswertes K zumindest im Wesentlichen auf den Betrag 1 erfolgt die Schwenkbewegung der Tilgermassen derart, dass die Tilgermassen unabhängig von ihrer jeweiligen Auslenkweite aus der Ausgangsposition zumindest im Wesentlichen ihre Ausrichtung gegenüber dem Tilgermassenträger beibehalten. Hierdurch werden auch bei stärkeren antriebsbedingten Anregungen Verkantungen zwischen den Umfangsvorsprüngen und den jeweils zugeordneten Ausnehmungen vermieden.
Mit besonderem Vorzug ist eines der Bauteile von Umfangsvorsprung und Ausnehmung jeweils als Träger für einen Dämpfer wirksam, während das andere der Bauteile von Umfangsvorsprung und Ausnehmung zur Beaufschlagung des wenigstens einen Dämpfers vorgesehen ist. Demnach ist zwischen je zwei Tilgermassen je ein Dämpfer wirksam, wobei ein derartiger Dämpfer beispielsweise durch einen Energiespeicher gebildet sein kann, und vorzugsweise mit Vorspannung in Umfangsrichtung zwischen den jeweiligen Tilgermassen eingesetzt ist. Aufgrund ihrer Vorspannung in Umfangsrichtung erzeugen die Dämpfer eine Umfangskraft, welche die Tilgermassen bei einem Zusammenbruch der Fliehkrafteinwirkung länger auf Betriebsniveau hält, als dies ohne Vorspannung der Fall wäre. Ein derartiger Zusammenbruch der Fliehkrafteinwirkung kommt beispielsweise beim Abschalten des Antriebes des Tilgersystems zur Wirkung. Da die Tilgermassen durch den Zusammenbruch der Fliehkrafteinwirkung nach radial innen verlagert werden, und der Kreisbogen um die Zentralachse des Tilgersystems sich mit abnehmendem Radius in Bezug zur Zentralachse verkleinert, steigt die Vorspannung der Dämpfer weiter, so dass sich der vorgenannte Effekt der Dämpfer nochmals verstärkt. Schließlich dienen die Dämpfer dazu, die Tilgermassen gegeneinander weich abzustützen, wenn beim Abschalten des Antriebes der die Tilgermassen beaufschlagende Fliehkrafteinfluss nahezu völlig zusammengebrochen ist. Damit wird eventuellen Aufschlaggeräuschen vorgebeugt, die durch Tilgermassen entstehen könnten, die unter Einwirkung der Gewichtskraft nach unten fallen könnten.
In einer weiteren Funktion sind die Dämpfer dann, wenn Fliehkrafteinwirkung aufgrund andauernden Betriebs des Antriebs an den Tilgermassen anliegt, dazu befähigt, Auslenkbewegungen der Tilgermassen aus ihrer Ausgangsposition infolge antriebsbedingten Anregungen zu begrenzen. Aufgrund der geringeren Auslenkbewegungen können die Tilgermassen in Umfangsrichtung mit größerer Erstreckung ausgelegt werden, so dass der verfügbare Bauraum am Tilgermassenträger effizienter genutzt werden kann, was zu einer Steigerung der Leistungsfähigkeit des Tilgersystems entscheidend beitragen kann.
Es gibt unterschiedliche Ausführungen einer vorteilhaften Anordnung der Dämpfer. Zum einen kann beispielsweise die Ausnehmung der jeweiligen Tilgermasse durch Aufnahme des Dämpfers als Träger für denselben wirksam sein, während der jeweilige Umfangsvorsprung mit seinem umfangsseitig freien Ende zur Beaufschlagung des wenigstens einen Dämpfers dient. Zum anderen kann aber auch der Umfangsvorsprung der jeweiligen Tilgermasse in einem umfangsseitigen Bereich angrenzend an die erste Umfangsbegrenzung der Tilgermasse als Träger zur Aufnahme des Dämpfers vorgesehen sein, und die zweite Umfangsbegrenzung der benachbarten Tilgermasse dient zur Beaufschlagung des wenigstens einen Dämpfers.
Bei Verzicht auf Dämpfer in Zuordnung zu den Tilgermassen eines Tilgersystems liegt eine vorteilhafte Ausführung darin, die Ausnehmung jeweils mit in Stufen verlaufenden Abschnitten auszubilden mit einem an die zweite Umfangsbegrenzung der jeweiligen Tilgermasse angrenzenden ersten Abschnitt, der als Leitbahn für den Umfangsvorsprung wirksam ist, und mit einem an den ersten Abschnitt umfangsseitig angrenzenden zweiten Abschnitt, welcher zu Bildung eines Hinterschnittes mit einer Radialerstreckung ausgebildet ist, welche die Radialerstreckung des ersten Abschnittes übersteigt, und dass der Umfangsvorsprung jeweils mit Stufen ausgebildet ist mit einem an die erste Umfangsbegrenzung der jeweiligen Tilgermasse angrenzenden ersten Abschnitt, der in die Leitbahn der Ausnehmung eingreift, und mit einem an den ersten Abschnitt umfangsseitig angrenzenden zweiten Abschnitt, welcher zur Nutzung des Hinterschnittes der Ausnehmung mit einer Radialerstreckung ausgebildet ist, welche die Radialerstreckung des ersten Abschnittes übersteigt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

1 ein Tilgersystem in Draufsicht mit einem Tilgermassenträger, der über in Achsabstand zueinander gehaltene Tilgermassenträgerelemente verfügt und zur Aufnahme von Tilgermassen dient, die in Ausgangsposition dargestellt sind, und die jeweils mittels einer Kopplungsanordnung miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei die Tilgermassen zur Bildung der Kopplungsanordnung einerends über Umfangsvorsprünge und anderenends über Ausnehmungen verfügen, und in den Ausnehmungen durch die Umfangsvorsprünge beaufschlagbare Dämpfer aufgenommen sind;
2 ein Tilgersystem gemäß der Schnittlinie A - A in 1 mit Darstellung der Tilgermassen, die in Achsrichtung über eine Mehrzahl von Tilgermassenelementen verfügen;
3 wie 1, aber mit Auslenkung der Tilgermassen aus ihrer Ausgangsposition;
4 eine schematische Darstellung einer Tilgermasse bei ihrer Bewegung aus der Ausgangsposition in eine Auslenkungsposition unter gleichzeitiger Schwenkbewegung um ihren Masseschwerpunkt;
5 wie 1, aber mit Aufnahme der Dämpfer an den Umfangsvorsprüngen und mit Beaufschlagung der Dämpfer durch das die Ausnehmung aufweisende Ende der jeweiligen Tilgermasse;
6 ein Tilgersystem gemäß der Schnittlinie B - B in 5;
7 wie 5, aber mit Auslenkung der Tilgermassen aus ihrer Ausgangsposition;
8 wie 1, aber mit Umfangsvorsprüngen und mit Ausnehmungen, die jeweils mit mehreren Durchmesserstufen ausgebildet sind;
9 wie 8, aber mit Auslenkung der Tilgermassen aus ihrer Ausgangsposition.

In 1 und 2 ist ein Tilgersystem 1 dargestellt, das um eine Zentralachse 2 rotierbar ist. Das Tilgersystem 1 weist einen Tilgermassenträger 3 auf, der über zwei mit vorbestimmtem Achsabstand zueinander angeordnete Tilgermassenträgerelemente 4a, 4b verfügt, wobei entlang des Umfangs eine Mehrzahl von Abstandshaltern 5 vorgesehen sind, die für die Sicherung der Tilgermassenträgerelemente 4a, 4b mit dem vorbestimmten Achsabstand zueinander sorgen.
Die Tilgermassenträgerelemente 4a, 4b nehmen axial zwischen sich Tilgermassen 10 auf, die gemäß 2 axial mehrteilig mit Tilgermassenträgerelementen 9a, 9b und 9c ausgebildet sind. Wie 1 zeigt, sind am Tilgermassenträger 3 eine Mehrzahl von Tilgermassen 10 über den Umfang verteilt angeordnet. Zur Aufnahme der Tilgermassen 10 weisen die Tilgermassenträgerelemente 4a, 4b Führungsbahnen 12 auf, die an ihrer radialen Außenseite derart gekrümmt sind, dass sie über jeweils eine Position I größten Abstandes gegenüber der Zentralachse 2 verfügen. Die Führungsbahnen 12 dienen jeweils zur Aufnahme von axialen Endbereichen einer zapfenförmigen Koppeleinrichtung 14, deren axialer Mittenbereich jeweils in eine Führungsbahn 16 der Tilgermassen 10 eingreift. Die Führungsbahnen 16 sind jeweils an ihrer radialen Innenseite derart gekrümmt, dass sie über jeweils eine Position II geringsten Abstandes gegenüber der Zentralachse 2 verfügen. Sobald das Tilgersystem 1 eine Rotation um die Zentralachse 2 vollzieht, werden die Tilgermassen 10 fliehkraftbedingt nach radial außen verlagert, und die Koppeleinrichtungen 14 nehmen, solange dieser Rotation keine Torsionsschwingung überlagert ist, die Position I in den Führungsbahnen 12 und die Position II in der Führungsbahn 16 ein. Mit dieser Ausrichtung der Tilgermassen 10 relativ zum Tilgermassenträger 3 liegt die Ausgangsposition der Tilgermassen 10 vor. Die Tilgermassen 10 verfügen dann über den größten Radialabstand gegenüber der Zentralachse 2.
Die Tilgermassen 10 sind jeweils mit einem einzigen Lagerungsbereich 20, jeweils gebildet durch eine Führungsbahn 16 sowie eine Koppeleinrichtung 14, versehen, und jeweils mit Umfangsbegrenzungen 18, 19 ausgebildet, von denen nachfolgend die Umfangsbegrenzungen 18 als erste Umfangsbegrenzungen und die Umfangsbegrenzungen 19 als zweite Umfangsbegrenzungen bezeichnet sind. Die Tilgermassen 10 weisen an ihren ersten Umfangsbegrenzungen 18 über diese in Richtung zur jeweiligen zweiten Umfangsbegrenzung 19 der jeweils benachbarten Tilgermasse 10 hinausragende Umfangsvorsprünge 6 auf, die sich, zumindest im Wesentlichen, senkrecht zu den Umfangsbegrenzungen 18 oder 19 erstrecken. Darüber hinaus sind die Tilgermassen 10 an ihren zweiten Umfangsbegrenzungen 19 mit Ausnehmungen 7 versehen, die sich, jeweils ausgehend von der zweiten Umfangsbegrenzung 19, in Richtung zum jeweiligen Lagerungsbereich 20 erstrecken, und zwar, zumindest im Wesentlichen, senkrecht zu den Umfangsbegrenzungen 18 oder 19. Die Umfangsvorsprünge 6 greifen mit einem Abschnitt ihrer Erstreckungsweite in die Ausnehmungen 7 der jeweils benachbarten Tilgermasse 10 ein, ohne jeweils in die Ausnehmungen 7 vollständig einzudringen. Hierbei verläuft eine radial äußere Begrenzung 30 des Umfangsvorsprunges 6 nicht nur zumindest im Wesentlichen parallel zu einer radial inneren Begrenzung 31 des Umfangsvorsprunges 6, sondern auch zumindest im Wesentlichen parallel zu einer radial äußeren Begrenzung 32 der Ausnehmung 7, wobei diese radial äußere Begrenzung 32 wiederum zumindest im Wesentlichen parallel zu einer radial inneren Begrenzung 33 der Ausnehmung 7 verläuft. Radial zwischen den radial äußeren Begrenzungen 30 und 32 von Umfangsvorsprung 6 und Ausnehmung 7 verbleibt ebenso wie radial zwischen den radial inneren Begrenzungen 31 und 33 von Umfangsvorsprung 6 und Ausnehmung 7 jeweils lediglich ein toleranzbedingtes Spiel, so dass die Begrenzungen 32 und 33 der Ausnehmung 7 einerseits in Erstreckungsrichtung jeweils als Leitbahnen 34a, 34b für den Umfangsvorsprung 6 wirksam sind, und andererseits senkrecht zu ihrer Erstreckungsrichtung jeweils als Radialsicherungen 35a, 35b für den Umfangsvorsprung 6 und damit für die denselben aufweisende Tilgermasse 10.
Die Ausnehmungen 7 dienen jeweils zur Aufnahme eines Dämpfers 11 in Form eines Energiespeichers, und dienen daher als Träger 8 für diesen Dämpfer 11, der sich einerends an einer dem Lagerungsbereich 20 zugewandten Endwandung 42 der Ausnehmung 7 abstützt, und anderenends durch ein umfangsseitig freies Ende 21 des Umfangsvorsprunges 6 beaufschlagbar ist. Der Dämpfer 11 ist vorzugsweise unter Vorspannung in die Ausnehmung 7 aufgenommen, und vermag somit Auslenkbewegungen der Tilgermassen 10 in Umfangsrichtung zu dämpfen.
Die Umfangsvorsprünge 6 sind ebenso wie die Ausnehmungen 7 und die Dämpfer 11 jeweils Teil einer zwischen den Tilgermassen 10 wirksamen Kopplungsanordnung 26.
Ausgehend von 1, in welcher die Tilgermassen 10 im Betriebszustand des Tilgersystems 1, aber ohne antriebsbedingte Anregungen gezeigt ist, mithin also in der Ausgangsposition der Tilgermassen 10, befinden sich die Tilgermassen 10 im größten Radialabstand zur Zentralachse 2. Bei Umfangsauslenkungen der Tilgermassen 20 werden diese mit einer Radialkomponente in Richtung zur Zentralachse 2 verlagert. Da der den Tilgermassen 10 zur Verfügung stehende Ringbereich des Tilgermassenträgers 3 sich mit zunehmender Annäherung an die Zentralachse 2 reduziert, werden die Umfangsabstände 24 zwischen je zwei Tilgermassen 10 unter Erhöhung der Vorspannung der Dämpfer 11 reduziert. Diesbezüglich wird auf 1 in Bezug mit 3 verwiesen , wobei in 1 die Umfangsabstände 24 der Tilgermassen in Ausgangsposition gezeigt sind, in 3 dagegen die Umfangsabstände 24a bei Umfangsauslenkung der Tilgermassen 10.
Zur Vermeidung von Verkantungen zwischen den Umfangsvorsprüngen 6 und den Ausnehmungen 7, die durch Schwenkbewegungen der Tilgermassen 10 um deren jeweils einzigen Lagerungsbereich 20 bedingt sein können, ist dafür zu sorgen, dass an den Tilgermassen 10 bei Auslenkbewegungen in Umfangsrichtung nach Möglichkeit keine oder nur vernachlässigbare Schwenkbewegungen ausgelöst werden, so dass Verlagerungen der umfangsseitigen Umfangsbegrenzungen 18, 19 der Tilgermassen 10 gegenüber den Umfangsbegrenzungen 18, 19 der umfangsseitig jeweils benachbarten Tilgermassen 10 so weit als möglich vermieden werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Tilgermassen 10 bei anregungsbedingten Auslenkungen aus ihrer Ausgangsposition in Umfangsrichtung gerade soweit um ihren jeweiligen Masseschwerpunkt 28 geschwenkt werden, dass die umfangsseitigen Umfangsbegrenzungen 18, 19 ihre Ausrichtung in Bezug zur Zentralachse 2 beibehalten. Zur Erzielung einer derartigen Bewegung der Tilgermassen 10 muss eine geometrische Auslegung der Anbindung der Tilgermassen 10 an den Tilgermassenträger 3 erfolgen, wie sie in 4 schematisch dargestellt ist. Dies erfolgt beispielsweise durch entsprechende Formgebung der Führungsbahnen 12 und 16 von Tilgermassenträger 3 und Tilgermassen 10. Bei der in 4 dargestellten geometrischen Auslegung der Anbindung der Tilgermassen 10 an den Tilgermassenträger 3 ist erkennbar, dass der Masseschwerpunkt 28 der Tilgermasse 10 mit einem Radius R₁ von der Zentralachse 2 des Tilgermassenträgers 3 entfernt ist, und bei anregungsbedingten Auslenkungen aus der Ausgangsposition einen Schwingwinkel φ überstreicht. Gleichzeitig führt die Tilgermasse 10 eine Rotationsbewegung um ihren Masseschwerpunkt 28 aus, wobei der Masseschwerpunkt 28 der Tilgermasse 10 mit einem Radius R₂ um eine virtuelle Achse 29 bewegt wird. Hierbei wird ein Kippwinkel α überstrichen. Aus dem Quotienten von Kippwinkel α und Schwingwinkel φ wird ein Verhältniswert K gebildet, der im Idealfall den Wert 1 annimmt, oder zumindest im Wesentlichen den Wert 1. Zumindest im Wesentlichen kann der Verhältniswert K auch innerhalb eines Betragsbereiches zwischen 0,9 und 1,1 liegen.
Während 1 die Tilgermassen 10 jeweils in Ausgangsposition zeigt, stellt 3 diese Bauteile mit einem Auslenkungswinkel in Umfangsrichtung dar. Wie bereits erläutert, nehmen die Koppeleinrichtungen 14 in der Ausgangsposition in den Führungsbahnen 12 die Position I ein, und in den Führungsbahnen 16 die Position II. Die Tilgermassen 10 verfügen dann über den größten Radialabstand gegenüber der Zentralachse 2. Bei Einleitung von Anregungen auf die Tilgermassen 10 werden diese in Umfangsrichtung ausgelenkt, und, bedingt durch den Verlauf der Führungsbahnen 12 sowie der Führungsbahnen 16, nach radial innen gezwungen. Wenn hierbei aus dem Quotienten von Kippwinkel α (4) und Schwingwinkel φ ein Verhältniswert K gebildet wird, der im Idealfall den Wert 1 annimmt, oder zumindest im Wesentlichen den Wert 1, dann werden die Tilgermassen 10 auch bei Auslenkung in Umfangsrichtung in einer Position gehalten, in welcher die Umfangsbegrenzungen 18, 19 der Tilgermassen 10 zumindest im Wesentlichen frei sind von einer Winkeländerung gegenüber den jeweils benachbarten Umfangsbegrenzungen 18, 19 der Tilgermassen 10. Dadurch werden bei Auslenkbewegungen der Tilgermassen 10 in Umfangsrichtung keine oder nur vernachlässigbare Verlagerungen der umfangsseitigen Umfangsbegrenzungen 18, 19 der Tilgermassen 10 gegenüber den jeweils benachbarte Umfangsbegrenzungen 18, 19 der jeweiligen Tilgermasse 10 ausgelöst. Die Tilgermassen 10 nehmen bei einer Auslenkung aus der Ausgangsposition lediglich eine Lage ein, in welcher sie dichter an die Zentralachse 2 angenähert sind, als dies in der Ausgangsposition der Fall ist, und hierdurch bedingt, wie bereits erläutert, über geringere Umfangsabstände 24a zueinander verfügen, wie dies in der Ausgangsposition mit den Umfangsabständen 24 der Fall ist. Aufgrund dieser Situation sind die Dämpfer 11 bei einer Auslenkung aus der Ausgangsposition stärker vorgespannt als in der Ausgangsposition.
Die in 1 oder 3 dargestellten Dämpfer 11 fordern einerseits keinen Bauraum außerhalb der Tilgermassen 10, müssen andererseits aber kompakt ausgebildet sein, um in den Ausnehmungen 7 positioniert werden zu können. Werden für höhere eingeleitete Momente kräftigere Dämpfer 11a benötigt, können diese gemäß 5 bis 7 auch auf dem jeweiligen Umfangsvorsprung 6 aufgenommen sein, so dass dieser als Träger 8a für den Dämpfer 11a wirksam ist. Die Dämpfer 11a stützen sich dann einerends an der benachbarten Umfangsbegrenzung 18 dieser Tilgermasse 10 und anderenends an der benachbarten Umfangsbegrenzung 19 der jeweils benachbarten Tilgermasse 10 ab. Um dem im Außendurchmesser großen Dämpfer 11a hinreichend Bauraum bereitstellen zu können, ist gemäß 6 vorgesehen, die Tilgermassenträgerelemente 4a, 4b zumindest in den Bereichen der Dämpfer 11ajeweils mit Aussparungen 44 zu versehen, in welche die Dämpfer 11a eingreifen.
Auch bei dieser Ausführung ist zur Vermeidung von Verkantungen zwischen den Umfangsvorsprüngen 6 und den Ausnehmungen 7 dafür zu sorgen, dass an den Tilgermassen 10 bei Auslenkbewegungen in Umfangsrichtung nach Möglichkeit keine oder nur vernachlässigbare Schwenkbewegungen ausgelöst werden, so dass Verlagerungen der umfangsseitigen Umfangsbegrenzungen 18, 19 der Tilgermassen 10 gegenüber den Umfangsbegrenzungen 18, 19 der umfangsseitig jeweils benachbarten Tilgermassen 10 so weit als möglich vermieden werden. Auch bei dieser Ausführung nehmen die Tilgermassen 10 allerdings bei einer Auslenkung aus der Ausgangsposition eine Lage ein, in welcher sie dichter an die Zentralachse 2 angenähert sind, als dies in der Ausgangsposition der Fall ist, und verfügen hierdurch bedingt über geringere Umfangsabstände 24a' zueinander, wie dies in der Ausgangsposition mit den Umfangsabständen 24' der Fall ist. Aufgrund dieser Situation sind die Dämpfer 11 bei einer Auslenkung aus der Ausgangsposition stärker vorgespannt als in der Ausgangsposition.
Die Umfangsvorsprünge 6 sind ebenso wie die Ausnehmungen 7 und die Dämpfer 11a jeweils Teil der zwischen den Tilgermassen 10 wirksamen Kopplungsanordnung 26.
Eine weitere Ausführung ist in 8 oder 9 dargestellt. Die Umfangsvorsprünge 6a verfügen in Umfangsrichtung jeweils über Abschnitte 36 und 37, von denen der Abschnitt 36 sich an die Umfangsbegrenzung 18 der jeweiligen Tilgermasse 10 anschließt, und der Abschnitt 37 das freie Ende des jeweiligen Umfangsvorsprunges 6a bildet. Zur Anpassung an diese Umfangsvorsprünge 6a sind die Ausnehmungen 7a jeweils mit Abschnitten 38 und 39 ausgebildet, von denen der Abschnitt 38 sich, umfangsseitig ausgehend von der Umfangsbegrenzung 19 der jeweiligen Tilgermasse 10, sich tiefer in diese Tilgermasse 10 erstreckt, um dort in den Abschnitt 39 überzugehen. Der Abschnitt 38 der jeweiligen Ausnehmung 7a greift radial bis auf Spielweite an den Abschnitt 36 des entsprechenden Umfangsvorsprunges 6a, so dass eine Leitbahn 34c sowie eine Radialsicherung 35c für den Umfangsvorsprung 6a in der Ausnehmung 7a entsteht.
Der Abschnitt 39 der Ausnehmung 7a ist im Vergleich zu deren Abschnitt 38 radial aufgeweitet, und schafft somit Raum zur Aufnahme des Abschnittes 37 des Umfangsvorsprunges 6a, wobei der Abschnitt 37 des Umfangsvorsprunges 6a im Vergleich zu dessen Abschnitt 36 radial aufgeweitet ist. Durch die Abschnitte 37 und 39 von Umfangsvorsprung 6a und Ausnehmung 7a entsteht gegenüber den Abschnitten 36 und 38 von Umfangsvorsprung 6a und Ausnehmung 7a ein Hinterschnitt 40, der den jeweiligen Umfangsvorsprung 6a gegen ein Verlassen der entsprechenden Ausnehmung 7a in Umfangsrichtung sichert. Die Abschnitte 36 und 37 des jeweiligen Umfangsvorsprunges 6a gehen ebenso wie die Abschnitte 38 und 39 der jeweiligen Ausnehmung 7a in jeweils einer Stufe ineinander über.
Ebenso wie bei den zuvor behandelten Ausführungen ist auch hier zur Vermeidung von Verkantungen zwischen den Umfangsvorsprüngen 6a und den Ausnehmungen 7a dafür zu sorgen, dass an den Tilgermassen 10 bei Auslenkbewegungen in Umfangsrichtung nach Möglichkeit keine oder nur vernachlässigbare Schwenkbewegungen ausgelöst werden, so dass Verlagerungen der umfangsseitigen Umfangsbegrenzungen 18, 19 der Tilgermassen 10 gegenüber den Umfangsbegrenzungen 18, 19 der umfangsseitig jeweils benachbarten Tilgermassen 10 so weit als möglich vermieden werden. Auch bei dieser Ausführung nehmen die Tilgermassen 10 allerdings bei einer Auslenkung aus der Ausgangsposition eine Lage ein, in welcher sie dichter an die Zentralachse 2 angenähert sind, als dies in der Ausgangsposition der Fall ist, und verfügen hierdurch bedingt über geringere Umfangsabstände 24a" zueinander, wie dies in der Ausgangsposition mit den Umfangsabständen 24" der Fall ist.
Die Umfangsvorsprünge 6a sind ebenso wie die Ausnehmungen 7a jeweils Teil einer zwischen den Tilgermassen 10 wirksamen Kopplungsanordnung 26.
Bezugszeichenliste

1: Tilgersystem
2: Zentralachse
3: Tilgermassenträger
4: Tilgermassenträgerelemente
5: Abstandshalter
6: Umfangsvorsprung
7: Ausnehmung
8: Träger
9: Tilgermassenelemente
10: Tilgermassen
11: Dämpfer
12: Führungsbahnen in den Tilgermassenträgerelementen
14: Koppeleinrichtung
16: Führungsbahn der Tilgermassen
18: Umfangsbegrenzung der Tilgermassen
19: Umfangserstreckung der Tilgermassen
20: Lagerungsbereich
21: umfangsseitig freies Ende des Umfangsvorsprunges
22: umfangsseitiger Bereich des Umfangsvorsprunges
24: Umfangsabstand
26: Kopplungsanordnung
28: Masseschwerpunkt
30: radial äußere Begrenzung des Umfangsvorsprunges
31: radial innere Begrenzung des Umfangsvorsprunges
32: radial äußere Begrenzung der Ausnehmung
33: radial innere Begrenzung der Ausnehmung
34: Führungsbahn
35: Radialsicherungen
36: erster Abschnitt des Umfangsvorsprunges
37: zweiter Abschnitt des Umfangsvorsprunges
38: erster Abschnitt der Ausnehmung
39: zweiter Abschnitt der Ausnehmung
40: Hinterschnitt
42: Endwandung
44: Aussparungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2016/0273613 A1 [0002]
DE 102015204930 A1 [0003, 0004]

Claims

Tilgersystem (1) mit einem Tilgermassenträger (3), der über eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung vorgesehenen Tilgermassen (10) verfügt, und mit einer Kopplungsanordnung (26) zur Herstellung einer Wirkverbindung dieser Tilgermassen (10), die zur Bildung der Kopplungsanordnung (26) jeweils an einer ersten Umfangsbegrenzung (18) einen Umfangsvorsprung (6; 6a) aufweisen, der mit einer entsprechenden Ausnehmung (7; 7a) an einer Umfangsbegrenzung (19) der der ersten Umfangsbegrenzung (18) benachbarten Tilgermasse (10) in Eingriff steht, und an einer zweiten Umfangsbegrenzung (19) jeweils die Ausnehmung (7; 7a) aufweist, mit welcher ein Umfangsvorsprung (6; 6a) der der zweiten Umfangsbegrenzung (19) benachbarten Tilgermasse (10) in Eingriff steht, wobei der jeweilige Umfangsvorsprung (6; 6a) ebenso wie die jeweilige Ausnehmung (7; 7a) jeweils mit radial äußeren Begrenzungen (30, 32) sowie mit radial inneren Begrenzungen (31, 33) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungen (30, 31) des jeweiligen Umfangsvorsprunges (6; 6a) an der ersten Umfangsbegrenzung (18) der jeweiligen Tilgermasse (10) sich zumindest im Wesentlichen parallel zu den Begrenzungen (31, 33) der jeweiligen Ausnehmung (7; 7a) an der zweiten Umfangsbegrenzung (19) der jeweiligen Tilgermasse (10) erstrecken, und dass die Begrenzungen (31, 33) der jeweiligen Ausnehmung (7; 7a) jeweils als Leitbahn (34a, 34b, 34c) für die jeweils zugeordneten Begrenzungen (30, 32) des jeweiligen Umfangsvorsprunges (6; 6a) vorgesehen sind.
Tilgersystem (1) nach Anspruch 1 mit Tilgermassen (10), die jeweils über lediglich einen aus einer Führungsbahn (12) der Tilgermasse (10) und eine Koppeleinrichtung (14) gebildeten Lagerungsbereich (20) mit dem Tilgermassenträger (3) in Wirkverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Masseschwerpunkt (28) der Tilgermassen (10) mit einem ersten Radius (R₁) von einer Zentralachse (2) des Tilgermassenträgers (3) entfernt ist und bei Auslenkung aus einer Ausgangsposition einen Schwingwinkel (φ) überstreicht, und mit einem zweiten Radius (R₂) von einer virtuellen Achse (29) des Masseschwerpunktes (28) der Tilgermasse (10) entfernt ist und bei Auslenkung aus einer Ausgangsposition einen Kippwinkel (α) überstreicht, wobei sich aus dem Quotienten aus Kippwinkel (α) und Schwingwinkel (φ) ein Verhältniswert (K) ergibt, der zumindest im Wesentlichen dem Betrag 1 entspricht.
Tilgersystem (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verhältniswert (K) zumindest im Wesentlichen innerhalb eines Betragsbereiches zwischen 0,9 und 1,1 entstammt.
Tilgersystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Bauteile von Umfangsvorsprung (6) und Ausnehmung (7) jeweils als Träger (8; 8a) für einen Dämpfer (11; 11a) wirksam ist, während das andere der Bauteile von Umfangsvorsprung (6) und Ausnehmung (7) zur Beaufschlagung des wenigstens einen Dämpfers (11; 11a) vorgesehen ist.
Tilgersystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (7) jeweils durch Aufnahme des Dämpfers (11) als Träger (8) für denselben wirksam ist, während der Umfangsvorsprung (6) jeweils mit seinem umfangsseitig freien Ende (21) zur Beaufschlagung des wenigstens einen Dämpfers (11) dient.
Tilgersystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsvorsprung (6) in einem umfangsseitigen Bereich (23) angrenzend an die erste Umfangsbegrenzung (18) der Tilgermasse (10) als Träger (8a) zur Aufnahme des Dämpfers (11 a) vorgesehen ist, und die zweite Umfangsbegrenzung (19) der benachbarten Tilgermasse (10) zur Beaufschlagung des wenigstens einen Dämpfers (11 a) dient.
Tilgersystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (11, 11a) mit Vorspannung in Umfangsrichtung zwischen den beiden Bauteilen von Umfangsvorsprung (6) und Ausnehmung (7) vorgesehen ist.
Tilgersystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (7a) jeweils mit in Stufen verlaufenden Abschnitten (38, 39) ausgebildet sind mit einem von der zweiten Umfangsbegrenzung (19) der jeweiligen Tilgermasse (10) ausgehenden ersten Abschnitt (38), der als Leitbahn (34c) für den Umfangsvorsprung (6a) wirksam ist, und mit einem an den ersten Abschnitt (38) umfangsseitig angrenzenden zweiten Abschnitt (39), welcher zur Bildung eines Hinterschnittes (40) mit einer Radialerstreckung ausgebildet ist, welche die Radialerstreckung des ersten Abschnittes (38) übersteigt, und dass die Umfangsvorsprünge (6a) jeweils mit in Stufen verlaufenden Abschnitten (36, 37) ausgebildet sind mit einem von der ersten Umfangsbegrenzung (18) der jeweiligen Tilgermasse (10) ausgehenden ersten Abschnitt (36), der in die Leitbahn (34c) der Ausnehmung (7a) eingreift, und mit einem an den ersten Abschnitt (36) umfangsseitig angrenzenden zweiten Abschnitt (37), welcher zur Bildung des Hinterschnittes (40) der Ausnehmung (7a) mit einer Radialerstreckung versehen ist, welche die Radialerstreckung des ersten Abschnittes (36) übersteigt.