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Die Erfindung betrifft einen Innenrohrtilger mit einer Schwingungstilgerbuchse gemäß Anspruch 1.
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Es sind Innenrohrtilger bekannt, welche im Wesentlichen rotationssymmetrisch sein können und koaxial in einer Hohlwelle montierbar sind. Ein Innenrohrtilger umfasst zumindest eine Buchse, um den Innenrohrtilger in der Hohlwelle zu halten und zumindest eine Tilgermasse, welche von der Buchse gehalten wird. Die Hohlwelle kann beispielsweise eine Antriebs- oder Gelenkwelle sein. Ein Hauptanwendungsgebiet liegt im Bereich der Fahrzeugtechnik, auf welchem die Innenrohrtilger die Eigenschwingungen von Wellen oder Rohren, die beispielsweise durch einen Motor, durch Unwuchten oder auch durch Fahrbahnunebenheiten angeregt werden, minimieren. Die bekannten Innenrohrtilger dienen vermittels entsprechender konstruktiver Anpassungen entweder hauptsächlich einer Tilgung von Torsionsschwingungen oder hauptsächlich einer Tilgung von Biegeschwingungen. Die Anpassung für beide Schwingungen ist bislang sehr schwierig. Insbesondere bei Innenrohrtilgern ergibt sich bislang nämlich zumeist eine hohe Radialsteifigkeit bei gleichzeitiger niedriger Torsionssteifigkeit.
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Für die CO2-Reduktion und die Optimierung eines Treibstoffverbrauchs verwenden manche Hersteller von Fahrzeugen, wie PKW oder LKW, in der Regel hochkaskadierte Motoren mit Zylinderabschaltung, Zylinderreduzierung (Downsizing) oder betreiben die Motoren bei minimal möglichen Drehzahlen (Down Speeding). Dies erhöht jedoch das Niveau der niederfrequenten Schwingungen im Antriebsstrang, welche unerwünscht sind.
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Da der Innendurchmesser einer Hohlwelle, wie beispielsweise einer Kardanwelle, gering ist, und daher auch die trägen Elemente des Innenrohrtilgers lediglich geringe Durchmesser aufweisen können, bieten bisher bekannte Innenrohrtilger lediglich eine geringe Torsionsträgheit in Kombination mit einem relativ hohen Gewicht. Jedoch ist weder die relativ geringe Tilgungswirkung noch das hohe Gewicht wünschenswert.
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Die Innenrohrtilger sollten daher eine möglichst geringe statische Unwucht aufweisen. Dies erfordert jedoch eine maximale Radialsteifigkeit in Abhängigkeit mit der zu tilgenden Torsionsfrequenz. Die Innenrohrtilger sollten zudem ein möglichst geringes dynamisches Ungleichgewicht aufweisen. Eine niedrige Frequenz des Taumelmodus (kardanisch) kann zu störenden Reaktionsmomenten führen (dynamisches Ungleichgewicht).
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Aus der
JP S58-97 508 A ist eine Buchse bekannt, deren Elastomerkörper mittels Hülse zweigeteilt ist in einen radial inneren Zylinderabschnitt und einen radial äußeren Zylinderabschnitt.
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Die
US 5 865 429 A betrifft eine Buchse mit einem zylindrischen äußeren Elastomerkörper, wobei die Buchse eine zylindrische Zwischenhülse aufweist, welche den äußeren Elastomerkörper versteifend von einem radial inneren Elastomerkörper trennt.
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Die
DE 10 2018 114 237 A1 offenbart einen Schwingungstilger mit Tilgermasse und Schwingungstilgerbuchse, welche einen Versteifungsring aufweist, welcher zu beiden Seiten in Radialrichtung Elastikelemente angeordnet hat. Innenseitig weist der Schwingungstilger eine Anschlussstruktur auf. In der Anschlussstruktur ist die Tilgermasse formschlüssig gehalten. Druck
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Aus der
DE 31 25 830 C1 ist ein Innenrohrtilger mit Tilgermasse bekannt, welche gegenüber einem Tragrohr über zwei Schwingungstilgerbuchsen gelagert ist.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Innenrohrtilger mit einer Schwingungstilgerbuchse vorzuschlagen, welche die Probleme des Standes der Technik überwinden, insbesondere sowohl für die Tilgung von Torsionsschwingungen wie auch für die Tilgung von Biegeschwingungen angepasst oder anpassbar sind und eine möglichst geringe statische Unwucht sowie ein möglichst geringes dynamisches Ungleichgewicht aufweisen.
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Hauptmerkmale der Erfindung sind in Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6.
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Erfindungsgemäß wird ein Innenrohrtilger vorgeschlagen zur koaxialen Montage in einer Hohlwelle, welcher in seiner Längsrichtung von einer zentralen Längsachse durchgriffen ist, umfassend zumindest eine Schwingungstilgerbuchse und eine Tilgermasse.
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Die bezüglich der Schwingungstilgerbuchse und ihrer Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile und Merkmale ergeben sich in gleicher Weise auch für den Innenrohrtilger, worauf hiermit verwiesen wird. Die Tilgermasse sollte eine hohe Torsionssteifigkeit aufweisen, sie kann beispielsweise Stahl umfassen.
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Aufgrund des immer enger werdenden Bauraums, welcher beispielsweise durch mehr Bauraumbedarf von Batterien für Hybrid- und Vollelektrofahrzeuge zunehmend knapper wird, hat sich herausgestellt, dass ein erfindungsgemäßer Innenrohrtilger mit zumindest einer erfindungsgemäßen Schwingungstilgerbuchse als radial und torsional abgestimmter Tilger die Probleme bekannter Innenrohrtilger überwindet.
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Hinsichtlich statischer Unwucht ist nämlich mittels der Schwingungstilgerbuchse eine maximale Frequenzteilung zwischen radialer und torsionaler Resonanzfrequenz möglich, wobei eine möglichst große radiale Frequenz bevorzugt ist. Im Hinblick auf dynamisches Ungleichgewicht ist mittels der Schwingungstilgerbuchse eine maximale Frequenzteilung zwischen radialer und kardanischer Resonanzfrequenz ermöglicht, wobei eine möglichst große radiale Frequenz bevorzugt ist.
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Erfindungsgemäß wird eine Schwingungstilgerbuchse für den Innenrohrtilger zur Tilgung von Torsions- und Biegeschwingungen zur koaxialen Montage in einer Hohlwelle vorgeschlagen, welche von einer zentralen Längsachse durchgriffen ist, umfassend zumindest ein weitgehend zylindrisches erstes Elastikelement und ein weitgehend zylindrisches zweites Elastikelement, welche jeweils koaxial zur Längsachse und in radialer Richtung benachbart zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Elastikelementen ein Versteifungselement angeordnet ist.
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Die Buchse wie auch die Hohlwelle sind von der gleichen Längsachse durchgriffen. Unter Elastikelement soll jedes Element verstanden werden, welches auf dem technischen Gebiet der Innenrohrtilger die primäre Funktion zur Tilgung aufweist. Die Elastikelemente können beispielsweise Elastomerelemente sein. Die Hohlwelle kann eine Welle eines Fahrzeugs sein, vorzugsweise eine Fahrzeugwelle, welche in Längsrichtung des Fahrzeugs verbaut ist. Unter „Montage“ soll der Einbau des Innenrohrtilgers in die Hohlwelle verstanden werden. „Zusammenfügen“ ist der Zusammenbau des Innenrohrtilgers aus seinen einzelnen Bauteilen.
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Die Erfindung sieht somit vor, dass ein Versteifungselement vorgesehen ist, welches die beiden benachbarten Elastikelemente derart voneinander entkoppelt, dass sich die Verformung des einen Elastikelements möglichst gering auf die Verformung eines benachbarten Elastikelements auswirkt. Die Erfindung birgt den Vorteil, dass eine radiale Steifigkeit der Buchse erhöht wird, ohne aber eine axiale Steifigkeit bzw. eine Torsionssteifigkeit wesentlich zu beeinflussen. Insbesondere durch die erhöhte Radialsteifigkeit wird die Verformung der Buchse oder der Elastikelemente in radialer Richtung unter einwirkenden Kräften deutlich reduziert.
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Bei einer radialen Auslenkung eines bisher bekannten einzigen weitgehend zylindrischen Elastikelements werden die freien axialen Stirnflächen signifikanten gewölbt, um die Stauchung einerseits (führt zu Auswölbung) und die Streckung andererseits (führt zu Einwölbung) auszugleichen. Diese Verformung der axialen Stirnflächen ist umso größer, je größer die Oberfläche der axialen freien Stirnflächen ist. Torsionale Beanspruchung des Elastikelements jedoch führt nicht zu einer derartigen Wölbung. Durch das Vorsehen eines erfindungsgemäßen Versteifungselements kann die Radialsteifigkeit durch Unterdrücken der Wölbung deutlich erhöht werden (die axialen Stirnflächen je Element werden erheblich verkleinert), die Torsionssteifigkeit bleibt jedoch nahezu unverändert.
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Das Versteifungselement kann die Elastikelemente funktional voneinander trennen, wodurch mehrere Einzelkörper definiert sind, deren Verhältnis von freier axialer Stirnfläche zu anliegender Oberfläche kleiner ist als das des bisher bekannten einzigen Elastikelements. Funktional voneinander trennen bedeutet, dass vermittels eines weiteren Bauteils, wie eines Überzugs, keine nennenswerte Dehnung, Stauchung und Torsion zwischen benachbarten Elastikelementen übertragbar sein kann und/oder vermittels des Versteifungselements die Grundkörper der benachbarten Elastikelemente nicht in unmittelbarem physischem Kontakt stehen. Die Grundkörper können in axialer Richtung jeweils auf Höhe des Versteifungselements enden. Dies kann auch nicht durch einen Überzug ausgeschlossen sein, der das Versteifungselement zumindest an einem axialen Ende überzieht und mit den beiden benachbarten Elastikelementen in Verbindung steht.
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Die Schwingungstilgerbuchse kann als eine Buchse ausgebildet sein, welche sich zum Tragen einer Tilgermasse gemeinsam mit einer weiteren, vorzugsweise identischen, Schwingungstilgerbuchse eignet. In diesem Fall kann beidends der Tilgermasse je eine Schwingungstilgerbuchse angeordnet sein, um einen Innenrohrtilger zu bilden. Die Schwingungstilgerbuchse kann jedoch auch als Buchse ausgebildet sein, die alleine eine Tilgermasse trägt, um einen Innenrohrtilger zu bilden. In diesem Fall kann die Tilgermasse die Buchse zentral durchgreifen, wobei Buchse und Tilgermasse zueinander in Längsrichtung zentriert sein können.
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In radialer Richtung ist die Schwingungstilgerbuchse nach der Erfindung somit wesentlich steifer ausbildbar, da die Elastikelemente nur in geringem Maße nachgeben können und somit grö-ßere Kräfte für das Zusammendrücken der Elastikelemente benötigt werden. Mittels der erfindungsgemäßen Buchse kann ein Innenrohrtilger nunmehr derart abgestimmt werden, dass die zu tilgenden Torsionsfrequenzen und Biegefrequenzen an der Resonanzstelle des Innenrohrtilgers liegen.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf das Vorhandensein von zweien Elastikelementen, getrennt von einem Versteifungselement beschränkt. Es sind durchaus mehr Elastikelemente und mehr Versteifungselemente möglich, wobei bestenfalls zwischen zwei benachbarten Elastikelementen ein Versteifungselement vorzusehen ist.
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Das Versteifungselement kann auch während einer Montage eines Innenrohrtilger in der Hohlwelle als Anschlag für ein Montagewerkzeug dienen, da das Versteifungselement zentral im Elastischen Bereich der Buchse angeordnet werden kann und die vom Montagewerkzeug eingetragene Schubkraft bestmöglich in der Buchse verteilt.
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Zudem steigt die Lebensdauer und damit die Zuverlässigkeit der Buchse durch die geringere Verformung der axialen Stirnflächen der Elastikelemente.
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Es ist denkbar gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schwingungstilgerbuchse, dass das Versteifungselement eine zylindrische Versteifungshülse ist. Mittels dieser Form passt sie sich bestmöglich an die Form der benachbarten Elastikelemente an. Zudem kann sie so konfiguriert werden, dass sie die radiale und torsionale Steifigkeit nicht negativ beeinflusst.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schwingungstilgerbuchse kann das Versteifungselement ausschließlich von den Elastikelementen gehalten sein, vorzugsweise ist es von den Elastikelementen umgeben. Mit anderen Worten ist in radialer Richtung beidseits des Versteifungselements ein Elastikelement angeordnet. Es ist daher von anderen Lagerungen losgelöst und wirkt somit lediglich auf die benachbarten Elastikelemente ein. Dadurch kann die erfindungsgemäße Wirkung verstärkt werden.
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Es ist gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schwingungstilgerbuchse denkbar, dass sie eine äußere Lagerhülse umfasst, welche außenumfangsseitig des bezüglich der radialen Richtung äußersten Elastikelements angeordnet ist. Die Lagerhülse selbst kann weitgehend starr ausgebildet sein und kann der Anbindung der Buchse an die Hohlwelle dienen. Die äußere Lagerhülse kann zumindest abschnittsweise umfangsseitig gummiert oder elastomerumfasst sein, um beispielsweise eine maximale axiale Einpresskraft bereitzustellen, um den Innenrohrtilger über die Lebensdauer des Fahrzeugs in seiner Einbaulage zu halten. Als Einbaulage soll die Position des Innenrohrtilgers an einer vordefinierten Position innerhalb der Hohlwelle gelten. Das umfangsseitige Material kann beispielsweise hinsichtlich einer Torsionsanpassung eine Schergummierung sein, um die maximale kardanische Steifigkeit zu erreichen (Taumeln). Die äußere Lagerhülse kann zudem als radiale Ausschlagsbegrenzung für die Tilgermasse dienen und zwar dadurch, dass sie die Tilgermasse in Längsrichtung zumindest abschnittsweise überdeckt und in Einbaulage in radialer Richtung zwischen der äußeren Lagerhülse (oder ggf. dem umgebenden Material) und der Tilgermasse ein geringerer Abstand vorliegt, als zwischen der Tilgermasse und dem Innendurchmesser der Hohlwelle in radialer Richtung. Als Referenzmaß kann hier auch die Umfangsfläche der die äußere Lagerhülse umfassenden Buchse in Einbaulage dienen.
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Denkbar ist entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schwingungstilgerbuchse, dass sie eine innere Lagerhülse umfasst, welche innenumfangsseitig des bezüglich der radialen Richtung innersten Elastikelements angeordnet ist. Die innere Lagerhülse selbst kann weitgehend starr ausgebildet sein und kann der Anbindung der Buchse an eine Tilgermasse dienen.
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Die äußere und/oder innere Lagerhülse kann für den Fall hoher Vibrationsbelastungen vorteilhaft sein, da diese Belastungen zu nachteiligen Spannungen in den Elastikelementen führen kann. Sofern nämlich die Elastikelemente als Elastomere ausgebildet sind, kann durch Schrumpfung aufgrund des Abkühlens der Elastikelemente nach einem Hochtemperaturspritzguss eine große Belastung entstehen. Ein mechanisches Einwirken auf die Elastikelemente reduziert die schädigenden Spannungen und kann durch plastische Verformung zumindest einer Lagerhülse erfolgen. Es ist auch alternativ oder zusätzlich denkbar, das Versteifungselement geschlitzt auszuführen.
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Die erfindungsgemäße Schwingungstilgerbuchse kann auch derart weitergestaltet sein, dass die Elastikelemente derart ausgebildet sind, dass ein Elastikelement gegenüber dem unmittelbar benachbarten und bezüglich der radialen Richtung zentraler angeordneten Elastikelement eine kürzere Längserstreckung aufweist. Mittels diesen Aspekts ist die Biegesteifigkeit einstellbar, da das radial weiter außenliegende Elastikelement gegenüber dem benachbarter weiter innen angeordneten Elastikelement einen geringeren Hebel und größeren Umfang aufweist. Zielgröße kann die gleichgroße Steifigkeit in allen oder einer Teilmenge aller Elastikelemente sein. Die radiale Dicke der Elastikelemente kann gleich sein.
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Es ist gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schwingungstilgerbuchse auch denkbar, dass zumindest ein Elastikelement zumindest einen Längsdurchbruch aufweist. Längsdurchbrüche dienen zum Einstellen der Steifigkeit des jeweiligen Elastikelements für den Fall, dass ein Vollkörper bzw. ein Elastikelement ohne Längsdurchbrüche zu steif wäre. Vermittels der Anordnung der Längsdurchbrüche in einem Elastikelement und der Längsdurchbrüche in einem weiteren, bevorzugt benachbarten Elastikelement, kann man die Steifigkeit der Schwingungstilgerbuchse extrem steif oder extrem weich einstellen. In einer radialen Richtung, die keine oder wenige Längsdurchbrüche aufweist, hat die Schwingungstilgerbuchse ein hartes Ansprechverhalten. In einer radialen Richtung, die einen oder mehrere ggf. radial fluchtende Längsdurchbrüche aufweist, hat die Schwingungstilgerbuchse ein weiches Ansprechverhalten. Dadurch ist es möglich in einer einzigen Schwingungstilgerbuchse radiale Richtungen mit hartem und radiale Richtungen mit weichem Ansprechverhalten zu schaffen - die Steifigkeit lässt sich hier extrem spreizen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schwingungstilgerbuchse können die Längsdurchbrüche benachbarter Elastikelemente in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sein, bezogen auf die Längsachse. Für den beispielhaften Fall, dass beide Elastikelemente jeweils vier gleichmäßig beabstandete Längsdurchbrüche aufweisen, können die Längsdurchbrüche der benachbarten Elastikelemente beispielsweise um 45° zueinander versetzt angeordnet sein. Bei dieser Ausführung kann die Steifigkeit in alle radialen Richtungen gleich eingestellt werden.
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Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schwingungstilgerbuchse kann vorsehen, dass die radiale Dicke der Elastikelemente gleich ist, insbesondere annähernd gleich ist oder, dass die radiale Dicke eines Elastikelements kleiner ist als die radiale Dicke eines Elastikelements, welches unmittelbar benachbart und bezüglich der radialen Richtung zentraler angeordnet ist. Mittels der gleichen radialen Dicken kann ein gleicher Verdrehwinkel um die Längsachse zwischen benachbarten Elastikelementen eingestellt werden, was zu einer Lebensdauerverlängerung führt.
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Gemäß einer Weitergestaltung des erfindungsgemäßen Innenrohrtilgers kann beidseits der Tilgermasse je eine Schwingungstilgerbuchse angeordnet sein und/oder die Tilgermasse kann zylindrisch ausgebildet sein. Beidseits bedeutet, dass in den beiden distalen Endbereichen der Tilgermasse, die sich entlang der Längsachse gegenüberliegen, je eine Schwingungstilgerbuchse angeordnet sein kann.
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Insbesondere bezüglich des dynamischen Ungleichgewichts ist mittels der beiden Schwingungstilgerbuchsen eine maximale Frequenzteilung zwischen radialer und kardanischer Resonanzfrequenz ermöglicht. Dies kann nämlich durch eine maximal große Kardansteifigkeit erreicht werden, indem zwei mit jeweiligen Elastikelementen ausgestattete Schwingungstilgerbuchsen mit maximalem Abstand zueinander verwendet werden. Dies ergibt eine erhebliche Hebelwirkung für das kardanische Moment.
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Die derart angeordneten Schwingungstilgerbuchsen dienen zudem dem sicheren Halten der Tilgermasse in der Hohlwelle und verhindern ein Anschlagen der Tilgermasse an die Hohlwelle.
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Der erfindungsgemäße Innenrohrtilger ist auch derart weiterbildbar, dass die Tilgermasse als Vollkörpertilgermasse oder zumindest abschnittsweise als Hohlkörpertilgermasse ausgebildet sein kann. Eine Vollkörpertilgermasse erleichtert eine Montage des Innenrohrtilgers, eine Hohlkörpertilgermasse, die eine entlang der Längsachse verlaufende Zentralausnehmung aufweist, senkt das Gewicht des Innenrohrtilgers erheblich. Zudem ist dieser ausgenommene Bereich annähernd ohne Wirkung für eine torsionale Tilgung.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Innenrohrtilgers kann alternativ oder zusätzlich zu den genannten Ausgestaltungen die Tilgermasse benachbarte Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers aufweisen, wodurch eine Anschlagsschulter und eine Distanzschulter ausgebildet sein können. Die Tilgermasse kann also einen gestuften Umfang aufweisen. Die benachbarten Abschnitte können in Längsrichtung benachbart angeordnet sein. Die Schultern können jeweils eine Oberfläche aufweisen, die senkrecht zur Längsachse verläuft. An der Anschlagsschulter kann beispielsweise eine entsprechende Schwingungstilgerbuchse dauerhaft anliegen und zwar während und nach der Montage. Die Distanzschulter kann sich dadurch auszeichnen, dass zumindest nach der Montage eine Distanz in entlang der Längsachse zwischen der entsprechenden Oberfläche und der Schwingungstilgerbuchse gegeben ist.
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Über die Schultern kann eine Druckkraft während der Montage über die eindrückende Buchse in die Tilgermasse eingetragen werden. An der eingedrückten Buchse am gegenüberliegenden Ende der Tilgermasse, kann zumindest eine der Schultern dazu dienen, um die Druckkraft während der Montage in die Buchse einzutragen und die Buchse weiter zu schieben. Insbesondere die Distanzschulter an der eingedrückten Buchse kontaktiert die Buchse an einer Stoßfläche und verhindert dadurch ein stehen bleiben und ein Aufschieben der eingedrückten Buchse auf die Tilgermasse.
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Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Innenrohrtilgers kann vorsehen, dass die zumindest eine Schwingungstilgerbuchse und/oder die Tilgermasse derart ausgebildet und/oder angeordnet ist/sind, dass das Verhältnis der Gesamtlänge des Innenrohrtilgers entlang der Längsachse zum Buchsenaußenduchmessers mindestens 2,5 beträgt. Die Gesamtlänge des Innenrohrtilgers kann also mindestens zweieinhalbmal größer sein als der Außendurchmesser der zumindest einen Schwingungstilgerbuchse. Es kann bei der Nutzung eines Innenrohrtilgers mit zwei Buchsen sinnvoll sein, eine von der konkreten Einbausituation abhängige maximale Distanz zwischen den beiden Buchsen zu wählen oder aber auch bei Berücksichtigung des Gesamtgewichts eine optimale Distanz zu wählen. Dadurch lässt sich der Hebelarm und die kardanische Resonanzfrequenz maximieren und die dynamische Unwucht minimieren. Es werden somit die Torsionsvibrationen bestmöglich getilgt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Innenrohrtilgers kann alternativ oder zusätzlich zu den genannten Ausgestaltungen die zumindest eine Schwingungstilgerbuchse derart ausgebildet und/oder angeordnet sein, dass das Versteifungselement eine radialstabilisierende Funktion erfüllt für den Fall, dass die zu tilgende Torsionsfrequenz mindestens 30% geringer als die zu tilgende Biegefrequenz ist. Gerade ab diesem Verhältnis kann die Nutzung des Versteifungselements in erfindungsgemäßer Weise der Anpassung an die zu tilgenden Zielfrequenzen dienen.
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Es ist zudem gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Innenrohrtilgers denkbar, dass am Masseumfang der Tilgermasse zumindest ein Haltemittel zum Fixieren der Tilgermasse angeordnet ist, vorzugsweise zumindest ein Begrenzungsring, der an der Tilgermasse umfangsseitig anliegt. Das Haltemittel kann in einem oder beiden distalen Endbereichen der Tilgermasse angeordnet sein und/oder im Bereich des größten Durchmessers oder Umfangs der Tilgermasse angeordnet sein. Für den Fall, dass die Tilgermasse beschädigt wird und reißt, kann das Haltemittel ein Lösen der Tilgermasse von der Schwingungstilgerbuchse verhindern. Zusätzlich oder alternativ kann sie auch ein Anschlagen der Tilgermasse an die Innenwand der Hohlwelle verhindern. Das Haltemittel kann aus einem elastischen Material gebildet sein, vorzugsweise ein Elastomer sein.
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Für die Montage des Innenrohrtilgers in der Hohlwelle, die eine Welle eines Fahrzeugs sein kann, vorzugsweise eine Fahrzeuglängswelle, die in Längsrichtung des Fahrzeugs verbaut ist, kann ein Montagewerkzeug genutzt werden. Das Montagewerkzeug zur koaxialen Montage eines Innenrohrtilgers nach dem Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung in einer Hohlwelle kann umfassen: einen Grundkörper mit einer Buchsenkontaktfläche zur Kontaktierung der Schwingungstilgerbuchse sowie eine bezüglich der Buchsenkontaktfläche in Längsrichtung versetzte Massenkontaktfläche zur Kontaktierung der Tilgermasse, wobei das Montagewerkzeug derart ausgebildet ist, dass die beiden Flächen (Buchsenkontaktfläche und Massenkontaktfläche) während der Montage zeitgleich mit den entsprechenden Elementen (Schwingungstilgerbuchse und Tilgermasse) des Schwingungstilgers in Kontakt kommen können. Das Montagewerkzeug ist nämlich derart ausgestaltet, dass eine Druckkraft, die von dem Montagewerkzeug ausgeht, zeitgleich und gegebenenfalls in gleicher Größe auf die Schwingungstilgerbuchse und die Tilgermasse einwirken kann. Somit werden unnötige Spannungserzeugungen im Innenrohrtilger vermieden.
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Alternativ oder Zusätzlich zu der übrigen Offenbarung der Anmeldung, zumindest jedoch zu den vorangehenden Absätzen, kann das Montagewerkzeug derart ausgestaltet sein, dass der Grundkörper einen Basisabschnitt und einen bezüglich des Basisabschnitts hervorspringenden Vorsprungsabschnitt geringeren Durchmessers aufweist, wobei der Basisabschnitt die Buchsenkontaktfläche und der Vorsprungsabschnitt die Massenkontaktfläche umfasst.
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Alternativ oder Zusätzlich zu der übrigen Offenbarung der Anmeldung, zumindest jedoch zu den vorangehenden Absätzen, kann das Montagewerkzeug derart ausgestaltet sein, dass der Grundkörper einen Basisabschnitt und zumindest einen mit dem Basisabschnitt verbundenen und sich in Längsrichtung erstreckenden Druckstift umfasst, welcher dazu geeignet sind, um durch eine Montageausnehmung in der Schwingungstilgerbuchse hindurch zu greifen und die Tilgermasse zu kontaktieren, wobei der Basisabschnitt die Buchsenkontaktfläche umfasst und der zumindest eine Druckstift die Massenkontaktfläche umfasst.
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Alternativ oder Zusätzlich zu der übrigen Offenbarung der Anmeldung, zumindest jedoch zu den vorangehenden Absätzen, kann das Montagewerkzeug derart ausgestaltet sein, dass der zumindest eine Druckstift eine größere Längserstreckung aufweist, als die Schwingungstilgerbuchse.
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Für die Montage in der Hohlwelle, die eine Welle eines Fahrzeugs sein kann, vorzugsweise eine Fahrzeuglängswelle, die in Längsrichtung des Fahrzeugs verbaut ist, kann ein Montageverfahren genutzt werden. Das Verfahren zur koaxialen Montage eines Innenrohrtilgers nach dem Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung in einer Hohlwelle kann die folgenden Schritte umfassen:
- a. Bereitstellen einer Hohlwelle,
- b. Bereitstellen zumindest eines Innenrohrtilgers gemäß der Offenbarung,
- c. Bereitstellen eines Montagewerkzeugs gemäß der Offenbarung,
- d. Ausrichten des Montagewerkzeugs, des Innenrohrtilgers und der Hohlwelle koaxial zueinander,
- e. Aufbringen einer axialen Druckkraft vermittels des Montagewerkzeugs zeitgleich auf die ihm zugewandte Schwingungstilgerbuchse sowie die Tilgermasse,
- f. dadurch Einschieben des Innenrohrtilgers in die Hohlwelle bis zu einer vordefinierten Position innerhalb der Hohlwelle.
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Alternativ oder Zusätzlich zu der übrigen Offenbarung der Anmeldung, zumindest jedoch zu den vorangehenden Absätzen, kann das Verfahren vorsehen, dass zeitlich vor Aufbringen der Druckkraft zeitgleich auf eine dem Montagewerkzeug zugewandte Druckfläche der zugewandten Schwingungstilgerbuchse sowie die Tilgermasse die zumindest eine Massenkontaktfläche mit der Tilgermasse in Kontakt kommt, während zwischen der zugewandten Schwingungstilgerbuchse bzw. ihrer Druckfläche und der Buchsenkontaktfläche ein zweiter Längsabstand vorhanden ist, und ein Aufbringen der Druckkraft dazu führt, dass sich ein Axialabstand zwischen der Druckfläche und der Buchsenkontaktfläche verkürzt und sich in gleichem Betrag der zweite Längsabstand zwischen der zugewandten Schwingungstilgerbuchse und der Tilgermasse verlängert bis die Buchsenkontaktfläche mit der Druckfläche der zugewandten Schwingungstilgerbuchse in Kontakt kommt.
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Alternativ oder Zusätzlich zu der übrigen Offenbarung der Anmeldung, zumindest jedoch zu den vorangehenden Absätzen kann das Verfahren vorsehen:
- a. Bereitstellen zweier Schwingungstilgerbuchsen, jeweils eine an einer Endseite der Tilgermasse, und
- b. Rückziehen des Montagewerkzeugs nach Erreichen der vordefinierten Position, wodurch keine Druckkraft mehr aufgebracht wird, wodurch die Elastizität der Schwingungstilgerbuchsen dazu führt, dass die Tilgermasse mittig zwischen den Schwingungstilgerbuchsen zentriert wird.
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Denkbar, ist zudem die Verwendung eines koaxial in einer Hohlwelle montierten Innenrohrtilgers nach der Offenbarung dieser Anmeldung, zumindest jedoch nach den vorangehenden Absätzen, zur Tilgung von Torsions- und Biegeschwingungen in einer Antriebs- oder Gelenkwelle. Die Welle kann eine Längswelle sein.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Innenrohrtilgers einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine Querschnittansicht entlang der Linie II-II in 1;
- 3 ein Schrägansicht des Innenrohrtilgers nach 1;
- 4 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Innenrohrtilgers einer zweiten Ausführungsform;
- 5 eine Querschnittansicht entlang der Linie V-V in 4;
- 6 ein Schrägansicht des Innenrohrtilgers nach 4;
- 7 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Innenrohrtilgers einer dritten Ausführungsform;
- 8 eine Querschnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in 7;
- 9 ein Schrägansicht des Innenrohrtilgers nach 7;
- 10 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Innenrohrtilgers einer vierten Ausführungsform;
- 11 eine Querschnittansicht entlang der Linie XI-XI in 10;
- 12 ein Schrägansicht des Innenrohrtilgers nach 10;
- 13 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Innenrohrtilgers einer fünften Ausführungsform;
- 14 eine Querschnittansicht entlang der Linie XIV-XIV in 13;
- 15 ein Schrägansicht des Innenrohrtilgers nach 13;
- 16 eine Montageansicht eines Innenrohrtilgers mit Vollkörpertilgermasse; und
- 17 eine Montageansicht eines Innenrohrtilgers mit Hohlkörpertilgermasse.
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In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben. Die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sind sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragbar. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiterhin können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
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In den 1 bis 15 sind fünf Ausführungsbeispiele von Innenrohrtilgern 12a, 12b, 12c, 12d und 12e mit jeweils drei Figuren in einer montierten Stellung (Einbaulage) gezeigt. Die Innenrohrtilger 12a, 12b, 12c, 12d und 12e unterscheiden sich jeweils in diversen Details, welche mit Verweis auf die jeweiligen Figuren erläutert werden sollen. Die in einem Ausführungsbeispiel gezeigten Schwingungstilgerbuchsen sind identisch ausgebildet. Sofern nicht technisch ausgeschlossen, sollen einzelne Merkmale von Ausführungsformen als miteinander offenbart und kombinierbar gelten. Bereits einmal beschriebene Merkmale sollen zur Vermeidung von Wiederholungen nicht abermals beschrieben werden, obgleich sie in anderen Figuren auch dargestellt sind. In den Figuren sind zwar nur Innenrohrtilger mit zwei Buchsen gezeigt - die dort beschriebenen Merkmale sollen jedoch auch für Innenrohrtilger mit nur einer Buchse als offenbart und beanspruchbar gelten.
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1 zeigt einen Innenrohrtilger 12a gemäß einer ersten Ausführungsform, der im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Längsachse L ausgebildet ist. Radial innenliegend ist eine Tilgermasse 24a angeordnet. Die Tilgermasse 24a weist eine rotationssymmetrische und bezüglich einer Drehbewegung um die Längsachse L unwuchtfreie zylindrischen Grundform mit Stirnseiten 42 auf. Die Tilgermasse 24a kann von einer ebenfalls vorzugsweise unwuchtfreien Außenhülse mit hohlzylindrischer Grundform umgeben sein, die eine Umhüllung aus einem Elastomer aufweist.
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Der Innenrohrtilger 12a dient zur koaxialen Montage in einer Hohlwelle 14, welche in 16 exemplarisch im Rahmen einer Montageansicht dargestellt ist. Der Innenrohrtilger 12a umfasst die Tilgermasse 24a, welche als Vollkörpertilgermasse ausgebildet ist, und zwei identisch ausgebildete Schwingungstilgerbuchsen 10a. Jede Schwingungstilgerbuchse 10a ist in einem der beiden distalen Endbereich mit der Tilgermasse 24a verbunden, vorzugsweise verpresst.
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Jede der beiden Schwingungstilgerbuchsen 10a weist umfangsseitig eine Umhüllung 52 aus Elastomer auf. Die Schwingungstilgerbuchsen 10a weisen eine ausreichende Steifigkeit auf, so dass der Innenrohrtilger 12a durch eine Presspassung dauerhaft in einer Hohlwelle befestigbar ist. Die Umhüllung 52 weist umfangsseitig angeordnete Noppen 54 auf, die radial nach außen von der Außenumfangsfläche der Umhüllung 52 abragen und mittels welcher eine Fertigungstoleranz vom Innendurchmesser der Hohlwelle 14 ausgleichen werden kann. Die Noppen 54 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet und über die gesamte Außenumfangsfläche der Umhüllung 52 verteilt. Die Noppen 54 weisen einen länglichen Grundkörper auf, welcher sich parallel zur Längsachse L erstreckt. Diese Noppen 54 werden beim Einpassen in die Hohlwelle 14 zusammengedrückt. Zum Einpressen für und Kontaktieren mit einem Montagewerkzeug ist eine Druckfläche 66 bezeichnet. Dies kann die in Längsrichtung exponierteste Stelle der Schwingungstilgerbuchse 10a sein. Am der Tilgermasse 24a zugewandten Ende weist die Buchse 10a eine Stoßfläche 68 auf, mit welcher sie während der Montage gegen die Tilgermasse 24a stoßen kann, um Druckkräfte einzutragen oder um Druckkräfte aufzunehmen.
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Wie 2 zeigt, ist jede der beiden Schwingungstilgerbuchsen 10a gleichsam zentral von der Längsachse L durchgriffen und umfasst ein zylindrisches erstes Elastikelement 16a mit einem Grundkörper, der eine radiale Dicke RDa aufweist, und ein zylindrisches zweites Elastikelement 16b mit einem Grundkörper, der eine radiale Dicke RDb aufweist. Vorliegend sind RDa und RDb gleich groß. Die Elastikelemente 16a, 16b sind jeweils koaxial zur Längsachse L ausgerichtet und in radialer Richtung R benachbart zueinander angeordnet. Die Grundkörper der Elastikelemente 16a, 16b enden in axialer Richtung jeweils auf Höhe des Versteifungselements 18. Die beiden Elastikelemente 16a, 16b weisen daher unterschiedliche Durchmesser auf, wobei das jeweils äußere erstes Elastikelement 16a das innere zweite Elastikelement 16b umgreift. Zwischen den beiden Elastikelementen 16a, 16b ist ein Versteifungselement 18 in der Form einer zylindrischen Versteifungshülse derart angeordnet, dass es die benachbarten Elastikelemente 16a, 16b voneinander trennt.
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Insbesondere 3 zeigt, dass das Versteifungselement 18 ausschließlich von den Elastikelementen 16a, 16b gehalten wird und in radialer Richtung R von den Elastikelementen 16a, 16b umgeben ist. An seinen beiden axialen Seiten kann das Versteifungselement 18 mit einem Überzug 56 versehen sein, der auch die beiden Elastikelemente 16a, 16b überdecken kann, was jedoch nicht zu einer Verbindung der Elastikelemente 16a, 16b entgegen dem Erfindungssinn führt. Trotz Überzug 56 trennt nämlich das Versteifungselement 18 die Elastikelemente 16a, 16b bzw. deren Grundkörper funktional voneinander. Der Überzug 56 überträgt keine nennenswerte Dehnung, Stauchung und Torsion zwischen benachbarten Elastikelementen 16a, 16b. Ein Überzug 56 kann sich auch daraus ergeben, dass das Versteifungselement 18 in eine Form eingelegt und im Anschluss daran mit einem elastischen Material, vorzugsweise Elastomer, zur Ausbildung der Elastikelemente 16a, 16b zumindest abschnittsweise umgossen wird. Auch dann bleiben die Elastikelemente 16a, 16b funktional getrennt. Der Überzug kann auch Lagerhülsen 20a, 20b zumindest abschnittsweise überdecken.
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Die Schwingungstilgerbuchsen 10a umfassen auch eine äußere Lagerhülse 20a, welche außenumfangsseitig des äußersten Elastikelements 16a angeordnet ist, sowie eine innere Lagerhülse 20b, welche innenumfangsseitig des innersten Elastikelements 16b angeordnet ist. Die Lagerhülsen sind zylindrisch ausgebildet. Die äußere Lagerhülse 20a trägt die Umhüllung 52 mitsamt den Noppen 54 und die als Abstützung gegenüber einer Innenumfangsfläche 58 des Hohlrohrs 14.
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Jedes der beiden Elastikelemente 16a, 16b weist vier gleichmäßig beabstandete Längsdurchbrüche 22a, 22b auf, welche in radialer Richtung R miteinander fluchten, bzw. um einen Winkel von 0° bezüglich der Längsachse L gegeneinander versetzt angeordnet sind - es liegt eine extreme Steifigkeitsspreizung innerhalb der Elastikelemente 16a, 16b vor. Bezüglich der Bildebene der 2 sind nämlich die Elastikelemente 16a, 16b in horizontaler und vertikaler Richtung extrem Hart (aufgrund des vorhandenen Materials) und in einem demgegenüber um 45° verkippten Bereich extrem weich (aufgrund der fluchtenden Längsdurchbrüche 22a, 22b). Die äußeren Längsdurchbrüche 22a nehmen einen größeren Kreisabschnitt ein als die Längsdurchbrüche 22b, womit die inneren Längsdurchbrüche 22b vollständig von der äußeren Längsdurchbrüchen 22a überdeckt sind. Durch dieses Fluchten der Längsdurchbrüche 22a, 22b kann eine Gesamtsteifigkeitsspreizung über 360° (querschnittlich) realisiert werden. Die Elastikelemente 16a, 16b sind zudem derart ausgebildet, dass das erste Elastikelement 16a gegenüber dem unmittelbar benachbarten und bezüglich der radialen Richtung R zentraler angeordneten zweiten Elastikelement 16b eine kürzere Längserstreckung aufweist. Die beiden Elastikelemente 16a, 16b sind jedoch in Längsrichtung zueinander zentriert.
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Die Verbindung zwischen den Schwingungstilgerbuchsen 10a und der Tilgermasse 24a soll nun anhand von 3 beschrieben werden. Die Tilgermasse 24a weist entlang der Längsachse L benachbarte Abschnitte 26a, 26b, 26c unterschiedlichen Durchmessers auf. Zwischen den Abschnitten 26a und 26b ist dadurch eine Distanzschulter 28a ausgebildet, welche eine Distanz in Längsrichtung zu der äußeren Lagerhülse 20a aufweist. Zwischen den Abschnitten 26b und 26b ist somit eine Anschlagsschulter 28b ausgebildet, an welche die innere Lagerhülse 20b anschlägt oder an welcher sie anliegt. Eine Distanz liegt ebenfalls an zwischen der Anschlagsschulter 28b und dem Versteifungselement 18. Der Außendurchmesser des Abschnitts 26c ist zum Innendurchmesser der inneren Lagerhülse 20b derart bemessen, das zwischen diesen beiden Elementen eine dauerhafte Presspassung realisiert werden kann. Die Schwingungstilgerbuchsen 10a sind also mit der Tilgermasse 24a verpresst. Dadurch, dass an beiden distalen Enden der Tilgermasse 24a eine Schwingungstilgerbuchse 10a vorhanden ist, ist die Tilgermasse 24a in Längsrichtung L in radialer Richtung R und in Umfangsrichtung fixiert. Die äußeren Lagerhülse 20a ist tilgemasseseitig verlängert und überdeckt den Abschnitt 26c zumindest teilweise, wobei hierzwischen eine radiale Distanz vorhanden ist. Es ist denkbar, dass das Verhältnis der Gesamtlänge des Innenrohrtilgers 12a bzw. der Tilgerlänge 60 entlang der Längsachse L zum Buchsenaußenduchmessers 48 mindestens 2,5 beträgt. Die kardanische Resonanzfrequenz lässt sich beispielsweise durch zwei Schwingungstilgerbuchsen maximaler Radialsteifigkeit und maximalen axialen Abstands erhöhen.
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Von Vorteil ist, wenn die Buchse 10a und/oder die Tilgermasse 24a so ausgebildet und/oder angeordnet ist/sind, dass ein Radialraum zwischen einem Umfangsabschnitt der Tilgermasse 24a (hier: dem Abschnitt 26b) und der äußeren Lagerhülse 20a eine geringere radiale Länge hat als ein Radialraum zwischen dem Umfang 46 der Tilgermasse 24a und der Innenumfangsfläche 58 der Hohlwelle 14 (bzw. der Außenumfangsfläche der Lagerhülse 20a ggf. abzüglich der Länge, die durch die Kompression bei Montage entsteht). Dadurch dient die vorzugsweise elastomerumfasste äußere Lagerhülse 20a als radiale Ausschlagsbegrenzung für die Tilgermasse 24a. Sollte die Tilgermasse nämlich in radialer Richtung ausschlagen, so trifft sie nur auf die äußere Lagerhülse 20a und schlägt nicht an die Innenumfangsfläche 58 der Hohlwelle 14 an. Dies verhindert ungewollte Geräusche und steigert die Lebensdauer von Tilgermasse und Hohlwelle erheblich.
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Im Folgenden soll mit Bezug auf die 4 bis 6 eine zweite Ausführungsform eines Innenrohrtilgers 12b beschrieben werden, wobei im Wesentlichen lediglich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform eingegangen werden soll.
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Der Innenrohrtilger 12b ist von der Längsachse L durchgriffen und umfasst eine Tilgermasse 24b und zwei beidends der Tilgermasse 24b angeordnete Schwingungstilgerbuchsen 10b. Die Elastikelemente 16a und 16 weisen jeweils weiterhin vier Längsdurchbrüche 22a, 22b auf, jedoch sind die inneren bzw. zweiten Längsdurchbrüche 22b gegenüber den äußeren bzw. ersten Längsdurchbrüchen 22a um einen Winkel von 45° bezüglich der Längsachse L versetzt angeordnet - es liegt eine extreme Steifigkeitsgleichheit innerhalb der Elastikelemente 16a, 16b vor.
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Bezüglich der Bildebene der 5 sind nämlich die Elastikelemente 16a, 16b in horizontaler Richtung, in vertikaler Richtung und in einer dengegenüber um 45° verkippter Richtung gleich hart eingestellt (aufgrund des vorhandenen Materials und aufgrund der über den Umfang bezüglich der Längsachse verteilten Längsdurchbrüche 22a, 22b). Durch dieses radiale Versetzen der Längsdurchbrüche 22a, 22b zueinander kann eine Gesamtsteifigkeitsgleichmäßigkeit über 360° (querschnittlich) realisiert werden.
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Die Tilgermasse 24b weist entlang der Längsachse L benachbarte Abschnitte 26a, 26b, 26c unterschiedlichen Durchmessers auf, wobei der Durchmesser des Abschnitts 26a gegenüber der ersten Ausführungsform vergrößert ist. Hierbei kann die äußere Lagerhülse 20a bei der Montage mit ihrer Stoßfläche 68 auf die gleichsam vergrößerte Distanzschulter 28a aufgeschoben werden und so eine Druckkraft auch in den Umfangsbereich der Tilgermasse 24b eintragen oder von dort empfangen.
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Die äußere Lagerhülse 20a dient zudem als radiale Ausschlagsbegrenzung für die Tilgermasse 24b und zwar dadurch, dass sie die Tilgermasse 24b in Längsrichtung zumindest abschnittsweise überdeckt. Zudem liegt in radialer Richtung zwischen der äußeren Lagerhülse 20a (oder ggf. dem umgebenden Material) und der Tilgermasse 24b (hier: dem Abschnitt 26b) ein geringerer radialer Abstand vor, als zwischen der Tilgermasse 24b (hier: dem Abschnitt 26a, da er den größten Durchmesser hat) und dem Innendurchmesser der Hohlwelle 14 in radialer Richtung. Alternativ kann auch die radiale Distanz zur Umfangsfläche der Buchse 10b in Einbaulage als Referenz dienen.
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Im Folgenden soll mit Bezug auf die 7 bis 9 eine dritte Ausführungsform eines Innenrohrtilgers 12c beschrieben werden, wobei im Wesentlichen lediglich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform eingegangen werden soll.
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Der Innenrohrtilger 12c ist von der Längsachse L durchgriffen und umfasst eine Tilgermasse 24c und zwei beidends der Tilgermasse 24c angeordnete Schwingungstilgerbuchsen 10c. Am Masseumfang 46 der Tilgermasse 24c sind zum Fixieren der Tilgermasse 24c zwei Begrenzungsringe 44, angeordnet, welche umfangsseitig an der Tilgermasse 24c anliegen. Die Begrenzungsringe 44 schließen in axialer Richtung mit der Stirnseite 42 der Tilgermasse 24c ab.
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Jede Schwingungstilgerbuchse 10c umfasst nunmehr keine äußere Lagerhülse 26a. Dadurch bildet das erste Elastikelement 16a einen umfangsseitigen Außenbereich und umfasst daher auch die Noppen 54 in gleicher zuvor beschriebener Weise. Eine Presspassung mit der Hohlwelle 14 bedarf daher einer ausreichenden Reibung zwischen den Noppen 54 und der Innenumfangsfläche 58.
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9 zeigt, dass die Tilgermasse 24c als Hohlkörpertilgermasse ausgebildet ist, die eine längsdurchgehende Zentralausnehmung 50 aufweist. Dadurch, dass die Tilgermasse 24c zumindest in ihren distalen Endbereichen hohl ist, ist die Schwingungstilgerbuchse nunmehr nicht auf einen Abschnitt der Tilgermasse aufgepresst, sondern eingepresst. Hierzu weist die Schwingungstilgerbuchse 10c eine innere Lagerhülse 20b mit einem tilgermasseseitigen Verlängerungsabschnitt 20c auf, der in die Zentralausnehmung 50 eingreift, um eine Presspassung mit der Schwingungstilgerbuchse 24c herzustellen. Zwischen innerer Lagerhülse 20b und zweitem Elastikelement 16b ist ein Stützabschnitt 62 vorgesehen, welcher zylindrisch ausgeführt ist und aus dem Material des Elastikelements 16b gebildet sein kann. Der Stützabschnitt 62 schließt in axialer Richtung tilgerendseitig mit der inneren Lagerhülse 20b ab und liegt tilgermasseseitig an der Stirnfläche 42 an. Dadurch stützt sich die Schwingungstilgerbuchse 24c gegen die Tilgermasse 24c ab. Zwischen der Stirnfläche 42 einerseits und den beiden Elastikelementen 16a, 16b sowie dem Versteifungselement 18 andererseits ist eine axiale Distanz vorhanden.
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Die Schwingungstilgerbuchsen 10c weisen jeweils drei gleichmäßig beabstandete Montageausnehmungen 40 auf, welche die Schwingungstilgerbuchsen 10c in Längsrichtung durchsetzen. Diese Montageausnehmungen 40 dienen, wie bezüglich 17 noch beschrieben wird, dem Hindurchgreifen eines Montagewerkzeugs 30b und dadurch dem unmittelbaren Eintragen von einer Druckkraft F in die Tilgermasse 24c.
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Im Folgenden soll mit Bezug auf die 10 bis 12 eine vierte Ausführungsform eines Innenrohrtilgers 12d beschrieben werden, wobei im Wesentlichen lediglich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform eingegangen werden soll.
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Der Innenrohrtilger 12d ist von der Längsachse L durchgriffen und umfasst eine Tilgermasse 24d und zwei beidends der Tilgermasse 24d angeordnete Schwingungstilgerbuchsen 10d. Die Tilgermasse 24d ist als Hohlkörpertilgermasse ausgebildet und die Schwingungstilgerbuchsen 10d weist die äußere Lagerhülse 20a auf, die die Umhüllung 52 trägt, jedoch ohne Noppen 54 und somit ohne einen elastischen oder Elastomer-Pressitz innerhalb des Hohlwelle 14.
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Im Folgenden soll mit Bezug auf die 13 bis 15 eine fünfte Ausführungsform eines Innenrohrtilgers 12e beschrieben werden, wobei im Wesentlichen lediglich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform eingegangen werden soll.
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Der Innenrohrtilger 12e ist von der Längsachse L durchgriffen und umfasst eine Tilgermasse 24e und zwei beidends der Tilgermasse 24e angeordnete Schwingungstilgerbuchsen 10e.
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Jede Schwingungstilgerbuchse 10e umfasst nunmehr keine äußere Lagerhülse 26a und auch keine innere Lagerhülse 26b. Dadurch bildet das erste Elastikelement 16a einen umfangsseitigen Außenbereich und umfasst daher auch die Noppen 54 in gleicher zuvor beschriebener Weise. Da nun die Schwingungstilgerbuchsen 10e keine innere Lagerhülse 20b umfassen, weist die Tilgermasse 24e einen Verlängerungsabschnitt 64 auf. Auf diesem Verlängerungsabschnitt 64 ist die jeweilige Schwingungstilgerbuchse 10e per Presspassung angeordnet.
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In 16 ist eine Montage des Innenrohrtilgers 12a gezeigt, wobei eine solche Montage gleich oder ähnlich für jeden Innenrohrtilger 12a, 12b abläuft, der eine Tilgermasse 24a, 24b aufweist, die eine ausreichend große axiale Fläche aufweist, welche von einem Montagewerkzeug unmittelbar kontaktiert werden kann. Dies betrifft zumeist Vollkörpertilgermassen. Der Innenrohrtilger 12a umfasst bereits beschriebene Schwingungstilgerbuchsen 10a, wobei diese im Folgenden zur besseren Verständlichkeit als Schwingungstilgerbuchse 10a1 (eingedrückte Schwingungstilgerbuchse) und Schwingungstilgerbuchse 10a2 (eindrückende Schwingungstilgerbuchse) bezeichnet werden sollen.
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Für diese Montage wird ein Montagewerkzeug 30a genutzt, um den Innenrohrtilger 12a koaxial in einer Hohlwelle 14 zu montieren. Das Montagewerkzeug 30a umfasst einen zylindrischen Grundkörper 32a mit einer kreisförmigen Buchsenkontaktfläche 34a zur Kontaktierung der Schwingungstilgerbuchse 10a2, sowie eine bezüglich der Buchsenkontaktfläche 34a in Längsrichtung versetzte Massenkontaktfläche 34b zur Kontaktierung der Tilgermasse 24a. Montagewerkzeugseitig steht die Schwingungstilgerbuchse 10a2 vor und nach Montage um das Maß LA1 (erster Längsabstand) gegenüber der Stirnseite 42 der Tilgermasse 24a hinaus. An der gegenüberliegenden Seite liegt vor und nach Montage zwischen der Schwingungstilgerbuchse 10a2 im Bereich der äußeren Lagerhülse 20a bzw. der Stoßfläche 68 und der Distanzschulter 28a ein Distanzmaß LA2 (zweiter Längsabstand) an. Die Massenkontaktfläche 34b ist nun um die Summe dieser beiden Maße LA1 und LA2 gegenüber der Buchsenkontaktfläche 34a in Richtung des Innenrohrtilgers 10a2 versetzt, bezeichnet als LA3 (dritter Längsabstand), wobei gilt: LA1+LA2=LA3. Es besteht also ein unmittelbares Verhältnis zwischen den Maßen der Buchse/des Tilgers und des Werkzeugs vor Montage.
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Genauer gesagt weist der Grundkörper 32a einen Basisabschnitt 36a und einen bezüglich des Basisabschnitts 36a hervorspringenden Vorsprungsabschnitt 36b geringeren Durchmessers auf, wobei der Basisabschnitt 36a die Buchsenkontaktfläche 34a und der Vorsprungsabschnitt 36b die Massenkontaktfläche 34b umfasst.
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Das Montageverfahren für den gezeigten Innenrohrtilger 12a sieht nun vor, dass zunächst die Hohlwelle 14, der Innenrohrtilger 12a und das Montagewerkzeug 30a bereitgestellt werden. Sodann werden das Montagewerkzeug 30a, der Innenrohrtilger 12a und die Hohlwelle 14 koaxial zueinander ausgerichtet, wie 16 zeigt. Eine axiale Druckkraft F wird sodann vermittels des Montagewerkzeugs 30a aufgebracht. Dadurch kommt die Massenkontaktfläche 34b mit der Tilgermasse 24a in Kontakt, während zwischen der zugewandten (dem Montagewerkzeug zugewandt) Schwingungstilgerbuchse 10a2 bzw. ihrer Druckfläche 66 und der Buchsenkontaktfläche 34a der zweite Längsabstand LA2 vorhanden ist, und ein Aufbringen der Druckkraft F dazu führt, dass sich ein Axialabstand zwischen der Druckfläche 66 und der Buchsenkontaktfläche 34a verkürzt und sich in gleichem Betrag der zweite Längsabstand LA2 zwischen der zugewandten Schwingungstilgerbuchse 10a2 bzw. der Stoßfläche 68 und der Tilgermasse 24a bzw. der Schulter 28a verlängert bis die Buchsenkontaktfläche 34a mit der Druckfläche 66 der zugewandten Schwingungstilgerbuchse 10a2 in Kontakt kommt.
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Sodann können die zugewandte Schwingungstilgerbuchse 10a2 sowie die Tilgermasse 24a gleichsam axial verschoben werden, was dazu führt, dass sich der zweite Längsabstand LA2 an der eingedrückten Schwingungstilgerbuchse 10a1 auf null reduziert und die Tilgermasse 24a an die Stoßfläche 68 der eingedrückten Schwingungstilgerbuchse 10a1 anstößt und somit auch die Schwingungstilgerbuchse 10a1 verschiebt. Dadurch wird der Innenrohrtilger 12a in die Hohlwelle 14 bis zu einer nicht gezeigten vordefinierten Position innerhalb der Hohlwelle 14 eingeschoben.
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Nach Erreichen dieser Position wird das Montagewerkzeug 30a zurückgezogen, wodurch keine Druckkraft F mehr aufgebracht wird, wodurch die Elastizität der Schwingungstilgerbuchsen 10a1 und 10a2 dazu führt, dass die Tilgermasse 24a mittig zwischen den Schwingungstilgerbuchsen 10a1 und 10a2 zentriert wird. Gleichsam nehmen auch die ersten Längenabstände LA1 und zweiten Längenabstände LA2 wieder ihr Maß vor Montage an.
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In 17 ist eine Montage des Innenrohrtilgers 12c gezeigt, wobei eine solche Montage gleich oder ähnlich für jeden Innenrohrtilger 12c, 12d, 12e abläuft, der eine Tilgermasse 24c, 24d, 24e aufweist, die keine ausreichend große axiale Fläche aufweist, welche von einem Montagewerkzeug Stirnseitig des Tilgers direkt kontaktiert werden kann. Dies gilt zumeist für zumindest in distalen Endbereichen hole Tilgermassen. Der Innenrohrtilger 12c umfasst zwei bereits beschriebene Schwingungstilgerbuchsen 10c, wobei diese im Folgenden zur besseren Verständlichkeit als Schwingungstilgerbuchse 10c1 (eingedrückte Schwingungstilgerbuchse) und Schwingungstilgerbuchse 10c2 (eindrückende Schwingungstilgerbuchse) bezeichnet werden sollen.
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Für diese Montage wird ein Montagewerkzeug 30b genutzt, um den Innenrohrtilger 12c koaxial in einer Hohlwelle 14 zu montieren. Das Montagewerkzeug 30b umfasst einen zylindrischen Grundkörper 32b mit einer kreisförmigen Buchsenkontaktfläche 34a zur Kontaktierung der Schwingungstilgerbuchse 10c2 an einer Druckfläche 66, sowie eine bezüglich der Buchsenkontaktfläche 34a in Längsrichtung versetzte Massenkontaktfläche 34b zur Kontaktierung der Tilgermasse 24c. Montagewerkzeugseitig steht die Schwingungstilgerbuchse 10c2 vor und nach Montage um das Maß LA1 (erster Längsabstand) gegenüber der Stirnseite 42 der Tilgermasse 24a hinaus. An der dem Montagewerkzeug 30b gegenüberliegenden Seite der Schwingungstilgerbuchse 10c2 liegt zwischen der Schwingungstilgerbuchse 10c2 im Bereich der äußeren Lagerhülse 20a und der Distanzschulter 28a ein Distanzmaß LA2 (zweiter Längsabstand) an. Die Stirnseite 42 kann auch die Distanzschulter 28a ausbilden. Die Massenkontaktfläche 34b ist nun um die Summe dieser beiden Maße LA1 und LA2 gegenüber der Buchsenkontaktfläche 34a in Richtung des Innenrohrtilgers 10c2 versetzt, bezeichnet als LA3 (dritter Längsabstand), wobei gilt: LA1+LA2=LA3. Es besteht also ein unmittelbares Verhältnis zwischen den Maßen der Buchse/des Tilgers und des Werkzeugs vor Montage.
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Genauer gesagt weist der Grundkörper 32b einen Basisabschnitt 38a und zumindest einen mit dem Basisabschnitt 38a verbundenen und sich in Längsrichtung erstreckenden Druckstift 38b auf, welcher dazu geeignet sind, um durch eine entsprechende Montageausnehmung 40 in der Schwingungstilgerbuchse 10c2 hindurch zu greifen und die Tilgermasse 24c zu kontaktieren, vorzugsweise an Ihrer Stirnseite 42 zu kontaktieren. Der Basisabschnitt 38a umfasst die Buchsenkontaktfläche 34a und der zumindest eine Druckstift 38b umfasst die Massenkontaktfläche 34b. Der zumindest eine Druckstift 38b kann eine größere Längserstreckung aufweisen, als die Schwingungstilgerbuchse 10c1/10c2. Das Maß dieser größeren Längserstreckung des Druckstifts 38b weist ebenfalls das Distanzmaß LA2 (zweiter Längsabstand) auf.
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Das Montageverfahren für den gezeigten Innenrohrtilger 12c sieht nun vor, dass zunächst die Hohlwelle 14, der Innenrohrtilger 12c und das Montagewerkzeug 30b bereitgestellt werden. Sodann werden das Montagewerkzeug 30b, der Innenrohrtilger 12c und die Hohlwelle 14 koaxial zueinander ausgerichtet, wie 17 zeigt. Die Druckstifte 38b durchgreifen die Montageausnehmungen 40. Eine axiale Druckkraft F wird sodann vermittels des Montagewerkzeugs 30b aufgebracht. Dadurch kommt die Massenkontaktfläche 34b mit der Tilgermasse 24c in Kontakt, während zwischen der zugewandten (dem Montagewerkzeug zugewandt) Schwingungstilgerbuchse 10c2 bzw. ihrer Druckfläche 66 und der Buchsenkontaktfläche 34a der zweite Längsabstand LA2 vorhanden ist, und ein Aufbringen der Druckkraft F dazu führt, dass sich ein Axialabstand zwischen der Druckfläche 66 und der Buchsenkontaktfläche 34a verkürzt und sich in gleichem Betrag der zweite Längsabstand LA2 zwischen der zugewandten Schwingungstilgerbuchse 10c2 und der Tilgermasse 24c verlängert bis die Buchsenkontaktfläche 34a mit der Druckfläche 66 der zugewandten Schwingungstilgerbuchse 10c2 in Kontakt kommt.
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Sodann können die zugewandte Schwingungstilgerbuchse 10c2 sowie die Tilgermasse 24c gleichsam axial verschoben werden, was dazu führt, dass sich der zweite Längsabstand LA2 an der Schwingungstilgerbuchse 10c1 auf null reduziert und die Tilgermasse 24c an eine Stoßfläche 68 der Schwingungstilgerbuchse 10c1 anstößt und somit auch die Schwingungstilgerbuchse 10c1 verschiebt. Dadurch wird der Innenrohrtilger 12c in die Hohlwelle 14 bis zu einer nicht gezeigten vordefinierten Position innerhalb der Hohlwelle 14 eingeschoben.
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Nach Erreichen dieser Position wird das Montagewerkzeug 30b zurückgezogen, wodurch keine Druckkraft F mehr aufgebracht wird, wodurch die Elastizität der Schwingungstilgerbuchsen 10c1 und 10c2 und dazu führt, dass die Tilgermasse 24c mittig zwischen den Schwingungstilgerbuchsen 10c1 und 10c2 zentriert wird. Gleichsam nehmen auch die zweiten Längenabstände LA2 wieder ihr Maß vor Montage an.
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Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
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Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10a
- Schwingungstilgerbuchse
- 10b
- Schwingungstilgerbuchse
- 10c
- Schwingungstilgerbuchse
- 10d
- Schwingungstilgerbuchse
- 10e
- Schwingungstilgerbuchse
- 12a
- Innenrohrtilger
- 12b
- Innenrohrtilger
- 12c
- Innenrohrtilger
- 12d
- Innenrohrtilger
- 12e
- Innenrohrtilger
- 14
- Hohlwelle
- 16a
- erstes Elastikelement
- 16b
- zweites Elastikelement
- 18
- Versteifungselement
- 20a
- äußere Lagerhülse
- 20b
- innere Lagerhülse
- 20c
- Verlängerungsabschnitt
- 22a
- Längsdurchbruch
- 22b
- Längsdurchbruch
- 24a
- Tilgermasse
- 24b
- Tilgermasse
- 24c
- Tilgermasse
- 24d
- Tilgermasse
- 24e
- Tilgermasse
- 26a
- Tilgermassenabschnitt
- 26b
- Tilgermassenabschnitt
- 26c
- Tilgermassenabschnitt
- 28a
- Distanzschulter
- 28b
- Abschlagsschulter
- 30a
- Montagewerkzeug
- 30b
- Montagewerkzeug
- 32
- Grundkörper
- 34a
- Buchsenkontaktfläche
- 34b
- Massenkontaktfläche
- 36a
- Basisabschnitt
- 36b
- Vorsprungsabschnitt
- 38a
- Basisabschnitt
- 38b
- Druckstift
- 40
- Montageausnehmung
- 42
- Stirnseite
- 44
- Begrenzungsring
- 46
- Masseumfang
- 48
- Buchsenaußenduchmesser
- 50
- Zentralausnehmung
- 52
- Umhüllung
- 54
- Noppe
- 56
- Überzug
- 58
- Innenumfangsfläche
- 60
- Tilgerlänge
- 62
- Stützabschnitt
- 64
- Verlängerungsabschnitt
- 66
- Druckfläche
- 68
- Stoßfläche
- F
- Druckkraft
- L
- Längsachse
- LA1
- erster Längsabstand
- LA2
- zweiter Längsabstand
- LA3
- dritter Längsabstand
- R
- radiale Richtung
- RDa
- radiale Dicke
- RDb
- radiale Dicke
