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Die Erfindung betrifft ein Tilgersystem mit einer Zentralachse und mit einem Tilgermassenträger, der zur Aufnahme zumindest einer relativ zum Tilgermassenträger auslenkbaren Tilgermasse dient, die axial beidseits des Tilgermassenträgers vorgesehene Tilgermassenelemente aufweist, die axial zwischen sich wenigstens eine Zwischenmasse aufnehmen, die in eine am Tilgermassenträger vorgesehene Ausnehmung eingreift, wobei der zumindest einen Tilgermasse innerhalb des axialen Erstreckungsbereiches der Zwischenmasse wenigstens ein Anschlag zur Begrenzung der Auslenkweite der zumindest einen Tilgermasse gegenüber dem Tilgermassenträger zugeordnet ist.
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Ein derartiges Tilgersystem ist durch die
DE 10 2010 054 296 A1 bekannt. Die jeweilige Zwischenmasse der Tilgermassen ist mit Aussparungen versehen, in welche jeweils ein Anschlagelement des Anschlages eingreift. Die Aussparungen sorgen zusammen mit Stiften, die als Niete ausgebildet sein können, für eine Befestigung des jeweiligen Anschlagelementes an der Zwischenmasse. Diese Anschläge dienen für eine Begrenzung von Auslenkungen der Tilgermassen sowohl in Radialrichtung als auch in Umfangsrichtung relativ zum Tilgermassenträger. Darüber hinaus ist der Tilgermassenträger mit Axialanschlägen versehen, welche einen Reibkontakt der Tilgermassen mit dem Tilgermassenträger verhindern sollen.
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Während die Tilgermassen Aussparungen für die Anschlagelemente aufweisen, ist der Tilgermassenträger mit Aussparungen für die Axialanschläge versehen. Durch diese Aussparungen erfahren die entsprechenden Bauteile - also der Tilgermassenträgers sowie die Tilgermassen - bei erhöhtem Fertigungsaufwand eine Schwächung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tilgersystem mit Anschlägen zu versehen, ohne hierdurch den Fertigungsaufwand zu erhöhen, und eine Schwächung des entsprechenden Bauteils auszulösen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Tilgersystem vorgesehen mit einer Zentralachse und mit einem Tilgermassenträger, der zur Aufnahme zumindest einer relativ zum Tilgermassenträger auslenkbaren Tilgermasse dient, die axial beidseits des Tilgermassenträgers vorgesehene Tilgermassenelemente aufweist, die axial zwischen sich wenigstens eine Zwischenmasse aufnehmen, die in eine am Tilgermassenträger vorgesehene Aussparung eingreift, wobei der zumindest einen Tilgermasse innerhalb des axialen Erstreckungsbereiches der Zwischenmasse wenigstens ein Anschlag zur Begrenzung der Auslenkweite der zumindest einen Tilgermasse gegenüber dem Tilgermassenträger zugeordnet ist.
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Von besonderer Bedeutung ist, dass der Anschlag über eine Befestigungseinrichtung mit den Tilgermassenelementen in Wirkverbindung steht. Durch Anbindung des Anschlages über die Befestigungseinrichtung mit den Tilgermassenelementen ist es nicht erforderlich, die Zwischenmasse mit wenigstens einer für die Aufnahme des Anschlages vorgesehenen Ausnehmungen zu versehen. Stattdessen genügen in den Tilgermassenelementen einfache Axialaufnahmen für Axialvorsprünge der Befestigungseinrichtung, wobei diese Axialvorsprünge vorzugsweise an einem Anschlagkörper des Anschlages vorgesehen sind, und, ausgehend von der jeweiligen axialen Seitenfläche dieses Anschlagkörpers, in Erstreckungsrichtung der Zentralachse verlaufen. Die Axialvorsprünge sind zur Wahrnehmung dieser Funktion zumindest im Wesentlichen zapfenartig ausgebildet, und verjüngen sich an ihren den Tilgermassenelementen zugewandten freien Enden. Mit besonderem Vorzug sind die Axialvorsprünge einstückig mit dem Anschlagkörper ausgebildet, und können somit aus dem gleichen Material bestehen wie der Anschlagkörper, und daher bei Fertigung des Anschlagkörpers mit erzeugt werden. Idealerweise bestehen Anschlagkörper und Axialvorsprünge aus einem nichtmetallischen Material, vorzugsweise aus einem Elastomer. Alternativ können die Axialvorsprünge aber auch mittels Festverbindung an dem Anschlagkörper aufgenommen sein, und dann auch aus einem anderen Material bestehen wie der Anschlagkörper. Bei einer solchen Ausführung können beispielsweise Axialvorsprünge aus einem festeren Material, wie beispielsweise Metall, mit einem Anschlagkörper aus einem nachgiebigen Material, wie beispielsweise einem Elastomer, kombiniert werden.
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Zur Gewährleistung einer weiteren Funktion ist zumindest eine der axialen Seitenflächen des Anschlagkörpers mit wenigstens einem Axialanschlag für das jeweils benachbarte Tilgermassenelement versehen. Mit besonderem Vorzug ist wenigstens eine Axialanschlag für das jeweils benachbarte Tilgermassenelement axial verformbar ausgebildet, und ist idealerweise zumindest im Wesentlichen warzenartig ausgebildet. Bei einer derartigen Ausgestaltung verjüngt sich der jeweilige Axialanschlag an seinem den Tilgermassenelementen zugewandten freien Ende.
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Bei Ausbildung des Axialanschlages aus einem nachgiebigen Material, wie beispielsweise aus einem Elastomer, kann der Axialanschlag bereits unter Einwirkung einer geringen Axialkraft eine Stauchung in Richtung der Zentralachse erfahren. Aufgrund dieser Eigenschaft kann der Axialanschlag mit Zwischenmassen unterschiedlicher axialer Dimensionierung Verwendung finden. Ist diese Zwischenmasse in Achsrichtung zumindest geringfügig größer dimensioniert als der Anschlagkörper inklusive des Axialanschlages, dann wird der Anschlag ohne Einwirkung einer Axialkraft zwischen den beiden Tilgermassenelementen aufgenommen. Ist die Zwischenmasse in Achsrichtung dagegen zumindest geringfügig kleiner dimensioniert als der Anschlagkörper inklusive des Axialanschlages, dann wird der Anschlag unter Verformung des Axialanschlages in Achsrichtung unter Einwirkung einer Axialkraft zwischen den beiden Tilgermassenelementen gehalten. Aufgrund dieser Eigenschaft des Ausgleichs axialer Dimensionierungsunterschiede kann der Axialanschlag in unterschiedlichen Tilgermassen eingesetzt und somit in vergleichbar großen Stückzahlen hergestellt werden.
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Mit Vorzug ist der wenigstens eine Axialanschlag mit Umfangs- und/oder Radialversatz gegenüber dem jeweiligen Axialvorsprung ausgebildet.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
- 1 eine Draufsicht auf ein Tilgersystem mit einem Tilgermassenträger und mit Tilgermassen, die eine Position einnehmen, die bei einer die Schwerkraft übersteigenden Fliehkraft, aber ohne eingeleitete Torsionsschwingung, erreicht ist, mit einer Tilgermasse in Schnittdarstellung;
- 2 eine Darstellung des Tilgersystems gemäß dem Schnitt A - A in 1;
- 3 eine Herauszeichnung des in 1 mit X bezeichneten Ausschnittes eines Tilgermassenteils einer Tilgermasse, eine Führungsbahn dieses Tilgermassenteils sowie, in Strichlinierung, die entsprechende Führungsbahn des Tilgermassenträgers und eine diese Führungsbahnen in Wirkverbindung bringende Koppelvorrichtung;
- 4 eine Herauszeichnung des in 1 mit Y bezeichneten Ausschnittes des Tilgermassenträgers, darstellend eine Führungsbahn des Tilgermassenträgers sowie, in Strichlinierung, die entsprechende Führungsbahn eines Tilgermassenteils einer Tilgermasse, und eine diese Führungsbahnen in Wirkverbindung bringende Koppelvorrichtung;
- 5 eine Herauszeichnung des in 2 mit Z bezeichneten Ausschnittes des Tilgersystems;
- 6 eine Herauszeichnung eines in 1 gezeigten Anschlagelementes, und;
- 7 einen Schnitt durch eine Tilgermasse gemäß dem Schnitt B - B in 1.
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In 1 und 2 ist ein Tilgersystem 1 mit einem Tilgermassenträger 2 dargestellt, der axial beidseits zur Aufnahme von Tilgermassenelementen 3a, 3b vorgesehen ist. Die beiden Tilgermassenelemente 3a, 3b stehen in Erstreckungsrichtung einer Zentralachse 4 des Tilgersystems 1 über eine Zwischenmasse 5 in Wirkverbindung miteinander, und sind gemeinsam mit dieser Zwischenmasse 5 mittels Befestigungselementen 6 zur Bildung je einer Tilgermasse 7 untereinander verbunden, die im Axialbereich der Zwischenmasse 5 in eine Ausnehmung 20 des Tilgermassenträgers 2 eintaucht. Die Tilgermassenelemente 3a, 3b und damit die Tilgermassen 7 verfügen über einen Massenschwerpunkt ms mit einem Schwerpunktradius r und weisen zumindest angenähert eine bogenförmige Gestalt auf, mit umfangsseitigen Enden 8 und einem umfangsseitigen Mittenbereich 9. Die umfangsseitigen Enden 8 sind mit ersten Führungsbahnen 10 ausgebildet, von denen jede zur Aufnahme je einer zumindest im Wesentlichen walzenförmigen Koppelvorrichtung 11 dient. Diese Koppelvorrichtungen 11 greifen jeweils in zweite Führungsbahnen 12 ein, die im Tilgermassenträger 2 vorgesehen sind. Bei von einem nicht gezeigten Antrieb, wie einer Brennkraftmaschine, erzeugten Anregungen einer bestimmten Ordnung, beispielsweise der 2. Ordnung bei einem Vierzylinderantrieb, werden die Tilgermassen 7 in Umfangsrichtung aus der in 1 gezeigten Ruheposition in Umfangsrichtung in den Führungsbahnen 10 und 12 ausgelenkt, und reduzieren hierdurch die Stärke der Anregungen.
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Die erste Führungsbahn 10 in einer der Tilgermassen 7 ist in 3 vergrößert dargestellt, und verfügt über eine Krümmung, bei welcher ein Mittenbereich 13 stärker an die Zentralachse 4 angenähert ist als zwei Endbereiche 14, die sich umfangsseitig beidseits an den Mittenbereich 13 anschließen (vgl. 1). Die Tilgermassen 7 werden bei Drehung des Tilgersystems 1 um die Zentralachse 4 unter der Wirkung der Fliehkraft F radial nach außen gedrückt, und durch die Koppelvorrichtungen 11 ohne eingeleitete Anregungen in dieser Position, welche die Ruhelage bildet, gehalten. Die jeweilige Koppelvorrichtung 11 verfügt über eine Mittenachse 21. Die mit der Koppelvorrichtung 11 ebenfalls zusammenwirkende zweite Führungsbahn 12 ist in 3 lediglich teilweise in strichlinierter Darstellung erkennbar.
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Die zweite Führungsbahn 12 im Tilgermassenträger 2 ist in 4 vergrößert dargestellt, und verfügt über eine Krümmung, die derjenigen der strichliniert eigezeichneten ersten Führungsbahnen 10 entgegengesetzt ist, so dass ein Mittenbereich 15 weiter von der Zentralachse 4 entfernt ist als zwei Endbereiche 16, die sich umfangsseitig beidseits an den Mittenbereich 15 anschließen (vgl. 1). Die Koppelvorrichtungen 11 stützen sich bei Drehung des Tilgersystems 1 um die Zentralachse 4 unter der Wirkung der Fliehkraft F radial nach außen am Mittenbereich 15 der Führungbahn 12 ab, und werden dadurch ohne eingeleitete Anregungen in dieser Position, die die Ruhelage bildet, gehalten.
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Radial außen ist der Tilgermassenträger 2 mit umfangsseitigem Versatz von 180 Grad zueinander mit Ansteuerelementen 19 versehen, die mit einer nicht gezeigten Energiespeichereinrichtung eines Torsionsschwingungsdämpfers in Wirkverbindung stehen, und über welche die Anregungen eingeleitet werden.
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Wie 5 am deutlichsten erkennen lässt, verfügt die jeweilige Koppelvorrichtung 11, jeweils ausgehend von ihrer Mittenachse 21, über Enden 22 mit einem ersten Radius R1 zum Umfangsbereich 23 entlang jeweils eines axialen Erstreckungsabschnittes 30 dieser Enden 22, und über einen axial zwischen den Enden 22 vorgesehenen Mittenabschnitt 24 mit einem zweiten Radius R2 zum Umfangsbereich 25 entlang eines axialen Erstreckungsabschnittes 31 dieses Mittenabschnittes 24. Der Mittenabschnitt 24 mit dem Radius R2 ist zum Eingriff in die entsprechende Führungsbahn 12 des Tilgermassenträgers 2 bestimmt, die Enden 22 mit dem Radius R1 dagegen zum Eingriff in die entsprechenden Führungsbahnen 10 der entsprechenden Tilgermasse 7. Die Radien R1 und R2 sind hierbei unterschiedlich bemessen, wobei hier der Radius R1 deutlich kleiner ausgelegt ist als der Radius R2. Entsprechend unterscheiden sich auch, wie die 3 und 4 zeigen, die Führungsbahnen 10 und 12 bezüglich ihrer Bemessung deutlich voneinander, wobei die zur Aufnahme der Enden 22 der jeweiligen Koppelvorrichtung 11 bestimmten Führungsbahnen 10 kleiner sind als die zur Aufnahme des Mittenabschnittes 24 der Koppelvorrichtung 11 dienenden zweiten Führungsbahnen 12.
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Wie aus 1 erkennbar, ist jeder Tilgermasse 7 jeweils ein Anschlag 27 zugeordnet, der über zwei Anschlagelemente 28a, 28b verfügt, die mit Versatz in Umfangsrichtung an der Tilgermasse 7 aufgenommen sind. Diese Anschlagelemente 28a, 28b sollen die Bewegung der Tilgermassen 7 relativ zum Tilgermassenträger 2 begrenzen, wenn die Tilgermassen 7 aufgrund starker eingeleiteter Anregungen eine extreme Auslenkung erfahren. Hierzu wirken die Anschlagelemente 28a, 28b mit Begrenzungen 29a, 29b am Tilgermassenträger 2 zusammen. Beispielsweise können solche Begrenzungen 29a, 29b durch die umfangsseitigen Enden der Ausnehmungen 20 im Tilgermassenträger 2 gebildet werden.
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6 zeigt Anschlagelement 28a in räumlicher Darstellung, 7 dagegen in Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie B - B in 1. Das Anschlagelement 28a weist einen Anschlagkörper 32 auf, der beidseits über axiale Seitenflächen 33a, 33b verfügt. Radial unmittelbar benachbart zu einer Anlagefläche 34, die an der Zwischenmasse 5 radial in Anlage kommen kann, und axial angrenzend an die Seitenflächen 33a, 33b des Anschlagkörpers 32 sind zapfenartige Axialvorsprünge 35a, 35b vorgesehen, die an ihren freien Enden mit einer Verjüngung 36a, 36b versehen sind, vorzugsweise mit Ausbildung als Konus. Diese Axialvorsprünge 35a, 35b greifen, wie 7 zeigt, in Axialaufnahmen 37a, 37b der Tilgermassenelemente 3a, 3b ein, und sind dadurch in den Tilgermassenelementen 3a, 3b fixiert. Durch die Verjüngung 36a, 36b wird die fertigungsbedingte Einbringung der Axialvorsprünge 35a, 35b in die jeweils zugeordnete Axialaufnahme 37a, 37b erleichtert. Durch die Axialvorsprünge 35a, 35b wird also eine Befestigungseinrichtung 41 für die Anschlagelemente 28a, 28b des Anschlages 27 gebildet.
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Die Axialvorsprünge 35a, 35b können einstückig mit den Anschlagkörpern 32 ausgebildet sein, und demnach bevorzugt aus dem gleichen Material bestehen wie die Anschlagkörper 32, idealerweise hierbei aus elastomerem Material. Ebenso können die Axialvorsprünge 35a, 35b aber auch mittels Festverbindung an den Anschlagkörpern 32 aufgenommen sein, und können dann aus einem anderen Material bestehen wie die Anschlagkörper 32. So können die Anschlagkörper 32 beispielsweise aus elastomerem Material bestehen, die Axialvorsprünge 35a, 35b dagegen aus einem festeren Material, wie beispielsweise Metall.
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Mit Versatz gegenüber den Axialvorsprüngen 35a, 35b sind an den axialen Seitenflächen 33a, 33b der Anschlagkörper 32 Axialanschläge 38a, 38b vorgesehen, die zumindest im Wesentlichen warzenartig ausgebildet und axial verformbar sind. An ihren freien axialen Enden weisen die Axialanschläge 38a, 38b eine Verjüngung 39a, 39b auf. Diese Verjüngungen 39a, 39b wirken, wie 7 zeigt, mit den jeweils zugeordneten Innenseiten 40a, 40b der jeweils benachbarten Tilgermassenelemente 3a, 3b axial zusammen. Ist die Zwischenmasse 5, wie in 7 dargestellt, axial breit dimensioniert, verbleibt zwischen den Axialanschlägen 38a, 38b und den jeweils zugeordneten Innenseiten 40a, 40b der jeweils benachbarten Tilgermassenelementen 3a, 3b entweder ein Spalt, oder aber die Axialanschlägen 38a, 38b kommen zumindest im Wesentlichen axialkraftfrei an den jeweils zugeordneten Innenseiten 40a, 40b der entsprechenden Tilgermassenelemente 3a, 3b in Anlage. Bei einer schmäler dimensionierten Zwischenmasse 5 wird es dagegen unter der Wirkung einer Axialkraft zu einer Stauchung der Axialanschläge 38a, 38b insbesondere in deren Bereichen der Verjüngungen 39a, 39b kommen, so dass die Anschlagkörper 32 unter einer leichten Vorspannung zwischen den Tilgermassenelementen 3a, 3b gehalten sind. Um diese Stauchung besonders gut zu bewältigen, sind insbesondere die Bereiche der Verjüngungen 39a, 39b axial verformbar ausgebildet. Mit Vorzug sind die Axialanschläge 38a, 38b an den axialen Seitenflächen 33a, 33b der Anschlagkörper 32 angeformt, und bestehen somit aus dem gleichen Material wie die Axialanschläge 38a, 38b, vorzugsweise hierbei aus elastomerem Material.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tilgersystem
- 2
- Tilgermassenträger
- 3
- Tilgermassenelemente
- 4
- Zentralachse des Tilgersystems
- 5
- Zwischenmasse
- 6
- Befestigungselementen
- 7
- Tilgermasse
- 8
- umfangsseitige Enden der Tilgermasse
- 9
- umfangsseitiger Mittenbereich der Tilgermasse
- 10
- erste Führungsbahnen in der Tilgermasse
- 11
- Koppelvorrichtung
- 12
- zweite Führungsbahnen im Tilgermassenträger
- 13
- Mittenbereich der ersten Führungsbahnen
- 14
- Endbereiche der ersten Führungsbahnen
- 15
- Mittenbereich der zweiten Führungsbahnen
- 16
- Endbereiche der zweiten Führungsbahnen
- 17
- Befestigungselemente
- 18
- Nabe
- 19
- Ansteuerelemente
- 20
- Ausnehmung
- 21
- Mittenachse
- 22
- Enden der Koppelvorrichtung
- 23
- Umfangsbereich der Enden
- 24
- Mittenabschnitt der Koppelvorrichtung
- 25
- Umfangsbereich des Mittenabschnittes
- 26
- Radialflanke
- 27
- Anschlag
- 28
- Anschlagelemente
- 29
- Begrenzungen
- 30
- erster Erstreckungsabschnitt der Koppelvorrichtung
- 31
- zweiter Erstreckungsabschnitt der Koppelvorrichtung
- 32
- Anschlagkörper
- 33
- Seitenflächen
- 34
- Anlagefläche
- 35
- Axialvorsprünge
- 36
- Verjüngung
- 37
- Axialaufnahmen
- 38
- Axialanschläge
- 39
- Verjüngungen
- 40
- Innenseiten der Tilgermassenelemente
- 41
- Befestigungseinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010054296 A1 [0002]
