-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Festlegung einer Tilgermasse für ein Tilgersystem, das mit einem zur relativ bewegbaren Aufnahme von Tilgermassen vorgesehenen Tilgermassenträger versehen ist, wobei das Tilgersystem über ein Raumvolumen zur Aufnahme der Tilgermassen verfügt, die ebenso wie der Tilgermassenträger mit Führungsbahnen für jeweils eine Koppelvorrichtung versehen sind, und einen radialen Außenbereich und/oder einen radialen Innenbereich aufweisen, durch welche unabhängig von ihrer jeweiligen Relativauslenkung gegenüber dem Tilgermassenträger eine Kollision mit dem Raumvolumen wirksam vermieden wird.
-
Ein derartiges Verfahren ist der
DE 10 2017 112 698 A1 zu entnehmen. Demnach soll für ein Tilgersystem ein ringförmiges Raumvolumen definiert werden, in welchem die Tilgermassen bewegt werden können, die an einer als Tilgermassenträger wirksamen Nabenscheibe aufgenommen sind, indem walzenförmige Koppelelemente in Führungsbahnen von Tilgermassenträger und Tilgermassen eingreifen. Zur Begrenzung der Bewegungen der Tilgermassen auf das vorhandene ringförmige Raumvolumen soll unter anderem die Form der Tilgermassen bestimmt werden. Konkrete Ausgestaltungen zur Bestimmung der Form der Tilgermassen sind allerdings nicht angegeben.
-
Auch die
DE 10 2009 035 909 A1 behandelt ein Verfahren für ein Tilgersystem, um die Bewegungen von Tilgermassen, die an einem Tilgermassenträger relativ bewegbar aufgenommen sind, auf ein vorgegebenes ringförmiges Raumvolumen zu begrenzen. Bei diesem Tilgersystem wird allerdings versucht, die Tilgermassen bei Auslenkung aus einer Ruheposition gerade soweit um ihren jeweiligen Schwerpunkt zu verschwenken, dass die umfangsseitigen Enden der Tilgermassen über das ringförmige Raumvolumen nicht hinausbewegt werden. Eine derartige Auslegung eines Tilgersystems ist sehr aufwändig.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung der Form von Tilgermassen zu schaffen, durch welches bei geringem Aufwand die Tilgermassen derart ausgebildet sind, dass eine Kollision derselben mit dem Raumvolumen ungeachtet der jeweiligen Relativauslenkung der Tilgermasse gegenüber dem Tilgermassenträger sicher vermeidbar ist.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Festlegung einer Tilgermasse für ein Tilgersystem vorgesehen, das mit einem zur relativ bewegbaren Aufnahme von Tilgermassen vorgesehenen Tilgermassenträger versehen ist, wobei das Tilgersystem über ein Raumvolumen zur Aufnahme der Tilgermassen verfügt, die ebenso wie der Tilgermassenträger mit Führungsbahnen für jeweils eine Koppelvorrichtung versehen sind, und einen radialen Außenbereich und/oder einen radialen Innenbereich aufweisen, durch welche unabhängig von ihrer jeweiligen Relativauslenkung gegenüber dem Tilgermassenträger eine Kollision mit einem radial äußeren Volumenbereich und /oder mit einem radial inneren Volumenbereich des Raumvolumens wirksam vermieden wird.
-
Von besonderer Bedeutung hierbei ist, dass eine mittels Winkelschritten vorbestimmbarer Größe vorgenommene Überprüfung der möglichen Positionen der jeweiligen Tilgermasse bezüglich einer Kollision mit dem radial äußeren Volumenbereich und /oder mit dem radial inneren Volumenbereich des Raumvolumens innerhalb des Auslenkungsbereichs der jeweiligen Tilgermasse relativ zum Tilgermassenträger erfolgt, wobei jeder Winkelschritt zur Ermittlung zumindest eines zugeordneten Kurvenpunktes führt, der ebenso wie zumindest ein weiterer ermittelter Kurvenpunkt den Aufbau wenigstens eines Umhüllungsverlaufes gewährleistet, mit welchem radiale Endkonturen für den radialen Außenbereich und /oder den radialen Innenbereich der Tilgermasse festlegbar sind.
-
Durch einen radial äußeren Umhüllungsverlauf können hierbei radial äußere Endkonturen der Tilgermasse zur Vermeidung einer Kollision mit einem radial äußeren Volumenbereich des Raumvolumens und/oder durch einen radial inneren Umhüllungsverlauf radial innere Endkonturen der Tilgermasse zur Vermeidung einer Kollision mit dem radial inneren Volumenbereich des Raumvolumens vorgegeben werden, wobei der zumindest eine Umhüllungsverlauf für die Festlegung der zumindest einen radialen Endkontur vorgesehen ist.
-
Ziel dieses Verfahrens ist, die Tilgermasse einerseits so auszubilden, dass eine Kollision derselben mit dem Raumvolumen ungeachtet der jeweiligen Relativauslenkung der Tilgermasse gegenüber dem Tilgermassenträger sicher vermieden werden kann. Dies bildet eine Grundlage dafür, die Tilgermasse insbesondere in deren radialem Außenbereich mit maximaler Massekonzentration auszubilden, und hierdurch den Masseschwerpunkt nach radial außen zu verlagern. Weiterhin wird bei einer derartigen Ausgestaltung der Tilgermasse die Möglichkeit eröffnet, für diese Tilgermasse einen maximierten Schwingwinkel zuzulassen. Zusammen erhöhen die vorgenannten Anwendungen die Leistungsfähigkeit des Tilgersystems.
-
Die zur Festlegung der Kurvenpunkte und damit des radial äußeren und/oder des radial inneren Umhüllungsverlaufes erforderlichen Winkelschritte, die zur Überprüfung der möglichen Positionen der jeweiligen Tilgermasse bezüglich einer Kollision mit dem Raumvolumen innerhalb des Auslenkungsbereichs der jeweiligen Tilgermasse relativ zum Tilgermassenträger dienen, sind vorzugsweise gleich oder kleiner als der Wert 5°, können aber auch zumindest im Wesentlichen den Wert 0,5° annehmen. Je feiner hierbei die Winkelschritte ausgelegt werden, umso kontinuierlicher und besser kann der jeweilige Umhüllungsverlauf optimiert werden, allerdings mit gegenüber grö-ßeren Winkelschritten höherem Untersuchungsaufwand. Die mittels der Winkelschritte erzeugten Kurvenpunkte werden zur Erzeugung des Umhüllungsverlaufes für die radial äußere Endkontur und/oder für die radial innere Endkontur der Tilgermasse mittels eines CAD-Verfahrens verarbeitet.
-
Die Genauigkeit der Iteration, mit der die Geometrie des Umhüllungsverlaufes für die radial äußere Endkontur und/oder für die radial innere Endkontur der Tilgermasse erstellt wird, ist zwar frei einstellbar, jedoch hat sich eine Iteration, bei welcher sich sowohl hinreichende Genauigkeit als auch begrenzter Aufwand ergeben hat, mit Werten von zumindest im Wesentlichen 0,02mm in Radialrichtung und zumindest im Wesentlichen mit 0,02° in Umfangsrichtung als vorteilhaft erwiesen.
-
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; und
- 5 eine hälftige Herauszeichnung eines Tilgermassenteiles mit erfindungsgemä-ßem Verlauf der radialen Außenkontur.
-
In 1 und 2 ist ein Tilgersystem 1 mit einem Tilgermassenträger 2 dargestellt, der axial beidseits zur Aufnahme von Tilgermassenteilen 3a, 3b vorgesehen ist. Die beiden Tilgermassenteile 3a, 3b stehen in Erstreckungsrichtung einer Zentralachse 4 des Tilgersystems 1 über zumindest ein Zwischenelement 5 in Wirkverbindung miteinander, und sind gemeinsam mit diesem Zwischenelement 5 mittels Befestigungseinrichtungen 6, wie beispielsweise Nieten, zur Bildung je einer Tilgermasse 7 untereinander verbunden, die im Axialbereich des Zwischenelementes 5 in eine Aussparung 20 des Tilgermassenträgers 2 eintaucht. Die Tilgermassenteile 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 aus der in 1 gezeigten Ruheposition in Umfangsrichtung in den Führungsbahnen 10 und 12 ausgelenkt, und reduzieren hierdurch die Stärke der Anregungen.
-
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.
-
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 Führungsbahn 12 ab, und werden dadurch ohne eingeleitete Anregungen in dieser Position, die die Ruhelage bildet, gehalten.
-
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.
-
In 5 ist eine Tilgermasse 7 des Tilgersystems 1 herausgezeichnet. Diese Tilgermasse 7 soll relativ zum Tilgermassenträger 2 (vgl. 1) eine Bewegung in einem strichliniert angedeuteten Raumvolumen 20 des Tilgersystems 1 vornehmen können, ohne hierbei mit einem radial äußeren Volumenbereich 22 des Raumvolumens 20 oder aber mit einem radial inneren Volumenbereich 23 des Raumvolumens 20 in Kollision zu gelangen.
-
Die Tilgermasse 7 weist vor einer Bearbeitung die in durchgezogener Linierung eingezeichnete radial äußere Ursprungskontur 29 in einem radialen Außenbereich 17 sowie die radial innere Ursprungskontur 30 in einem radialen Innenbereich 18 auf. Die Tilgermasse 7 soll durch ein Verfahren derart im radialen Außenbereich 17 sowie im radialen Innenbereich 18 bearbeitet werden, dass sie bei der Relativauslenkung gegenüber dem Tilgermassenträger 2 in Umfangsrichtung und/oder in Radialrichtung nicht mit den Volumenbereichen 22, 23 des Raumvolumens 20 in Kollision treten kann. Hierzu wird die Tilgermasse 7, vorzugsweise ausgehend von ihrer umfangsseitigen Mitte 31, mittels eines iterativen Prozesses in vorbestimmten Winkelschritten 28 einer Überprüfung unterzogen, wobei jedem Winkelschritt 28 jeweils eine anfangsseitige Untersuchungslinie 32 und eine endseitige Untersuchungslinie 33 zugeordnet ist. In Bereichen, in denen keine Kollision erwartet werden muss, werden den Untersuchungslinien 32, 33 zugeordnete Kurvenpunkte 26a, 26b oder 27a, 27b auf den Ursprungskonturen 29 und 30 der Tilgermasse 7 positioniert sein. Ist dagegen eine Kollision zu befürchten, dann werden die den Untersuchungslinien 32, 33 zugeordnete Kurvenpunkte 26a, 26b oder 27a, 27b auf in 5 in strichpunktierter Ausführung dargestellten Umhüllungsverläufen 24, 25 positioniert sein, wobei der Umhüllungsverlauf 24 dem radialen Außenbereich 17 der Tilgermasse 7 und der Umhüllungsverlauf 25 dem radialen Innenbereich 18 der Tilgermasse 7 zugeordnet ist.
-
Die Untersuchungslinien 32 und 33 werden bevorzugt in Winkelschritten 28 von jeweils 5° vorgenommen, können aber auch in dichterer Folge aufeinander gebildet werden, beispielsweise in 0,5°. Verständlicherweise werden sich in Umfangsrichtung der Tilgermasse 7 eine Vielzahl von Untersuchungslinien 32, 33 ergeben, und somit eine Vielzahl von Kurvenpunkten 26a, 26b oder 27a, 27b erzeugen, deren Lage jeweils durch X/Y-Koordinaten bestimmt ist. Diese Kurvenpunkte 26a, 26b oder 27a, 27b werden anschließend in Umfangsrichtung miteinander verbunden, beispielsweise mittels eines CAD-Verfahrens, wodurch die Umhüllungsverläufe 24 oder 25 entstehen. Die Umhüllungsverläufe 24 oder 25 geben die Verläufe radialer Endkonturen 34 oder 35 der Tilgermasse 7 an, wobei die Endkontur 34 dem radialen Außenbereich 17 der Tilgermasse 7 und die Endkontur 35 dem radialen Innenbereich 18 der Tilgermasse 7 zugeordnet ist.
-
Wird die Tilgermasse 7 anschließend in ihrem radialen Außenbereich 17 und/oder in ihrem radialen Innenbereich 18 derart bearbeitet, dass diese radialen Bereiche 17, 18 den Umhüllungsverläufen 24, 25 folgen, dann ist eine Kollision der Tilgermasse 7 mit dem jeweils benachbarten Volumenbereich 22, 23 des Raumvolumens 20 nicht zu erwarten.
-
Die Genauigkeit der Iteration, mit der die Geometrie des Umhüllungsverlaufes 24, 25 für die radial äußere Endkontur 34 und/oder für die radial innere Endkontur 35 der Tilgermasse 7 erstellt wird, ist frei einstellbar. Ein vorteilhafter Wert für diese Genauigkeit kann allerdings zumindest im Wesentlichen mit 0,02mm in Radialrichtung und mit 0,02° in Umfangsrichtung vorgegeben sein.
-
Bezugszeichen
-
- 1
- Tilgersystem
- 2
- Tilgermassenträger
- 3
- Tilgermassenteile
- 4
- Zentralachse des Tilgersystems
- 5
- Zwischenelement
- 6
- Befestigungselemente
- 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
- radialer Außenbereich der Tilgermasse
- 18
- radialer Innenbereich der Tilgermasse
- 19
- Ansteuerelemente
- 20
- Raumvolumen
- 21
- Mittenachse
- 22
- radial äußerer Volumenbereich
- 23
- radial innerer Volumenbereich
- 24
- radial äußerer Umhüllungsverlauf
- 25
- radial innerer Umhüllungsverlauf
- 26
- radial äußere Kurvenpunkte
- 27
- radial innere Kurvenpunkte
- 28
- Winkelschritt
- 29
- radial äußere Ursprungskontur
- 30
- radial innere Ursprungskontur
- 31
- umfangsseitige Mitte der Tilgermasse
- 32
- Untersuchungslinie
- 33
- Untersuchungslinie
- 34
- radial äußere Endkontur
- 35
- radial innere Endkontur
