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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug, insbesondere zur Dämpfung der Schwingungen einer Kurbelwelle.
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Kurbelwellendämpfer zum Dämpfen von Kurbelwellenvibrationen sind seit vielen Jahren bekannt. Im Betrieb dreht sich eine Kurbelwelle an einem Verbrennungsmotor in Reaktion auf die periodischen Impulse der Zylinder, während diese abwechselnd arbeiten. Dies erzeugt Vibrationen in der Kurbelwelle, die für eine langfristige Lebensdauer des Motors sowie der damit verbundenen Bauteile nachteilig sind. Bekannte Kurbelwellendämpfer können mit einem zwischen einem Flansch und einer Schwungmasse eingepressten Elastomerring versehen sein. Hierzu gibt es sehr viele Ausführungsformen. Typische Beispiele sind in
EP 1 412 656 B1 oder
DE 601 19 333 T2 dargestellt. Aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Federeigenschaften des Elastomers werden bei dieser Lösung relativ große Massen verwendet, um eine Mindestwirkung auch bei ungünstigen Temperaturverhältnissen sicherzustellen. Eine weitere bekannte Möglichkeit Kurbelwellenschwingungen zu dämpfen, ist der Einsatz von Viskodämpfern. Typische Beispiele sind in
EP 197 08082 A1 oder
US 8,863,925 B2 dargestellt. Die Viskodämpfer erzielen gegenüber den Kurbelwellendämpfern mit dem Elastomerring eine bessere Dämpfungswirkung. Dem gegenüber steht aber ein deutlich höherer Preis. Weiterhin bekannt sind Kurbelwellendämpfer mit Druckfedern. Beispiele hierfür sind aus der
DE 199 49 206 B4 oder
DE 196 52 730 B4 bekannt. Aus der
DE 10 2015 213653 A1 ist ein Schwingungsdämpfer bekannt, der auf einer Speichenfeder beruht, der als Tilger wirkt und damit genau eine Frequenz der Kurbelwelle dämpft. Dieses Dämpfungsverhalten ist oftmals ungenügend.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Schwingungsdämpfer zum Dämpfen von Drehschwingungen, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, der um eine Rotationsachse rotierbar ist, umfassend mindestens zwei Tilger, wobei jeder Tilger eine Eigenfrequenz aufweist, wobei jeder Tilger mindestens eine Speichenfeder mit der Eigenfrequenz des Tilgers aufweist, wobei jede Speichenfeder radial außen ein kreisringartiges Außenelement und radial innen ein Verbindungselement zum Verbinden mit einer Welle aufweist und mehrere, sich in Radialrichtung erstreckende Speichen aufweist, die elastisch ausgebildet sind, wobei der Schwingungsdämpfer mindestens zwei Tilger mit jeweils unterschiedlichen Eigenfrequenzen umfasst.
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Der Schwingungsdämpfer ist bevorzugt ausschließlich aus Tilgern aufgebaut, die jeweils eine Eigenfrequenz aufweisen und die jeweils mindestens eine Speichenfeder mit der entsprechenden Eigenfrequenz umfassen. Jeder Tilger kann aus einer oder aus mehreren Speichenfedern mit identischen Eigenfrequenzen ausgebildet sein. Die Speichenfeder als Schwingungstilger mit Federkopplung besteht prinzipiell aus einer Drehmasse des Außenelements mit einem definierten Massenträgheitsmoment, die über die als Federelemente Speichen mit dem Verbindungselement und über dieses mit der Welle, insbesondere einer Kurbelwelle, verbunden ist. Aus der Verdrehsteifigkeit der Federelemente und dem Massenträgheitsmoment der Drehmasse ergibt sich die Eigenfrequenz des Schwingungsdämpfers. Die Speichen sind bevorzugt in einer Ebene angeordnet, wodurch der axiale Bauraumbedarf der Speichenfeder auf ein Minimum reduziert werden kann.
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Es hat sich gezeigt, dass durch den Einsatz von mindestens zwei Tilger aus Speichenfedern mit unterschiedlicher Eigenfrequenz eine Dämpfung insbesondere von Kurbelwellenschwingungen erreicht wird. Hierbei sind die Eigenfrequenzen auf das Gesamtsystem aus der zu dämpfenden Welle mit einer Welleneigenfrequenz und dem Schwingungsdämpfer mit mindestens zwei Tilgern anzupassen. Die Speichenfedern sind aus einem Stahl aufgebaut, zumindest die Speichen bevorzugt aus einem Federstahl.
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Der Schwingungsdämpfer aufgebaut aus Tilgern, die jeweils mindestens eine Speichenfeder umfassen, erlauben eine effiziente Dämpfung des Frequenzverhaltens insbesondere einer Kurbelwelle. Die einzelnen Tilger sind aus Speichenfedern aufgebaut, die aus einem Stahl gebildet sind, so dass der bei Kurbelwellendämpfern mit elastomeren Elementen Einfluss der Alterung und der Temperatur im Vergleich zum Stand der Technik deutlich reduziert wird. Die entsprechenden Schwingungsdämpfer sind auch einfach aufgebaut und lassen sich kostengünstig herstellen.
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Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der eine erste Eigenfrequenz eines ersten Tilgers auf die Eigenfrequenz der Welle abgestimmt ist, insbesondere dieser entspricht oder um höchstens 20 Hz von ihr abweicht. Hierdurch entsteht eine Kurve des Frequenzverhaltens (also der Schwingungsamplitude gegen die Rotationsfrequenz) mit zwei Maxima, von denen eines bei einer größeren Frequenz als der Eigenfrequenz der Welle auftritt und das andere bei einer kleineren Frequenz als der Eigenfrequenz der Welle. Die Amplituden dieser Maxima sind kleiner als die Amplitude bei der Eigenfrequenz der ungedämpften Welle. Weiterhin bevorzugt ist eine zweite Eigenfrequenz eines zweiten Tilgers auf eine Frequenz eines dieser Maxima abgestimmt oder weicht um höchstens20 Hz von dieser ab. Hierdurch entsteht ein Frequenzverhalten mit drei Maxima, die jedoch alle kleinere Amplituden aufweisen als die vorherigen Maxima bei nur einem Tilger. Nach dem gleichen Schema können weitere Tilger ergänzt werden, wobei sich die Dämpfung immer weiter verbessert.
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Bevorzugt umfasst der Schwingungsdämpfer mindestens drei Tilger, die jeweils unterschiedliche Eigenfrequenzen aufweisen. Durch die Erhöhung der Anzahl der Tilger kann die Dämpfung immer weiter verbessert werden.
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Bevorzugt umfasst ein Tilger mehrere Speichenfedern, die jeweils die Eigenfrequenz des Tilgers aufweisen. Hierdurch erleichtert sich die Ausbildung des Tilgers, da es einfacher ist, mehrere dünne Speichenfedern, die also eine geringe Ausdehnung in axialer Richtung aufweisen, auszubilden, als eine dickere Speichenfeder, insbesondere, wenn die Speichenfedern durch einen Stanzvorgang hergestellt werden.
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Bevorzugt sind die Speichen als Torsionsfederstäbe ausgebildet. Diese können die Relativbewegung zwischen Außenelement und Verbindungselement vorteilhaft aufnehmen und lassen sich einfach ausbilden.
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Bevorzugt unterscheiden sich die Eigenfrequenzen aller Tilger voneinander. Hierdurch können die Eigenfrequenzen der Tilger einen größeren Frequenzbereich abdecken. Bevorzugt sind die Eigenfrequenzen der Tilger so gewählt, dass die Eigenfrequenz der Well sich in dem von Eigenfrequenzen der Tilger abgedeckten Bereich befindet. Bevorzugt die Eigenfrequenzen der Tilger so gewählt, dass die Eigenfrequenz der Kurbelwelle in den mittleren 20% des von den Eigenfrequenzen der Tilger aufgespannten Frequenzraums befinden. Liegt also beispielsweise die kleinste Eigenfrequenz eines Tilgers bei 400 Hz und die größte Eigenfrequenz bei 620 Hz, so liegt die Eigenfrequenz der Kurbelwelle bevorzugt im Bereich von 488 Hz bis 532 Hz.
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Bevorzugt sind die Speichenfedern in Richtung der Rotationsachse hintereinander angeordnet, wobei sich in Richtung der Rotationsachse benachbarte Speichenfedern berühren. Die Speichenfedern unterschiedlicher Tilger sind zumindest bis zu vorgebbaren Grenzschwingungsamplituden gegeneinander verdrehbar. Durch die Berührung von in Richtung der Rotationsachse benachbarten Speichenfedern kommt es zu Reibung zwischen diesen, so dass eine Dämpfung der Relativbewegungen erfolgt, ohne, dass ein zusätzliches Reibungselement ausgebildet werden muss.
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Weiterhin wird ein Schwingungsdämpfer zur Dämpfung des Schwingungsverhaltens eines bestimmten Kurbelwellensystems mit einer Kurbelwelleneigenfrequenz vorgeschlagen, wobei der Schwingungsdämpfer wie hier ausgeführt ausgebildet ist, wobei ein erster Tilger eine erste Eigenfrequenz und ein zweiter Tilger eine zweite Eigenfrequenz aufweist und die erste Eigenfrequenz unterhalb und die zweite Eigenfrequenz oberhalb der Kurbelwelleneigenfrequenz liegt. Hierdurch wird eine Dämpfung der Kurbelwellenvibrationen erreicht.
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Weiterhin wird ein Schwingungsdämpfer zur Dämpfung des Schwingungsverhaltens eines bestimmten Kurbelwellensystems mit einer Kurbelwelleneigenfrequenz vorgeschlagen, wobei der Schwingungsdämpfer wie hier beschrieben ausgebildet ist, wobei ein erster Tilger eine erste Eigenfrequenz aufweist, die um maximal 20 Hz von der Kurbelwelleneigenfrequenz abweicht, wobei ein zweiter Tilger eine zweite Eigenfrequenz aufweist, die um maximal 20Hz von einer Frequenz eines Maximums des Frequenzverhaltens eines durch den ersten Tilger gedämpften Kurbelwellensystems abweicht.
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Hier wird der erste Tilger in seiner ersten Eigenfrequenz auf die Eigenfrequenz der Kurbelwelle abgestimmt. Hierdurch entsteht ein Frequenzverhalten statt mit einem Maximum bei der Eigenfrequenz der Kurbelwelle im ungedämpften Fall mit zwei Maxima, die rechts und links (also bei größeren und kleineren Frequenzen) mit jeweils kleinerer Amplitude als das eine Maximum im ungedämpften Fall. Auf eine der Frequenzen eines dieser Maxima wird dann die zweite Eigenfrequenz des zweiten Tilgers abgestimmt. Das daraus Frequenzverhalten weist dann drei Maxima mit wiederum verringerter Amplitude auf.
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Dies kann man bevorzugt weiterführen, in dem mindestens ein weiterer Tilger mit einer weiteren Eigenfrequenz ausgebildet ist, wobei für jeden weiteren Tilger gilt, dass seine weitere Eigenfrequenz um maximal 20Hz von der Frequenz eines Maximums des Frequenzverhaltens eines durch die übrigen Tilger gedämpften Kurbelwellensystems abweicht. Als Beispiel wird ein dritter Tilger ausgebildet mit einer dritten Eigenfrequenz, die auf eine Frequenz eines der drei Maxima aus dem System mit zwei Tilgern abgestimmt wird, usw.
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Weiterhin wird ein Bausatz vorgeschlagen, umfassend eine Kurbelwelle mit einer Kurbelwelleneigenfrequenz und einen Schwingungsdämpfer wie hier beschrieben, bei dem ein erster Tilger eine erste Eigenfrequenz aufweist, die unterhalb und ein zweiter Tilger eine zweite Eigenfrequenz aufweist, die oberhalb der Kurbelwelleneigenfrequenz liegt. Hierdurch kann eine Dämpfung des Frequenzverhaltens erreicht werden.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“,...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
- 1: ein erstes, nicht zur Erfindung gehörendes, Schwingungsmodell;
- 2: das Frequenzverhalten des ersten Schwingungsmodells;
- 3: das Schwingungsmodell eines ersten Beispiels eines Schwingungsdämpfers aus zwei Tilgern;
- 4: das Frequenzverhalten des ersten Beispiels eines Schwingungsdämpfers;
- 5: das Schwingungsmodell eines zweiten Beispiels eines Schwingungsdämpfers aus fünf Tilgern;
- 6: das Frequenzverhalten des zweiten Beispiels eines Schwingungsdämpfers;
- 7 und 8: ein drittes Beispiel eines Schwingungsdämpfers in einer perspektivischen Ansicht und im Querschnitt.
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1 zeigt ein erstes Schwingungsmodell für ein nicht von der Erfindung erfasstes Beispiel. Dieses umfasst ein Kurbelwellensystem 1, welches die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors und damit verbundene schwingende Massen darstellt. Der Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) erzeugt ein Drehmoment 2, welches in das Kurbelwellensystem 1 eingespeist ist. In bekannter Weise ist dieses Drehmoment frequenzabhängig und das Frequenzverhalten des Kurbelwellensystems 1 ist ebenfalls frequenzabhängig mit einer Eigen- oder Resonanzfrequenz. 2 zeigt das Frequenzverhalten dieses Kurbelwellensystems 1 als Kurbelwellenfrequenzverhalten 3, welches eine Schwingungsamplitude A der Kurbelwelle in Abhängigkeit von der Rotationsfrequenz f zeigt. Das Kurbelwellensystem 1 weist eine einzige Kurbelwelleneigenfreuqenz 4 auf, bei der entsprechend das einzige Maximum 5 des Kurbelwellenfrequenzverhaltens 3 liegt.
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1 zeigt weiterhin ein einen ersten Tilger 6, der als ein Speichenfedertilger mit einer Speichenfeder ausgebildet ist. Speichenfedertilger werden unten unter Bezugnahme auf die 7 und 8 im Detail beschrieben. Sie weisen eine außenliegendes kreisringartiges Außenelement und ein innenliegendes Verbindungselement zur Verbindung mit der Kurbelwelle auf, die über radial verlaufende elastisch verformbare Speichen miteinander verbunden sind. Durch die Auslegung des Speichenfedertilgers, insbesondere über die Bestimmung der Masse des Außenelements, den Radius des Außenelements und/oder die Anzahl und/oder Federkonstante (Dicke) der Speichen kann die Eigenfrequenz des ersten Tilgers 6 bestimmt werden. Der erste Tilger 6 bildet dabei ein schwingendes System 7, dessen Schwingungsverhalten durch den ersten Tilger 6 bestimmt wird. Die Eigenfrequenz des ersten Tilgers 6 wird dabei auf die Kurbelwelleneigenfrequenz 4 abgestimmt.
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Wird nun das schwingende System 7 mit dem Kurbelwellensystem 1 verbunden, in dem das nicht gezeigte Verbindungselement des ersten Tilgers 6 mit der Kurbelwelle drehfest verbunden wird, so bilden diese gemeinsam ein erstes gedämpftes Kurbelwellensystem 8 mit dem in 2 gezeigten ersten Kurbelwellensystemfrequenzverhalten 9. Dieses Frequenzverhalten des ersten gedämpften Kurbelwellensystems 8 weist ein erstes Maximum 10 und ein zweites Maximum 11 auf, die bei Frequenzen liegen, die für das erste Maximum 10 unterhalb der Kurbelwelleneigenfrequenz 4 und für das zweite Maximum 11 oberhalb der Kurbelwelleneigenfrequenz 4 liegen. Die Schwingungsamplitude A des ersten Maximums 10 und des zweiten Maximums 11 sind deutlich niedriger als die Schwingungsamplitude A des Maximums 5 des Kurbelwellenfrequenzverhaltens 3. Das in 2 gezeigte Kurbelwellenfrequenzverhalten 3 ist das Frequenzverhalten des reinen Kurbelwellensystems 1 ohne Tilger.
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In den folgenden 3 bis 6 werden zwei erfindungsgemäße Beispiele von Schwingungsdämpfern erläutert. Die entsprechenden Schwingungsmodelle sind dabei in den 3 und 5 gezeigt, die dazu gehörigen Frequenzverhalten in den 4 und 6. In den 4 und 6 ist jeweils zum Vergleich das erste Kurbelwellensystemfrequenzverhalten 9 aus 2 gezeigt.
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3 zeigt ein Schwingungsmodell eines ersten Beispiels eines ersten Schwingungsdämpfers 13 aufgebaut aus dem ersten Tilger 6 und einem zweiten Tilger 12. Der erste Tilger 6 entspricht dem ersten Tilger 6 aus 1. Der zweite Tilger 12 ist ebenfalls als Speichenfedertilger aufgebaut. Seine Eigenfrequenz ist dabei auf die Frequenz des ersten Maximums 10 aus 2, also auf die Frequenz des höheren Maximums des ersten Kurbelwellenfrequenzverhaltens 9, abgestimmt. Der erste Schwingungsdämpfer 13 wird durch Verbindung der nicht gezeigten Verbindungselemente des ersten Tilgers 6 und des zweiten Tilgers 12 mit der nicht gezeigten Kurbelwelle verbunden, so dass der Schwingungsdämpfer 13 an das Kurbelwellensystem 1 angebunden ist, die zusammen das zweite gedämpfte Kurbelwellensystem 14 bilden.
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Das zweite gedämpfte Kurbelwellensystem 14 zeigt ein zweites Kurbelwellenystemfrequenzverhalten 15, wie in 4 gezeigt. Dieses weist neben einem zweiten Maximum 11, welches dem zweiten Maximum 11 des ersten Kurbelwellensystemfrequenzverhaltens 9 entspricht, ein drittes Maximum 16 und ein viertes Maximum 17 auf, wobei das dritte Maximum 16 bei einer Frequenz f liegt, die unterhalb der Frequenz f des ersten Maximums 10 liegt und das vierte Maximum 17 bei einer Frequenz f liegt, die oberhalb der Frequenz des ersten Maximums 10 liegt. Die Amplituden A des dritten Maximums 16 und des vierten Maximums 17 sind dabei kleiner als die Amplitude A des ersten Maximums 10 des ersten Kurbelwellensystemfrequenzverhaltens 9. Hieraus zeigt sich, dass der Einsatz eines Schwingungsdämpfers 13 mit mehreren als Speichenfedertilgern ausgebildeten Tilgern 6, 12 eine gute Bedämpfung des Kurbelwellensystems 1 erreichen kann.
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5 zeigt ein Schwingungsmodell eines zweiten Beispiels eines zweiten Schwingungsdämpfers 18 umfassend einen ersten Tilger 6 und einem zweiten Tilger 12, die jeweils wie oben beschrieben gestaltet sind. Weiterhin umfasst der zweite Schwingungsdämpfer 18 einen dritten Tilger 19, einen vierten Tilger 20 und einen fünften Tilger 21, die jeweils als Speichenfederntilger ausgebildet sind. In 5 sind jeweils die Eigenfrequenzen sowohl des ungedämpften Kurbelwellensystems 1 (hier 525 Hz) als auch die Eigenfrequenzen des ersten Tilgers 6 (400 Hz), des zweiten Tilgers 12 (450 Hz), des dritten Tilgers 19 (500 Hz), des vierten Tilgers 20 (560 Hz) und der fünften Tilgers 21 (620 Hz) angegeben. Wird der zweite Schwingungsdämpfer 18 an das Kurbelwellensystem 1 angebunden, wird ein drittes gedämpftes Kurbelwellensystem 22 gebildet. Das entsprechende dritte Kurbelwellensystemfrequenzverhalten 23 ist - neben der als Referenzkurve dienenden Kurve des ersten Kurbelwellensystemfrequenzverhaltens 9 - in 6 gezeigt. Das dritte Kurbelwellensystemfrequenzverhalten 23 weist entsprechend sechs Maxima 24 auf, die sich über Frequenzen von unterhalb der untersten Eigenfrequenz eines Tilgers 6, 12, 19, 20, 21 (hier 400 Hz) bis oberhalb der obersten Eigenfrequenz eines Tilgers 6, 12, 19, 20, 21 (hier 620 Hz) erstrecken. Die Amplitude A der Maxima 24 ist deutlich niedriger als die Amplitude des ersten Maximums 10 und des zweiten Maximums 11, so dass hier eine deutliche Dämpfung der Kurbelwellenschwingungen erfolgt.
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7 und 8 zeigen ein Beispiel eines dritten Schwingungsdämpfers 25 in einer perspektivischen Ansicht (7) und als Schnittansicht (8). Diese beiden Figuren werden im Folgenden - wenn nicht explizit anderes ausgeführt ist - gemeinsam beschrieben, so dass sich die Ausführungen auf beide Figuren beziehen. Der dritte Schwingungsdämpfer 25 ist im vorliegenden Beispiel aus drei Tilgern aufgebaut: einem ersten Tilger 6, einem zweiten Tilger 12 und einem dritten Tilger 19. Jeder Tilger 6, 12, 19 ist wiederum aus jeweils drei identischen Speichenfedern aufgebaut, der erste Tilger 6 aus drei identischen ersten Speichenfedern 29, der zweite Tilger 12 aus drei identischen zweiten Speichenfedern 30 und der dritte Tilger 19 aus drei identischen dritten Speichenfedern 31, wie insbesondere 8 zeigt.
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Die Speichenfedertilger sind jeweils aus einem kreisringartigen Außenelement 26, einem innenliegenden Verbindungselement 27 und dazwischen radial verlaufenden Speichen 28 gebildet, die aus Gründen der Übersichtlichkeit halber nur teilweise mit Bezugszeichen versehen sind. Die Speichen 28 sind dabei als Torsionsfederstäbe ausgebildet. Die in Richtung einer Rotationsachse 32 der Tilger 6, 12, 19 benachbarten Speichenfedern 29, 30, 31 berühren einander, so dass es hier im Falle einer Auslenkung eines Tilgers 6, 12, 19 zu einer Dämpfung der Bewegung durch die vorliegende Reibung kommt.
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Die Eigenfrequenz eines Tilgers 6, 12, 19 und allgemein eines Speichenfedertilgers kann dabei durch eine Änderung des entsprechenden Außenelementes 26, insbesondere durch die Änderung der Masse und/oder des Radius des Außenelementes 26 und/oder durch eine Änderung der Speichen 28, insbesondere durch die Änderung der Anzahl der Speichen 28 und/oder der Federkonstante der Speichen 28, erfolgen. Im vorliegenden Beispiel unterscheiden sich die ersten Tilger 6, die zweiten Tilger 12 und die dritten Tilger 19 jeweils in ihren Außenelementen 26, die unterschiedliche Ausdehnungen in radialer Richtung bezogen auf die Rotationsachse 32 und unterschiedliche Massen aufweisen, so dass unterschiedliche Massenträgheitsmomente der Außenelemente 26 der unterschiedlichen Speichenfedern 29, 30, 31 entstehen. In diesem Beispiel sind die Speichen 28 der Speicherfedern 29, 30, 31 der Tilger 6, 12, 19 in Anzahl, Position und Ausbildung identisch. Über die Verbindungselemente 27 werden die Tilger 6, 12, 19 mit der nicht gezeigten Kurbelwelle verbunden.
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Die Tilger 6, 12, 19 im dritten Schwingungsdämpfer 25 sind durch Rollkörper 33 verbunden, die eine Relativbewegung gegeneinander erlauben. Hierzu sind in den Außenelementen 26 entsprechende Langlöcher ausgebildet, die ein Relativbewegung der Tilger 6, 12, 19 gegeneinander erlauben.
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Der hier vorgeschlagene Aufbau eines Schwingungsdämpfers 13, 18, 25 mit mindestens zwei Tilgern 6, 12, 19, 20, 21, die jeweils mindestens eine Speichenfeder 29, 30, 31 umfassen, ermöglicht eine effiziente Dämpfung des Frequenzverhaltens einer Kurbelwelle. Hierbei weisen die Tilger 6, 12, 19, 20, 21 bevorzugt unterschiedliche Eigenfrequenzen auf, die an das Frequenzverhalten der Kurbelwelle angepasst sind. Die Tilger 6, 12, 19, 20, 21 weisen ein Frequenzverhalten auf, welches nicht oder nur unwesentlich von einer Alterung der Speichenfedern 29, 30, 31 und von der Umgebungstemperatur abhängt. Die entsprechenden Schwingungsdämpfer 13, 18, 25 lassen sich einfach ausbilden und montieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kurbelwellensystem
- 2
- Drehmoment
- 3
- Kurbelwellenfrequenzverhalten
- 4
- Kurbelwelleneigenfrequenz
- 5
- Maximum
- 6
- Erster Tilger
- 7
- schwingendes System
- 8
- Erstes gedämpftes Kurbelwellensystem
- 9
- Erstes Kurbelwellensystemfrequenzverhalten
- 10
- Erstes Maximum
- 11
- Zweites Maximum
- 12
- Zweiter Tilger
- 13
- Erster Schwingungsdämpfer
- 14
- Zweites gedämpftes Kurbelwellensystem
- 15
- Zweites Kurbelwellensystemfrequenzverhalten
- 16
- Drittes Maximum
- 17
- Viertes Maximum
- 18
- Zweiter Schwingungsdämpfer
- 19
- Dritter Tilger
- 20
- Vierter Tilger
- 21
- Fünfter Tilger
- 22
- Drittes gedämpftes Kurbelwellensystem
- 23
- Drittes Kurbelwellensystemfrequenzverhalten
- 24
- Maximum
- 25
- Dritter Schwingungsdämpfer
- 26
- Außenelement
- 27
- Verbindungselement
- 28
- Speiche
- 29
- Erste Speichenfeder
- 30
- Zweite Speichenfeder
- 31
- Dritte Speichenfeder
- 32
- Rotationsachse
- 33
- Rollkörper
- A
- Schwingungsamplitude
- f
- Rotationsfrequenz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1412656 B1 [0002]
- DE 60119333 T2 [0002]
- EP 19708082 A1 [0002]
- US 8863925 B2 [0002]
- DE 19949206 B4 [0002]
- DE 19652730 B4 [0002]
- DE 102015213653 A1 [0002]
