DE10307336A1

DE10307336A1 - Schwingungstilger

Info

Publication number: DE10307336A1
Application number: DE2003107336
Authority: DE
Inventors: Reinhard Artmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-02

Abstract

Schwingungstilger (1) zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Welle (2) mit einer Drehachse (2a), insbesondere einer Nockenwelle oder einer Kurbelwelle, wobei ein Schwerpunkt (S) einer Unwucht (7) eines Unwuchtträgers (3) rotiert und der Schwerpunkt (S) der Unwucht (7) eine Bahn beschreibt, die eine Epizykloide oder eine Hypozykloide (Z) ist. DOLLAR A Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schwingungstilgers ist eine Schwingungstilgung von Torsionsschwingungen vom Stillstand über den gesamten Drehzahlbereich der Welle möglich.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungstilger gemäß der Merkmale im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum technischen Umfeld der Erfindung wird beispielsweise auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 199 14 871 A1 hingewiesen. In dieser ist ein drehzahladaptiver Schwingungstilger beschrieben, der ortsfest an eine Welle angeordnet ist. Die Welle ist mit einem Nabenteil verbunden, auf dem in Umfangsrichtung fünf Trägheitsmassen angeordnet sind. Die Trägheitsmassen werden jeweils von zwei, in Umfangsrichtung benachbarten Lagerungen gehalten. Das Nabenteil und die Trägheitsmassen sind mit gegensinnig gekrümmten Kurvenbahnen versehen, auf denen Bolzen abwälzbar angeordnet sind. Sobald bei einer Rotationsbewegung der Welle überlagernde Drehschwingungen auftreten, werden die Trägheitsmassen wirksam und verändern ihre Lage in Bezug auf die Achse der Welle. Durch diese Lageveränderung der Trägheitsmassen soll eine Torsionsschwingung der Welle getilgt werden. Die Trägheitsmassen sind auf ihren radial nach innen gerichteten Seiten jeweils mit einer Schnappfeder versehen, die in ihrer Mitte ein Gewicht tragen. Die Gewichte sind auf der Symmetrieachse der zugehörigen Trägheitsmasse angeordnet. Die Schnappfeder ist aus zwei seitlich vom Gewicht abstehenden, gleichlangen und aus einem elastischen Polymer bestehenden Stützbändern gebildet. Die Stützbänder sind mit ihren Enden mit der zugehörigen Trägheitsmasse verbunden. Die Schnappfedern und die Gewichte dienen der Zentrierung der Trägheitsmassen bei Stillstand und kleiner Drehzahl. Wird nun die Drehzahl der Welle erhöht, so verändern die Gewichte ab einer bestimmten Drehzahl unter der Fliehkrafteinwirkung ihre Lage, bis das Gewicht an der Trägheitsmasse anliegt. Sobald sich die Gewichte von der Welle entfernen, beginnen die Trägheitsmassen die Torsionsschwingungen der Welle wirksam zu tilgen.

Nachteilig bei der genannten Ausgestaltung ist jedoch, dass Torsionsschwingungen der Welle erst ab einer bestimmten Mindestdrehzahl wirksam getilgt werden. Ferner ist die Tilgungswirkung aufgrund der Massenträgheit der Trägheitsmassen zur Drehung der Welle phasenverschoben, weshalb ein vollständige Tilgung kaum möglich ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei der Lageveränderung der Gewichte aufgrund der Fliehkrafteinwirkung ein Anschlaggeräusch entsteht, wenn die Gewichte an die Trägheitsmassen anschlagen. Dies führt zu einer ungewünschten Geräuschbelästigung.

Darüber hinaus ist allgemein bekannt, dass Ausgleichswellen vielfach zum Ausgleich freier Massenkräfte zweiter Ordnung, beispielsweise bei Vierzylinder-Reihenmotoren, eingesetzt werden. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 21 47 213 ist beispielsweise eine derartige Ausgleichswellenanordnung zur Verminderung der von Kolbenmaschinen verursachten Vibrationen beschrieben. Um die freien Massenkräfte, beispielsweise zweiter Ordnung bei Vierzylinder-Reihenmotoren zu tilgen, sind Ausgleichsgewichte vorgesehen, die in einer der Umlaufbahn des Kolbenkurbelmechanismus gemeinsamen Schwerpunktes ähnlichen Umlaufbahn drehbar gelagert und der Drehrichtung der Kurbelwelle des Kolbenkurbelmechanismus entgegengesetzten Richtung angetrieben sind und/oder in der Bewegungsebene der Pleuelstange schwingend mit einem dem Trägheitsmoment der Pleuelstange entgegengesetzt gerichteten Moment angetrieben sind. In dieser Schrift werden für 1-, 2- und 3-Zylinder-Hubkolben-Brennkraftmaschinen, bzw. Brennkraftmaschinen mit einer mehrfachen dieser Zylinderzahl, unterschiedliche Anordnungen vorgeschlagen, um die freien Massenkräfte zweiter Ordnung zu tilgen. Da sich jedoch die Ausgleichsgewichte sinusförmig bewegen, während sich der Hubmechanismus des Kolbentriebes nicht sinusförmig bewegt, bleiben freie Restmassenkräfte zweiter Ordnung, die wiederum über weitere Ausgleichsgewichte getilgt werden können, übrig.

Nachteilig bei den beschriebenen Anordnungen von Ausgleichswellen ist die ausschließliche Tilgung freier Massenkräfte, wobei eine vollständige Tilgung der Schwingungen kaum möglich, bzw. nur mit größtem Aufwand erreichbar ist. Drehschwingungen der Antriebswelle können mit dieser Anordnung ebenfalls nicht oder nur für geometrische Sonderfälle getilgt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen drehzahlunabhängigen Schwingungstilger darzustellen, der über den gesamten Drehzahlbereich einer Welle deren Torsionsschwingungen wirksam tilgt. Darüber hinaus sollte dieser Schwingungstilger auch dazu geeignet sein, freie Massenkräfte zweiter Ordnung zu dämpfen bzw. zu tilgen.

Diese Aufgabe wird von dem Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schwingungstilgers können unerwünschte Drehschwingungen, welche in das System eingekoppelt werden über den gesamten Drehzahlbereich der Welle getilgt, sowie der stark pulsierende Drehkraftverlauf aufgrund von Schwingungen ausgeglichen werden. Durch die Veränderung des Trägheitsmomentes, Veränderung der Schwerpunktslage der Unwucht bezüglich dem Unwuchtträger, erfolgt durch eine vom Drehwinkel der antreibenden Welle (beispielsweise einer Kurbel- oder Nockenwelle) abhängige radiale Positionierung der Unwucht, zur Rotationsachse. Der Schwerpunkt der Unwucht befindet sich auf einer Kreisscheibe oder einem Ring, der auf der Außenseite oder alternativ auf der Innenseite einer weiteren, zur Welle koaxial angeordneten Oberfläche, beispielsweise eines weiteren Ringes abrollt. Die Bahnkurve des Schwerpunktes der Unwucht wird dabei durch eine Zykloide beschrieben. Abhängig von der Ordnung der zu tilgenden Schwingung kann entweder eine Hypozykloide oder eine Epizykloide zur Anwendung kommen. Eine Hypozykloide ist eine Kurve, die einen Punkt eines Kreises beschreibt, der auf der Innenseite eines anderen Kreises gleitreibungsfrei abrollt. Unter Epizykloide versteht man die Kurve, die ein Punkt eines Kreises beschreibt, wenn er auf der Außenseite eines anderen Kreises gleitreibungsfrei abrollt.

Für die Form der Bahnkurve ist das Verhältnis der Radien von dem Unwuchtträger und der Oberfläche, sowie die radiale Position des Schwerpunktes der Unwucht bestimmend. Beispielsweise ist zur Tilgung der Drehschwingung zweiter Ordnung einer 4-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine, ein Verhältnis von 1 : 2 für den Radius des Unwuchtträgers zum Radius der Oberfläche notwendig, egal ob eine Epizykloide oder eine Hypozykloide zur Anwendung kommt.

Die Ausgestaltung des Unwuchtträgers als Laufrad gemäß Patentanspruch 2 ist eine einfache Methode zur Erzeugung eines Unwucht, die sich auch in Großserien realisieren lässt.

Die Anordnung von zwei Unwuchtträgern diametral zueinander an die Welle gemäß Patentanspruch 3 führt in vorteilhafter Weise dazu, dass keine freien Massenkräfte auftreten. Aus diesem Grund fungiert der Schwingungstilger in dieser Konfiguration ausschließlich als Torsionsschwingungstilger. Da die Tilgungsfunktion sofort nach einem Andrehen der Welle stattfindet, werden mit Hilfe des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers Drehschwingungen bzw. Torsionsschwingungen der Welle ab Stillstand bis zu einer höchsten Drehzahl über den gesamten Drehzahlbereich getilgt.

Gemäß der Patentansprüche 4 und 5 stehen die Oberfläche sowie die Lauffläche der Unwuchtträger entweder über eine Rauheit, d. h. einen Kraftschluss bzw. eine Verzahnung, d. h. einen Formschluss miteinander in Wirkverbindung. Beide Anordnungen garantieren im Betriebsfall, dass sich die Lage des Schwerpunktes der Unwucht in Bezug auf die Winkellage der Welle beim Betrieb nicht verändert. Somit ist die absolut phasenstarre Schwingungstilgung der Welle möglich.

Je nach Lage der Oberfläche bezüglich der Welle, die gemäß Patentanspruch 6 entweder die Welle alleine oder die Welle samt Unwuchtträger umhüllen kann, kann der Schwingungstilger an die baulichen Gegebenheiten der zu schwingungstilgenden Anordnung angepasst werden. Wie bereits unter Patentanspruch 1 geschildert, beschreibt der Schwerpunkt der Unwucht eine Hypozykloide, wenn der Unwuchtträger innerhalb der Oberfläche angeordnet ist und eine Epizykloide, wenn der Unwuchtträger außerhalb der Oberfläche angeordnet ist. An der Wirkungsweise ändert die jeweilige Anordnung nichts.

Da der Unwuchtträger über das Verbindungselement phasenstarr an die Welle angeordnet ist und die Lauffläche des Unwuchtträgers ebenfalls phasenstarr (durch Form- oder Reibschluss) mit der Oberfläche in Wechselwirkung steht, führt eine relative Verdrehung der Oberfläche gegenüber der Welle gemäß Patentanspruch 7 zu einer Phasenverschiebung der Schwerpunktlage der Unwucht gegenüber der Welle. Durch diese Verstellung kann in vorteilhafter Weise die Phasenlage der Tilgungsenergie relativ zu der Welle variiert werden und bei einer Veränderung der Phasenlage der Torsionsschwingung der Welle, beispielsweise bei einer Änderung der Drehzahl oder der Belastung der Welle, kann die Phasenlage der Gegenbewegung des Schwingungstilgers durch Verdrehen der Oberfläche angepasst werden. Somit ist auch bei einer Veränderung der Schwingungsphasenlage die bestmögliche Tilgung von Torsionsschwingungen möglich.

Eine Veränderung der Lage des Schwerpunktes der Unwucht bezüglich des Unwuchtträgers gemäß Patentanspruch 8 verändert die Krafteinwirkung des Schwingungstilgers auf die Welle. Durch diese Lageveränderung kann auf einfache Art und Weise die Stärke der Schwingungstilgung eingestellt werden.

In Patentanspruch 9 sind unterschiedliche Varianten angeführt, wie eine Unwucht in einem Unwuchtträger, hier ein Laufrad, eingebracht werden kann. Dies kann entweder durch Aufbringen und/oder Einlagern eines gegenüber dem Laufradmaterial schwereren Materials und/oder der Einbringung einer Aussparung im Unwuchtträger erfolgen. Beispielsweise kann als Unwuchtträger ein Laufrad, in Form eines Speichenrades eingesetzt werden, welches an zumindest einer Stelle nahe dem Außenumfang eine Zusatzmasse aufweist. Dieses Speichenrad weist zusätzlich noch den Vorteil auf, dass es eine weitere energiespeichernde Wirkung aufweist, ähnlich der eines Schwungrades.

Durch die Veränderung der Durchmesser, bzw. Wirkradien, von Unwuchtträger und/oder Oberfläche ist die Anregung des Schwingungssystems, des Schwingungstilgers, gezielt veränderbar. Beispielsweise ist für eine 4-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine zur Tilgung der Drehschwingung zweiter Ordnung ein Durchmesserverhältnis von 2 : 1 für die Oberfläche zum Unwuchtträger notwendig.

Die Anordnung gemäß Patentanspruch 11 erlaubt die Eliminierung von Torsionsschwingungen der Welle für mehrere Ordnungen gleichzeitig. In vorteilhafter Weise können mit dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung mehrere Drehschwingungsspektren gleichzeitig mit ein und demselben Schwingungstilger getilgt werden.

Für die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 12 gelten auch die vorteilhaften Ausführungen von Patentanspruch 10.

Da, wie bereits unter Patentanspruch 1 erläutert, mit dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger in seiner Grundform gemäß Patentanspruch 1 oder 2 sowohl unerwünschte Massenkräfte, beispielsweise die freien Massenkräfte zweiter Ordnung einer 4-Zylinder Brennkraftmaschine, als auch Torsionsschwingungen einer Welle getilgt werden können, bietet eine Ausgleichsmasse zum Unwuchtträger gemäß Patentanspruch 13 die Möglichkeit, die freien Massenkräfte durch einen einzelnen Unwuchtträger, der in einer Ebene oszilliert, zu reduzieren. Durch diese Ausgestaltung kann eine optimale Anpassung von Torsionstilgungseigenschaften zu Massentilgungseigenschaften erzielt werden.

Gemäß Patentanspruch 14 kann die Ausgleichsmasse als drehbar gelagertes Laufrad ausgebildet sein, das ebenfalls auf der Oberfläche abrollt. Diese Ausgestaltung führt beim Betrieb des Schwingungstilgers zu einem problemlosen Betrieb, bei gleichzeitig einfacher Herstellung.

Im Folgenden ist ein erfindungsgemäßer Schwingungstilger anhand von zwei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen in zwei Prinzipskizzen näher erläutert.
1 zeigt eine Ausgestaltung des Schwingungstilgers als Torsionsschwingungstilger,
2 zeigt eine Ausgestaltung des Schwingungstilgers zum Ausgleich freier Massenkräfte.
1 zeigt schematisch einen Schwingungstilger 1 zur Tilgung von Torsionsschwingungen einer Welle 2, die um eine Drehachse 2a rotiert. An die Welle 2 sind diametral zueinander zwei Verbindungselemente 5, 5' angeordnet. An dem freien Ende eines jeden Verbindungselementes 5, 5' ist drehbar ein Unwuchtträger 3, 3', hier eine Rolle mit einer Lauffläche 3a, 3'a, angeordnet. Die Unwuchtträger 3, 3' sind jeweils in einer Lagerung 6, 6' gelagert. Die Unwuchtträger 3, 3' werden durch eine Unwucht 7, 7', ein schweres Element, das in einem Außenbereich einseitig an die Rolle angeordnet ist, gebildet. Der Punkt S, S' gibt hierbei die Lage des Schwerpunkts der Unwucht 7, 7' an. Radial am Außenumfang des Unwuchtträgers 3, 3', an die Lauffläche 3a, 3'a, ist eine nicht dargestellte Verzahnung, die mit einer ebenfalls nicht dargestellten Verzahnung auf einer Oberfläche 4 kämmt. Das heißt, der Unwuchtträger 3, 3' rollt auf der Oberfläche 4 ab. Alternativ kann anstelle der Verzahnung auch ein Kraftschluss zwischen Unwuchtträger 3, 3' und Oberfläche 4 vorgesehen werden, beispielsweise mit einer definierten Rauheit der Berührflächen. Aufgrund der sich bei einer Verdrehung des Unwuchtträgers 3, 3' verändernden Lage des Schwerpunktes S, S' wird wegen der Trägheitskraft der Unwucht 7, 7' eine Kraft auf das Verbindungselement 5, 5' und somit auf die Welle 2 übertragen, die bei richtiger Abstimmung mit den Torsionsschwingungseigenschaften der Welle 2 phasenverkehrt in diese eingeleitet wird und die Torsionsschwingungen der Welle 2 tilgt. Befindet sich die Oberfläche 4 zwischen dem Unwuchtträger 3, 3' und der Welle 2, dies entspricht einer Außenverzahnung der Oberfläche 4, so beschreibt der Schwerpunkt S, S' der Unwucht 7, 7' bei einer Drehung eine Epizykloide (dargestellt in 1). Umschlingt die Oberfläche 4 sowohl die Welle 2 als auch den Unwuchtträger 3, 3', dies bedeutet, die Oberfläche 4 weist eine Innenverzahnung auf, so beschreibt der Schwerpunkt S, S' der Unwucht 7, 7' eine Hypozykloide (dargestellt in 2, wobei die Hypozykloide als Sonderfall aufgrund der geometrischen Verhältnisse einer Auf- und Abbewegung entspricht).
Mit dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger 1 können Torsionsschwingungen einer Welle 2 getilgt werden. Da sich im vorliegenden Beispiel zwei Unwuchtträger 3, 3' diametral gegenüberliegen, entstehen keine freien Kräfte, die sich wieder in Form von ungewünschten Schwingungen bemerkbar machen würden. Als Anwendungsbeispiel sei hier eine 4-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine genannt, bei der es im Betrieb zu unerwünschten Massenkräften zweiter Ordnung kommt, die auf die Kurbelwelle wirken und somit Drehungleichförmigkeiten zweiter Ordnung an der Kurbelwelle erzeugen. Diese Drehungleichförmigkeiten führen zu Torsionsschwingungen der Kurbelwelle, die mit dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger getilgt werden können. Um eine Schwingungstilgung zu erreichen ist für diesen Fall ein Verhältnis von 2 : 1 für den Radius der Oberfläche 4 zu dem Radius des Unwuchtträgers 3, 3' notwendig, für eine Epizykloide oder eine Hypozykloide.
Durch eine Veränderung der Abrollradien von Oberfläche 4 und Unwuchtträger 3, 3', wird die Ordnung der Oberwelle geändert, die Ordnung der Oberwelle bleibt für den gesamten Frequenzbereich gleich. In einer weiteren Ausführungsform kann der Schwingungstilger 1 mehrere Unwuchtträgerpaare, die einander diametral gegenüber angeordnet sind, aufweisen. Erhalten diese weiteren Unwuchtträgerpaare verschiedene Radien, bzw. Durchmesser, die auf dem selben Radius der Oberfläche 4 abrollen, so führt dies dazu, dass jedes weitere Unwuchtträgerpaar eine weitere Oberwelle tilgt. Durch diese erfindungsgemäße Weiterbildung ist eine Erweiterung des Tilgungsspektrums möglich.
Bei einer weiteren Variante des Schwingungstilgers 1 ist die Oberfläche 4 bezüglich der Welle 2 verdrehbar angeordnet. Durch eine Verdrehung der Oberfläche 4 bezüglich der Welle 2 wird die Phasenlage der Tilgungskräfte an die Phasenlage der Torsionsschwingung der Welle 2 angepasst. Verändert sich beispielsweise die Phasenlage der Torsionsschwingung der Welle 2 über der Drehzahl, so kann diese Phasenveränderung durch Verdrehen der Oberfläche 4 um die Welle 2 wieder derart angepasst werden, dass die Unwuchtträger 3, 3' wieder um 180° Phasenverdreht gegen die Wellentorsion arbeitet und eine vollständige Tilgung der Torsionsschwingung möglich ist.
Ein Sonderfall des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers 1 wird, wie in 2 dargestellt, dadurch erreicht, dass nur ein Unwuchtträger 3 zum Einsatz kommt. In
2 gelten für die gleichen Bauteile die Bezugszeichen aus 1. 2 zeigt einen ähnlichen schematischen Aufbau wie 1, jedoch rollt in 2 ein einziger Unwuchtträger 3 mit einer Außenverzahnung an der außenliegenden Oberfläche 4 mit einer Innenverzahnung ab. Bei der speziellen geometrischen Ausgestaltung in 2 entspricht der Durchmesser des Unwuchtträgers 3 genau dem Radius der Oberfläche 4. Der Schwerpunkt S der Unwucht 7 beschreibt somit eine Hypozykloide Z, für den geometrischen Sonderfall eine Linienbewegung mit wechselnder Richtung. Mit Hilfe dieser Anordnung wird eine hin- und hergehende Kraft, entsprechend dem Verlauf der Hypozykloide Z in Form einer linearen Bewegung, erzeugt, die zur Tilgung freier Massenkräfte verwendet werden kann. Diese Anordnung hat gegenüber Ausgleichswellen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, Vorteile. So sind zum Beispiel zur Erzeugung einer oszillierenden Kraft bei der Tilgung über Ausgleichswellen zwei gegenläufig rotierende Wellen erforderlich. Die Ausführungsform unter Anwendung der Hypozykloide Z kommt mit einem, direkt auf der anregenden Welle 2 aufgebrachten Unwuchtträger 3 aus, die in dem sie umgebenden Ring, der Oberfläche 4, gleitreibungsfrei, im vorliegenden Fall durch Verzahnung, abrollt. Hierdurch bieten sich gegenüber einer Ausgleichswelle folgende Vorteile:

– Der oszillierende Unwuchtträger 3 in Verbindung mit einer Unwucht 7 erzeugt eine vertikale Kraft. Es entsteht kein aus der Unwucht 7 resultierender umlaufender Kraftvektor, der durch einen gegensinnig rotierenden Kraftvektor kompensiert werden muss.
– Es resultiert eine verringerte Lagerbelastung, da nur eine oszillierende Unwucht 7 existiert. Ein rotierender Unwuchtträger 3 kann auf eine einfache Weise durch einen zweiten, diametral zum Unwuchtträger 3 angeordneten und auf der Oberfläche 4 abrollenden Ring bzw. Scheibe als Ausgleichsgewicht 8 ohne Tilgermasse ausgeglichen werden. Alternativ kann es ausreichend sein, das Ausgleichsgewicht durch eine feste Masse auf der Welle 2 zu ersetzen.
– Der Aufbau kann im Vergleich mit der Ausgleichswelle kompakter erfolgen.
– Das System hat eine zusätzlich tilgende Wirkung gegen Drehschwingungen.

Insgesamt bietet der erfindungsgemäße Schwingungstilger 1 folgende Vorteile:

– Die kontinuierliche, vom Drehwinkel abhängige Einstellung des Trägheitsmoments gestattet eine optimale Anpassung an das schwingende System.
– Ein Schwungrad zur Dämpfung von Drehzahlschwankungen, die aus dem pulsierenden Kraftverlauf einer 4-Zylinder-Brennkraftmaschine resultieren, kann je nach Auslegung des Schwingungstilgers 1 entfallen oder kleiner und leichter gebaut werden,
– Ausgleichswellen können entfallen.
– Der Gleichförmigkeitsgrad des abgegebenen Drehmoments einer Brennkraftmaschine wird verbessert, die Leerlaufdrehzahl kann weiter abgesenkt werden, die Brennkraftmaschine läuft vibrationsärmer.
– Das System arbeitet ab der Drehzahl Null, d. h. es gibt keine Einschaltschwelle, die für eine einwandfreie Funktion überschritten werden muss.
– Die Geräuschentwicklung wird reduziert, da keine aneinanderschlagenden Bauteile wie im Stand der Technik vorhanden sind. Maßnahmen, wie das Ummanteln von bewegten Teilen mit Kunststoff, zur Geräuschdämpfung sind nicht notwendig.
– Der zusätzliche Freiheitsgrad, der durch die Phasenkorrektur der Tilgerwirkung entsteht, erlaubt es, eine optimale Schwingungstilgung zu erreichen, wie sie bei den Systemen nach dem Stand der Technik nicht oder nicht so einfach möglich ist.

1: Schwingungstilger
2: Welle
2a: Drehachse
3, 3': Unwuchtträger
3a, 3'a: Lauffläche
4: Oberfläche
5, 5': Verbindungselement
6, 6': Lagerung
7, 7': Unwucht
8: Ausgleichsgewicht
S, S': Schwerpunkt
Z: Epizykloide, Hypozykloide
D1: Durchmesser Unwuchtträger
D2: Durchmesser Oberfläche

Claims

Schwingungstilger (1) zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Welle (2) mit einer Drehachse (2a), insbesondere einer Nockenwelle oder einer Kurbelwelle, wobei ein Schwerpunkt (S) einer Unwucht (7) eines Unwuchtträgers (3) rotiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt (S) der Unwucht (7) eine Bahn beschreibt, die eine Epizykloide oder eine Hypozykloide (Z) ist.
Schwingungstilger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unwuchtträger (3) ein radial an die Welle (2) angeordnetes, drehbar gelagertes erstes Laufrad mit einer ersten Lauffläche (3a) ist, das auf einer koaxial zur Drehachse (2a) angeordneten Oberfläche (4) abrollt.
Schwingungstilger nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diametral zum ersten Unwuchtträger (3) ein zweiter Unwuchtträger (3'), der ein zweites drehbar gelagertes Laufrad mit einer zweiten Lauffläche (3'a) ist, an die Welle (2) angeordnet ist und auf der Oberfläche (4) abrollt.
Schwingungstilger nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (4) und die Lauffläche (3a, 3'a) über Kraft- oder Formschluss miteinander in Wechselwirkung stehen.
Schwingungstilger nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (4) und die Lauffläche (3a, 3'a) eine Rauheit oder eine Verzahnung aufweisen.
Schwingungstilger nach einem der Patentansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (4) die Welle (2) oder die Welle (2) und den Unwuchtträger (3, 3') umhüllt.
Schwingungstilger nach einem der zuvor genannten Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (4) gegenüber der Welle (2) verdrehbar ist.
Schwingungstilger nach einem der zuvor genannten Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Schwerpunktes (S) der Unwucht (7, 7') bezüglich des Unwuchtträgers (3, 3') veränderbar ist.
Schwingungstilger nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwucht (7, 7') durch Aufbringen und/oder Einlagern eines gegenüber einem Unwuchtträgermaterial schwereren Materials und/oder Einbringung einer Aussparung in den Unwuchtträger (3, 3') erfolgt.
Schwingungstilger nach einem der zuvor genannten Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser des Unwuchtträgers (3, 3') und/oder der Oberfläche (4) veränderbar ist.
Schwingungstilger nach einem der Patentansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als ein diametral zueinander angeordnetes Unwuchtträgerpaar (3, 3') an die Welle (2) angeordnet ist.
Schwingungstilger nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der Unwuchtträger (3, 3') eines Unwuchtträgerpaares und/oder der Oberfläche (4) veränderbar sind.
Schwingungstilger nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diametral zum ersten Unwuchtträger (3) eine Ausgleichsmasse an die Welle (2) angeordnet ist.
Schwingungstilger nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse ein drehbar gelagertes Laufrad mit einer Lauffläche ist, das auf der Oberfläche (4) abrollt.
Schwingungstilger nach Patentanspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (4) und die Lauffläche (3a, 3'a) über Kraft- oder Formschluss miteinander in Wechselwirkung stehen.
Schwingungstilger nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (4) und die Lauffläche (3a, 3'a) eine Rauheit oder eine Verzahnung aufweisen.
Schwingungstilger nach einem der Patentansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (4) die Welle (2) oder die Welle (2) und den Unwuchtträger (3, 3') umhüllt.
Schwingungstilger nach einem Patentansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (4) gegenüber der Welle (2) verdrehbar ist.
Schwingungstilger nach einem Patentansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Schwerpunktes (S) der Unwucht (7, 7') bezüglich des Unwuchtträgers (3, 3') veränderbar ist.
Schwingungstilger nach Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwucht (7, 7') durch Aufbringen und/oder Einlagern eines gegenüber einem Unwuchtträgermaterial schwereren Materials und/oder Einbringung einer Aussparung in den Unwuchtträger (3, 3') erfolgt.
Schwingungstilger nach einem der Patentansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser des Unwuchtträgers (3, 3') und/oder der Oberfläche (4) veränderbar ist.