DE19741535B4

DE19741535B4 - Schwingungstilger zur Dämpfung der Schwingungen eines Bauteils

Info

Publication number: DE19741535B4
Application number: DE1997141535
Authority: DE
Inventors: Jörg Vorpahl
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-09-20
Filing date: 1997-09-20
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2017-09-21
Also published as: DE19741535A1

Abstract

Schwingungstilger zur Dämpfung der Schwingungen eines Bauteils (5, 18), wobei der Schwingungstilger (1, 14) zumindest ein Verbindungsteil (7, 8, 19, 20) zur Festlegung an dem Bauteil (5, 18), mindestens eine Tilgermasse (12, 13, 23, 24) und mindestens ein zumindest teilweise elastisches Zwischenstück (10, 11, 21, 22) umfasst, das den mindestens einen Verbindungsteil (7, 8, 19, 20) mit der mindestens einen Tilgermasse (12, 13, 23, 24) so verbindet, dass die mindestens eine Tilgermasse (12, 13, 23, 24) durch im wesentlichen gegenphasiges Schwingen zur Dämpfung der Schwingungen des Bauteils (5, 18) beitragen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (1, 14) aus mindestens zwei Schwingungstilgerelementen (2, 3, 15, 16) besteht, von denen jedes einen Verbindungsteil (7, 8, 19, 20), ein Zwischenstück (10, 11, 21, 22) und eine Tilgermasse (12, 13, 23, 24) umfasst, wobei die Verbindungsteile (7, 8, 19, 20) der Schwingungstilgerelemente (2, 3, 15, 16) relativ zueinander und an dem Bauteil...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungstilger, insbesondere einen Schwingungstilger zur Dämpfung der Schwingungen eines Bauteils, wobei an dem Bauteil zumindest ein Verbindungsteil des Schwingungstilgers festlegbar ist, wobei weiterhin der Schwingungstilger mindestens eine Tilgermasse und mindestens ein zumindest teilweise elastisches Zwischenstück umfaßt, das den mindestens einen Verbindungsteil mit der mindestens einen Tilgermasse so verbindet, daß die mindestens eine Tilgermasse durch im wesentlichen gegenphasiges Schwingen zur Dämpfung der Schwingungen des Bauteils beitragen kann.

Ein Schwingungstilger der vorgenannten Art ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 31 34 310 A1 und den nach veröffenteilten DE 196 41 763 A1 , DE 196 39 556 A1 bekannt. Der darin beschriebene Schwingungsdämpfer ist an einem Bauteil in einem Kraftfahrzeug befestigt, um dessen Schwingungen abzudämpfen.

Da bei einem Schwingungstilger der vorgenannten Art die Resonanzfrequenz und die Dämpfung des Schwingungstilgers auf die zu dämpfende Schwingung des fraglichen Bauteils abgestimmt werden müssen, sind im Stand der Technik unterschiedliche Verfahren entwickelt worden, um zu Versuchs- und Testzwecken die genannten Eigenschaften des Schwingungstilgers an die zu dämpfende Schwingung anzupassen. Durch Änderung der elastischen Eigenschaften des Zwischenstücks können beispielsweise Dämpfung und Resonanzfrequenz des Tilgers geändert werden. Da die Zwischenstücke in der Regel aus Gummimischungen bestehen, kann durch eine Veränderung der Zusammensetzung der Gummimischung bei der Anfertigung eines neuen Schwingungstilgers die Dämpfung beeinflußt werden. Eine Veränderung der Resonanzfrequenz des Schwingungstilgers kann entweder durch Hinzufügen oder Wegnehmen von Material im Bereich des Zwischenstücks beispielsweise durch Wegbohren von Gummiteilen, oder aber durch Hinzufügen oder Wegnehmen von Masse zu der Tilgermasse erreicht werden. Da die Tilgermasse in der Regel aus Metall besteht, muß hier entweder Material weggedreht werden oder zusätzliches Material angeschweißt werden. Beides erweist sich für Versuchszwecke als relativ aufwendig. Weiterhin bringt die Veränderung der Gummimischung des Zwischenstücks den Nachteil mit sich, daß das dazu in der Regel notwendige gemeinsame Durchkneten von Gummiballen mit vorgegebenen Eigenschaften bei der Anfertigung eines neuen Schwingungstilgers zu einer hohen Fertigungsstreuung führt.

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung eines Schwingungstilgers zur Dämpfung der Schwingungen eines Bauteils der vorgenannten Art, dessen Eigenschaften, insbesondere dessen Resonanzfrequenz und Dämpfung für Versuchszwecke möglichst einfach veränderbar sind.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Schwingungstilger aus mindestens zwei Schwingungstilgerelementen besteht, von denen jedes einen Verbindungsteil, ein Zwischenstück und eine Tilgermasse umfaßt, wobei die Verbindungsteile der Schwingungstilgerelemente relativ zueinander und an dem Bauteil festlegbar sind. Für Versuchszwecke können verschiedene Schwingungstilgerelemente einzeln oder miteinander kombiniert verwendet werden, so daß durch die Wahl der miteinander kombinierten Schwingungstilgerelemente die Eigenschaften des Schwingungstilgers wählbar sind. Auf diese Weise können für Versuchszwecke eine Vielzahl von Schwingungstilgerelementen nach Art eines Baukastensystems miteinander kombiniert werden, bis der zusammengesetzte Schwingungstilger die gewünschten Eigenschaften aufweist. Eine Veränderung der Gummimischung oder ein Hinzufügen oder Entfernen von Teilen des Zwischenstücks oder der Tilgermasse entfallen auf diese Weise. Weiterhin ist eine Reduzierung der Fertigungsstreuung möglich, weil an die Stelle des gemeinsamen Durchknetens verschiedener Gummimischungen bei der Neuanfertigung von Schwingungstilgern das Kombinieren einzelner Schwingungstilgerelemente miteinander tritt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Tilgermassen der Schwingungstilgerelemente aneinander festlegbar und zwar vorzugsweise durch Verschraubung oder Vernietung oder Verklebung oder durch Vorspannung der Zwischenstücke gegeneinander. Das Aneinanderfestlegen der Tilgermassen der einzelnen Schwingungstilgerelemente verhindert ein Gegeneinanderschlagen oder -klappern während des Betriebs des Schwingungstilgers. Insbesondere durch die Vorspannung der Zwischenstücke gegeneinander ergibt sich eine wenig aufwendige Verbindung der einzelnen Tilgermassen miteinander.

Vorteilhafterweise können die Schwingungstilgerelemente durch einen Spannbolzen, der die Verbindungsteile miteinander verbindet und an dem Bauteil festlegt, gegeneinander vorgespannt werden. Auf diese Weise kann sowohl die Befestigung der einzelnen Schwingungstilgerelemente mit ihren Verbindungsteilen an dem fraglichen Bauteil als auch die Verbindung der einzelnen Tilgermassen untereinander erzielt werden.

Gemäß vorteilhaften Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens können die Tilgermassen der einzelnen Schwingungstilgerelemente sowohl gleich große als auch unterschiedlich große Massen aufweisen. Weiterhin können die Zwischenstücke sowohl aus identischen als auch aus unterschiedlichen Gummimischungen bestehen. Die Zwischenstücke der Schwingungstilgerelemente können auch einstückig mit deren Verbindungsteilen ausgebildet sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Schwingungstilgerelemente im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet, mit einem mittleren Verbindungsteil, einer außen angeordneten, im wesentlichen ringförmigen Tilgermasse und einem beide verbindenden, im wesentlichen ringförmigen, elastischen Zwischenstück.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Schwingungstilgerelemente langgestreckt ausgebildet.

Es besteht die Möglichkeit, daß zwei etwa gleichgeformte Schwingungstilgerelemente zusammen den Schwingungstilger bilden. Weiterhin können aber auch drei oder mehr etwa gleichgeformte Schwingungstilgerelemente zusammen den Schwingungstilger bilden.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen:

1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen rotationssymmetrischen Schwingungstilger;
2 einen Schnitt durch die nicht zusammenmontierten Schwingungstilgerelemente des Schwingungstilgers der 1;
3 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen stabförmigen Schwingungstilger;
4 einen Schnitt durch die nicht zusammenmontierten Schwingungstilgerelemente des Schwingungstilgers der 3.
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfaßt der erfindungsgemäße rotationssymmetrische Schwingungstilger 1 zwei miteinander verbundene scheibenförmige Schwingungstilgerelemente 2, 3, die mittels eines Spannbolzens 4 an einem Bauteil 5 befestigt sind. Mit 6 ist in 1 die Symmetrieachse des rotationssymmetrischen Schwingungstilgers bezeichnet.
Die beiden scheibenförmigen Schwingungstilgerelemente 2, 3 weisen mittlere, aus Metall bestehende Verbindungsteile 7, 8 auf, durch die der Spannbolzen 4 hindurchgeführt ist. Zwischen den beiden Verbindungsteilen 7, 8 ist eine Distanzhülse 9 aus Metall angeordnet. Durch den Spannbolzen 4 werden die Verbindungsteile 7, 8 der beiden scheibenförmigen Schwingungstilgerelemente 2, 3 an dem Bauteil 5 festgelegt.
Radial nach außen schließen sich an die Verbindungsteile 7, 8 im wesentlichen ringförmige, elastische Zwischenstücke 10, 11 an, die vorzugsweise aus einer geeigneten Gummimischung bestehen. An der radialen Außenseite dieser Zwischenstücke 10, 11 der beiden scheibenförmigen Schwingungstilgerelemente 2, 3 sind vorzugsweise aus Metall bestehende, im wesentlichen ringförmige Tilgermassen 12, 13 angebracht.
Die beiden ringförmigen Tilgermassen 12, 13 sind in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 dadurch aneinander festgelegt, daß die vorzugsweise aus Gummi bestehenden elastischen Zwischenstücke 10, 11 elastisch gegeneinander vorgespannt sind, so daß bei entsprechender Länge der Distanzhülse 9 die einander zugewandten Seiten der Tilgermassen 12, 13 fest aufeinander gepreßt werden. Über die Länge der Distanzhülse 9 läßt sich dann die Vorspannungskraft einstellen. 3 zeigt die beiden Schwingungstilgerelemente 2, 3 im nicht vorgespannten Zustand, in dem keine äußeren Kräfte auf die Schwingungstilgerelemente 2, 3 einwirken, so daß diese ihre natürliche Gleichgewichtsform einnehmen.
Neben der Festlegung durch Vorspannung der elastischen Zwischenstücke 10 oder 11 können die Tilgermassen 12, 13 auch durch Vernieten, Verkleben oder Verschrauben miteinander verbunden werden.
Der in 3 abgebildete stabförmige Schwingungstilger 14 umfaßt zwei stabförmige Schwingungstilgerelemente 15, 16, die mittels eines Spannbolzens 17 an einem Bauteil 18 angebracht sind. Auch die stabförmigen Schwingungstilgerelemente 15, 16 weisen starr am Bauteil 18 festlegbare Verbindungsteile 19, 20 auf, an denen über elastische Zwischenstücke 21, 22 Tilgermassen 23, 24 angebracht sind. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können die Tilgermassen 23, 24 durch Vorspannen der Zwischenstücke 21, 22 aneinander festgelegt werden (vgl. 4, die die beiden Schwingungstilgerelemente 15, 16 im nicht vorgespannten Zustand ohne Einwirkung äußerer Kräfte zeigt), oder aber durch Vernieten, Verschrauben oder Verkleben miteinander verbunden werden.
Neben den beiden in 1 und 3 abgebildeten Schwingungstilgertypen 1, 14 kann jeder beliebige Typ von Schwingungstilgern aus zwei oder mehr Schwingungstilgerelementen zusammengesetzt werden. Die zusammenzusetzenden Schwingungstilgerelemente können sowohl gleichgeformt sein als auch unterschiedliche Formen aufweisen. Weiterhin können die zusammenzusetzenden Schwingungstilgerelemente Zwischenstücke aus identischen oder unterschiedlichen Gummimischungen aufweisen. Weiterhin können die Tilgermassen der zusammenzusetzenden Schwingungstilgerelemente einander gleich sein, oder aber auch eine unterschiedliche Masse aufweisen, sowie aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein.

1: Schwingungstilger, rotationssymmetrisch
2, 3: Schwingungstilgerelemente, rotationssymmetrisch
4, 17: Spannbolzen
5, 18: Bauteil
6: Symmetrieachse
7, 8: Verbindungsteil, rotationssymmetrisch
9: Distanzhülse
10, 11: Elastisches Zwischenstück, rotationssymmetrisch
12, 13: Tilgermasse, rotationssymmetrisch
14: Schwingungstilger, stabförmig
15, 16: Schwingungstilgerelemente, stabförmig
19, 20: Verbindungsteil, stabförmig
21, 22: Zwischenstück, stabförmig
23, 24: Tilgermasse, stabförmig

Claims

Schwingungstilger zur Dämpfung der Schwingungen eines Bauteils (5, 18), wobei der Schwingungstilger (1, 14) zumindest ein Verbindungsteil (7, 8, 19, 20) zur Festlegung an dem Bauteil (5, 18), mindestens eine Tilgermasse (12, 13, 23, 24) und mindestens ein zumindest teilweise elastisches Zwischenstück (10, 11, 21, 22) umfasst, das den mindestens einen Verbindungsteil (7, 8, 19, 20) mit der mindestens einen Tilgermasse (12, 13, 23, 24) so verbindet, dass die mindestens eine Tilgermasse (12, 13, 23, 24) durch im wesentlichen gegenphasiges Schwingen zur Dämpfung der Schwingungen des Bauteils (5, 18) beitragen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (1, 14) aus mindestens zwei Schwingungstilgerelementen (2, 3, 15, 16) besteht, von denen jedes einen Verbindungsteil (7, 8, 19, 20), ein Zwischenstück (10, 11, 21, 22) und eine Tilgermasse (12, 13, 23, 24) umfasst, wobei die Verbindungsteile (7, 8, 19, 20) der Schwingungstilgerelemente (2, 3, 15, 16) relativ zueinander und an dem Bauteil (5, 18) festlegbar sind und wobei die Schwingungstilgerelemente (2, 3, 15, 16) aus einer Vielzahl von gleich oder unterschiedlich geformten Schwingungstilgerelementen (2, 3, 15, 16) mit Zwischenstücken (10, 11, 21, 22) aus identischen oder unterschiedlichen Gummimischungen sowie mit Tilgermassen (12, 13, 23, 24) mit gleichen oder unterschiedlichen Massen und/oder aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien wählbar respektive miteinander kombinierbar sind, so dass durch die Wahl der miteinander kombinierbaren Schwingungstilgerelemente (2, 3, 15, 16) die gewünschten Eigenschaften des Schwingungstilgers (1, 14) einstellbar sind.
Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermassen (12, 13, 23, 24) der Schwingungstilgerelemente (2, 3, 15, 16) aneinander festlegbar sind.
Schwingungstilger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermassen (12, 13, 23, 24) der Schwingungstilgerelemente (2, 3, 15, 16) durch Verschraubung oder Vernietung oder Verklebung oder durch Vorspannung der Zwischenstücke (10, 11, 21, 22) gegeneinander aneinander festlegbar sind.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungstilgerelemente (2, 3, 15, 16) durch einen Spannbolzen (4, 17), der die Verbindungsteile (7, 8, 19, 20) miteinander verbindet und an dem Bauteil (5, 18) festlegt, gegeneinander vorgespannt sind.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungstilgerelemente (2, 3) im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet sind, mit einem mittleren Verbindungsteil (7, 8), einer außen angeordneten, im wesentlichen ringförmigen Tilgermasse (12, 13) und einem beide verbindenden, im wesentlichen ringförmigen, elastischen Zwischenstück (10, 11).
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungstilgerelemente (15, 16) langgestreckt ausgebildet sind.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil mindestens eines Schwingungstilgerelements einstückig mit dessen Zwischenstück ausgebildet ist.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei etwa gleich geformte Schwingungstilgerelemente (2, 3; 15, 16) zusammen den Schwingungstilger (1, 14) bilden.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass drei oder mehr etwa gleich geformte Schwingungstilgerelemente zusammen den Schwingungstilger bilden.