DE19911564A1 - Schwingungsdämpfungsvorrichtung - Google Patents
SchwingungsdämpfungsvorrichtungInfo
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Abstract
Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung, insbesondere für ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs, umfaßt eine in einem um eine Drehachse (A) drehbaren Grundkörper (12) angeordnete Auslenkungsmassenanordnung (22) mit wenigstens einer Auslenkungsmasse (22) und eine der wenigstens einen Auslenkungsmasse (22) zugeordnete Auslenkungsbahn (20), entlang welcher die Auslenkungsmasse (22) bei Drehung des Grundkörpers (12) um die Drehachse (A) sich bewegen kann, wobei die Auslenkungsbahn (20) einen Scheitelbereich (24) und beidseits des Scheitelbereichs jeweils Auslenkungsbereiche (26, 28) aufweist, wobei die Auslenkungsbereiche (26, 28) ausgehend vom Scheitelereich (24) zu ihren Endbereichen (30, 32) hin einen abnehmenden Abstand zur Drehachse (A) aufweisen, sowie eine Zwangs-Rollanordnung (38, 40), durch welche bei Bewegung der wenigstens einen auslenkungsmasse (22) entlang der zugeordneten Auslenkungsbahn (20) eine Rollbewegung der wenigstens einen Auslenkungsmasse (22) erzeugt wird.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung,
insbesondere für ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine
in einem um eine Drehachse drehbaren Grundkörper angeordnete Aus
lenkungsmassenanordnung mit wenigstens einer Auslenkungsmasse und
eine der wenigstens einen Auslenkungsmasse zugeordnete Auslenkungs
bahn, entlang welcher die Auslenkungsmasse bei Drehung des Grundkör
pers um die Drehachse sich bewegen kann, wobei die Auslenkungsbahn
einen Scheitelbereich und beidseits des Scheitelbereichs jeweils Aus
lenkungsbereiche aufweist, wobei die Auslenkungsbereiche ausgehend vom
Scheitelbereich zu ihren Endbereichen hin einen abnehmenden Abstand zur
Drehachse aufweisen.
Eine derartige Schwingungsdämpfungsvorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 44 26 317 A1 bekannt. Um eine Drehachse verteilt sind an einem
Grundkörper mehrere Auslenkungsbahnen vorgesehen, entlang welchen
jeweilige Auslenkungsmassen sich bewegen können. Die Auslenkungs
bahnen sehen für die Auslenkungsmassen einen zur Drehachse hin
gekrümmten Weg vor, so daß bei Auftreten von Drehschwingungen und
Auslenkung der Auslenkungsmassen aus den Scheitelbereichen der
Auslenkungsbahnen heraus die Auslenkungsmassen sich im Fliehpotential
bewegen und der Drehachse annähern und dabei Energie aufnehmen. Es
wird auf diese Art und Weise eine der anregenden Schwingung entgegen
wirkende Oszillation der einzelnen Auslenkungsmassen erzeugt, welche zur
Dämpfung bzw. Tilgung definierter Anregungsfrequenzen führt. Derartige
Schwingungsdämpfungsvorrichtungen sind besonders geeignet, höhere
harmonische Oszillationen von Schwingungen zu bedämpfen, welche durch
die periodisch auftretenden Zündungen in einem Brennkraftmotor erzeugt
werden.
Bei ihrer Bewegung entlang der Auslenkungsbahnen rollen die einzelnen
Auslenkungsmassen ab, so daß Energie nicht nur in die Verlagerung der
Auslenkungsmassen im Fliehpotential transferiert wird, sondern auch in die
Rotationsenergie der einzelnen Auslenkungsmassen umgesetzt wird. Zur
Abstimmung auf eine bestimmte zu bedämpfende Anregungsfrequenz muß
also ein definierter Zusammenhang zwischen der Auslenkung der einzelnen
Auslenkungsmassen, d. h. der Bewegung im Fliehpotential, und der in die
Rollbewegung überführten Energie vorgesehen sein. Nähern sich jedoch die
Auslenkungsmassen ihren Bahnenden an, so besteht das Problem, daß
aufgrund der zunehmenden Bahnkrümmung die durch die Fliehkraft
erzeugten Anpreßkräfte der einzelnen Auslenkungsmassen gegen die
Auslenkungsbahnen abnehmen. Es treten somit Änderungen in den
Reibverhältnissen im Anlagebereich der Auslenkungsmassen an den
zugeordneten Auslenkungsbahnen auf, mit der Folge, daß insbesondere im
Endbereich der einzelnen Bahnen die Gefahr besteht, daß ein Übergang von
einer Rollbewegung zu einer Gleitbewegung stattfindet, wodurch die
Eigenfrequenz der Oszillatoren verstimmt wird. Die Verstimmung der
Eigenfrequenz hat jedoch zur Folge, daß die Abstimmung auf die zu
bedämpfende Frequenz verloren geht und die Schwingungsdämpfungsvor
richtung ihre Funktion nicht mehr in zufriedenstellender Art und Weise
erfüllen kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schwingungsdämp
fungsvorrichtung vorzusehen, bei welcher die Gefahr einer undefinierten
Verstimmung der Eigenfrequenz vermieden ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Schwingungs
dämpfungsvorrichtung, insbesondere für ein Antriebssystem eines
Kraftfahrzeugs, umfassend eine in einem um eine Drehachse drehbaren
Grundkörper angeordnete Auslenkungsmassenanordnung mit wenigstens
einer Auslenkungsmasse und eine der wenigstens einen Auslenkungsmasse
zugeordnete Auslenkungsbahn, entlang welcher die Auslenkungsmasse bei
Drehung des Grundkörpers um die Drehachse sich bewegen kann, wobei die
Auslenkungsbahn einen Scheitelbereich und beidseits des Scheitelbereichs
jeweils Auslenkungsbereiche aufweist, wobei die Auslenkungsbereiche
ausgehend vom Scheitelbereich zu ihren Endbereichen hin einen ab
nehmenden Abstand zur Drehachse aufweisen.
Diese erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungsvorrichtung weist ferner
eine Zwangs-Rollanordnung auf, durch welche bei Bewegung der wenig
stens einen Auslenkungsmasse entlang der zugeordneten Auslenkungsbahn
eine Rollbewegung der wenigstens einen Auslenkungsmasse erzeugt wird.
Bei der erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungsvorrichtung wird also
durch entsprechende Vorkehrungen die Abrollbewegung der wenigstens
einen Auslenkungsmasse erzwungen, so daß nicht die Gefahr des Überge
hens in einen Gleitbewegungszustand auftritt. D. h., auch und insbesondere
im Bereich der jeweiligen Bahnenden und bei Auftreten stoßartiger
Drehzahländerungen wird die wenigstens eine Auslenkungsmasse sich unter
Durchführung einer Rollbewegung entlang der zugeordneten Auslenkungs
bahn bewegen, so daß auch in diesen Bewegungszuständen oder Bahnberei
chen ein definierter Anteil der Anregungsenergie in Rotationsenergie
überführt wird. Die bei dem Stand der Technik auftretende Verstimmung der
Eigenfrequenz durch undefiniertes Bewegungsverhalten wird somit
vermieden.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß die Zwangs-Rollanordnung eine
zwischen der wenigstens einen Auslenkungsmasse und dem Grundkörper
oder einer mit diesem verbundenen Komponente wirksame Verzahnungs
anordnung umfaßt.
Da im allgemeinen die wenigstens eine Auslenkungsmasse sich auf der
zugeordneten Auslenkungsbahn bewegen wird, wird vorgeschlagen, daß die
Verzahnungsanordnung eine an einem Außenumfang der wenigstens einen
Auslenkungsmasse vorgesehene Verzahnung und eine an der Auslenkungs
bahn vorgesehene Gegenverzahnung umfaßt.
Bei einer derartigen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die Verzahnung
sich nur über einen Breitenabschnitt der Außenumfangsfläche der wenig
stens einen Auslenkungsmasse erstreckt. Es kann somit eine Funktions
trennung dahingehend geschaffen werden, daß immer noch eine glatte
Abrollfläche vorgesehen ist, daß gleichzeitig jedoch in einem anderen
Oberflächenbereich die Rollbewegung erzwungen wird.
Um zu vermeiden, daß durch diese Funktionstrennung eine ungewünschte
Verkippbewegung der wenigstens einen Auslenkungsmasse auftritt, wird
vorgeschlagen, daß der Breitenabschnitt höchstens die Hälfte der Gesamt
breite der Außenumfangsfläche umfaßt.
Um einen durch die Verzahnung möglichst wenig beeinflußten runden
Rollbewegungsverlauf zu erhalten, wird vorgeschlagen, daß die Verzahnung
und die Gegenverzahnung im wesentlichen nur zur Übertragung von
näherungsweise entlang der Auslenkungsbahn gerichteten Kräften
ausgebildet sind. D. h., die einzelnen Zähne der Verzahnung werden lediglich
dann zum Erzwingen der Rollbewegung wirksam, wenn bei Auftreten
minimaler Gleitbewegung ein geringes Bewegungsspiel zwischen den
Zähnen der Verzahnung und der Gegenverzahnung überwunden ist und
somit in Richtung der Auslenkungsbahn die Zähne mit jeweiligen Flanken
aneinanderstoßen. Insbesondere werden jedoch im wesentlichen keine
Kräfte zwischen der Verzahnung und der Gegenverzahnung übertragen, die
im wesentlichen orthogonal zu der jeweiligen Auslenkungsbahn gerichtet
sind. Dies bedeutet, die Verzahnung bzw. Gegenverzahnung muß keine die
jeweiligen Auslenkungsmassen nach radial außen drückenden Fliehkraftkom
ponenten aufnehmen.
Ferner kann vorgesehen sein, daß die wenigstens eine Auslenkungsmasse
wenigstens eine Führungsachse aufweist, welche bei Bewegung der
wenigstens einen Auslenkungsmasse entlang einer Führungsbahn bewegbar
ist. Um auch bei derartiger Ausgestaltung wieder die vorangehend
angesprochene Funktionstrennung von Erzwingen der Abrollbewegung und
Aufnahme der Fliehkräfte zu erhalten, wird vorgeschlagen, daß die
Verzahnungsanordnung zwischen der wenigstens einen Führungsachse und
der zugeordneten Führungsbahn wirksam ist. Bei derartiger Ausgestaltung
kann also die wenigstens eine Auslenkungsmasse weiterhin sich unter
Einwirkung der Fliehkräfte an der zugeordneten Auslenkungsbahn abstützen,
die Erzwingung der Rollbewegung erfolgt jedoch andernorts, nämlich im
Bereich der wenigstens einen Führungsachse und der zugeordneten
Führungsbahn.
Alternativ ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich, nämlich daß an der
der wenigstens einen Führungsachse zugeordneten Führungsbahn die
Auslenkungsmasse bei Bewegung abgestützt ist und daß zwischen der
Verzahnung und der Gegenverzahnung im wesentlichen nur näherungsweise
entlang der Auslenkungsbahn gerichtete Kräfte übertragbar sind.
Bei einer derartigen Ausgestaltung erfolgt die Abstützung der wenigstens
einen Auslenkungsmasse an der Führungsbahn, d. h., die Auslenkungsbahn
nimmt im wesentlichen keine nach radial außen gerichteten Kräfte auf;
dahingegen wird durch die im Bereich der Auslenkungsbahn und des
Außenumfangs der wenigstens einen Auslenkungsmasse vorgesehene
Verzahnungsanordnung eine Rollbewegung der wenigstens einen Aus
lenkungsmasse erzwungen, wobei diese Verzahnungsanordnung nunmehr
von Fliehkräften im wesentlichen freigehalten ist.
Bei einer alternativen Ausgestaltungsart kann vorgesehen sein, daß die
Zwangs-Rollanordnung eine Führungsvorsprung/Führungsbahn-Anordnung
umfaßt, durch welche bei Auslenkung der wenigstens einen Auslenkungs
masse aus dem Scheitelbereich der zugeordneten Auslenkungsbahn eine
Rollbewegung der wenigstens einen Auslenkungsmasse erzeugt wird. Es
wird auf diese Art und Weise ein Getriebemechanismus eingeführt, welcher
bei dem Versuch der jeweiligen Auslenkungsmasse, sich entlang der
Auslenkungsbahn zu bewegen, diese Auslenkungsmassen zwangsweise in
eine Rollbewegung überführt.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß die Führungsvorsprung/Führungs
bahn-Anordnung wenigstens einen bezüglich einer Rollachse der wenigstens
einen Auslenkungsmasse versetzten, d. h. zu dieser nicht zentrischen
Führungsvorsprung und eine diesem jeweils zugeordnete Führungsbahn
umfaßt. Ferner ist es möglich, daß ein Führungsvorsprung an der wenig
stens einen Auslenkungsmasse zu einer Rollachse derselben konzentrisch
angeordnet ist und daß die diesem Führungsvorsprung zugeordnete
Führungsbahn am Grundkörper oder einer mit diesem verbundenen
Komponente vorgesehen ist und im wesentlich dem Verlauf der Aus
lenkungsbahn folgt.
Um eine möglichst zwängungsfreie Bewegung der wenigstens einen
Auslenkungsmasse zu erhalten, wird vorgeschlagen, daß die Führungsvor
sprung/Führungsbahn-Anordnung wenigstens zwei Führungsvorsprünge und
diesen zugeordnete Führungsbahnen umfaßt und daß die wenigstens zwei
Führungsvorsprünge bezüglich der Rollachse der wenigstens einen
Auslenkungsmasse an der gleichen oder an unterschiedlichen axialen Seiten
vorgesehen sind.
Eine noch verbesserte Führungswirkung bei Einleitung der Zwangs-
Rollbewegung kann erzielt werden, wenn die Führungsvorsprung/Führungs
bahn-Anordnung zwei Gruppen von Führungsvorsprüngen und diesen
zugeordneten Führungsbahnen umfaßt und wenn an jeder axialen Endseite
der wenigstens einen Auslenkungsmasse bezüglich der Rollachse derselben
jeweils eine der Gruppen von Führungsvorsprüngen mit zugeordneten
Führungsbahnen vorgesehen ist.
Bei einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform ist vorgesehen, daß die
Zwangs-Rollanordnung eine die wenigstens eine Auslenkungsmasse
umgebende Roll-Bandanordnung umfaßt, deren Endbereiche jeweils in einem
der Endbereiche der der wenigstens einen Auslenkungsmasse zugeordneten
Auslenkungsbahn festgelegt sind.
Hier kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Roll-Bandanordnung ein
Roll-Band umfaßt, welches die wenigstens eine Auslenkungsmasse mit
wenigstens einer Wicklung umschlingt.
Um ein bei Umschlingung zwangsweise erzeugtes Schrägstellen der Roll-
Bandanordnung vermeiden zu können, wird vorgeschlagen, daß die Roll-
Bandanordnung wenigstens zwei Roll-Bandabschnitte umfaßt, die jeweils in
einem ihrer Enden an jeweils einem Endbereich der Auslenkungsbahn
festgelegt sind und in ihrem anderen Ende an der Auslenkungsmasse
festgelegt sind und die Auslenkungsmasse in entgegengesetzter Richtung
umgeben. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß sich die durch die Biegekräfte
am aufgewickelten Band entstehenden Kräfte auf die Auslenkungsmasse
aufheben und ein weitgehend kraftfreies Auslenken ermöglichen.
Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß die wenigstens zwei Roll-Band
abschnitte in Richtung einer Rollachse der wenigstens einen Auslenkungs
masse bezüglich einander versetzt sind.
Um auch bei einer derartigen Ausgestaltung ein ungewünschtes Verkippen
der wenigstens einen Auslenkungsmasse vermeiden zu können, wird
vorgeschlagen, daß die Roll-Bandanordnung wenigstens drei Roll-Band
abschnitte umfaßt und daß unmittelbar aufeinanderfolgende Roll-Band
abschnitte die Auslenkungsmasse in entgegengesetzter Richtung umgeben.
Ferner ist es zum Erleichtern des Zusammensetzens möglich, daß die
wenigstens zwei Roll-Bandabschnitte durch einen Verbindungs-Band
abschnitt miteinander verbunden sind.
Um den Auslenkungswinkelbereich einer jeweiligen Auslenkungsmasse
ausgehend vom Scheitelbereich der zugeordneten Auslenkungsbahn
möglichst groß gestalten zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Roll-
Bandanordnung mehrfach um die zugeordnete Auslenkungsmasse ge
schlungen ist, so daß eine entsprechend weitläufige Abrollbewegung
erzeugt werden kann. Dies bedeutet jedoch, daß die Roll-Bandanordnung
bzw. die Roll-Bandabschnitte dann, wenn sie vollständig um die zugeordnete
Auslenkungsmasse gewickelt sind, sich bereichsweise überlappen und in
diesem Überlappungsbereich eine einem runden Rollbewegungsverlauf
entgegenwirkende Stufe erzeugen würden. Um dies zu vermeiden, wird
vorgeschlagen, daß an der wenigstens einen Auslenkungsmasse jedem Roll-
Bandabschnitt zugeordnet ein Rolloberflächenbereich vorgesehen ist,
welcher sich ausgehend von dem Bereich, in dem der jeweilige Roll-
Bandabschnitt an der Auslenkungsmasse festgelegt ist, von der Rollachse
der Auslenkungsmasse spiralartig entfernt, wobei eine Spiral-Ganghöhe des
sich spiralartig erstreckenden Rolloberflächenbereichs im wesentlichen der
Materialdicke des jeweiligen Roll-Bandabschnitts entspricht.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Figuren anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Teil-Axialansicht einer ersten Ausgestaltungsform einer
erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungsvorrichtung;
Fig. 2 eine Schnittansicht längs einer Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 eine Prinzipskizze einer alternativen Ausgestaltungsart einer
erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungsvorrichtung;
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungsvorrichtung
geschnitten längs einer Linie IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Ansicht einer abgewandelten
Ausgestaltungsart;
Fig. 6 eine Prinzipansicht eines Ausschnitts einer weiteren alternati
ven Ausgestaltungsart einer erfindungsgemäßen Schwingungs
dämpfundsvorrichtung;
Fig. 7-9 das Funktionsprinzip der in Fig. 6 dargestellten
Ausgestaltungsform;
Fig. 10-12 verschiedene Ausgestaltungsarten zur Anbringung eines
Roll-Bandabschnitts an einer Auslenkungsmasse;
Fig. 13 eine perspektivische Explosionsansicht einer alternativen
Ausgestaltungsart einer Auslenkungsmasse;
Fig. 14 eine Schnittansicht der in Fig. 13 dargestellten Auslenkungs
masse im zentralen Bereich derselben;
Fig. 15 eine Abwicklungsdraufsicht auf eine Roll-Bandanordnung,
welche in Verbindung mit der in Fig. 13 dargestellten
Auslenkungsmasse eingesetzt werden kann;
Fig. 16 eine Seitenansicht der in Fig. 13 dargestellten Auslenkungs
masse;
Fig. 17 eine Schnittansicht der in Fig. 16 dargestellten Auslenkungs
masse mit um diese gewickelter Roll-Bandanordnung.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausgestaltungsform einer allgemein
mit 10 bezeichneten Schwingungsdämpfungsvorrichtung. Diese Schwin
gungsdämpfungsvorrichtung 10 ist beispielsweise als Schwungrad für eine
Kraftfahrzeugkupplung oder als Schwungmasse eines Mehrmassenschwung
rads ausgebildet oder kann in irgendeinem Bereich als separate Schwung
radanordnung in ein rotierendes System eingegliedert werden. Die
Schwingungsdämpfungsvorrichtung 10 umfaßt einen Grundkörper 12,
welcher sich um eine Drehachse A herum erstreckt und um diese drehbar
ist. Radial innen weist der Grundkörper 12 einen Ansatzbereich 14 mit
mehreren Schrauböffnungen 16 auf, durch welche hindurch Befestigungs
bolzen beispielsweise zum Anschrauben des Grundkörpers 12 an eine
Antriebswelle oder Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine geführt werden
können. In seinem radial äußeren Bereich sind im Grundkörper 12 in
Umfangsrichtung verteilt mehrere Ausnehmungen 18 vorgesehen, welche
in der Draufsicht näherungsweise nierenförmig oder erdnußförmig gestaltet
sind und in ihrem radial äußeren Bereich jeweils eine Auslenkungsbahn 20
bilden, entlang welcher eine in der jeweiligen Ausnehmung aufgenommene
Auslenkungsmasse 22 sich bewegen kann. Man erkennt insbesondere in
Fig. 1, daß jede Auslenkungsbahn einen Scheitelbereich 24 aufweist,
welcher der Bereich größten radialen Abstands zur Drehachse A ist, sowie
ausgehend vom Scheitelbereich an beiden Seiten Auslenkungsbereiche 26,
28, welche sich ausgehend vom Scheitelbereich 24 zunehmend der
Drehachse A annähern.
Im Drehbetrieb wird jede der Auslenkungsmassen 22 sich durch die
einwirkenden Fliehkräfte im radial äußeren Bereich, d. h. im Scheitelbereich
24, anordnen. Treten dann Schwankungen in der Drehzahl auf, beispiels
weise induziert durch die periodisch auftretenden Zündschübe einer Brenn
kraftmaschine, so führt dies zur Schwingungsanregung der einzelnen
Auslenkungsmassen 22, so daß diese sich periodisch ausgehend vom
Scheitelbereich 24 in ihre jeweiligen Auslenkungsbereiche 26 bzw. 28
bewegen. Es wird somit durch die mehreren in Umfangsrichtung verteilt
positionierten Auslenkungsmassen 22 eine Gegenschwingung aufgebaut,
welche der anregenden Schwingung entgegenwirkt und diese somit dämpft
bzw. tilgt. Derartige Schwingungsdämpfungsvorrichtungen sind ins
besondere geeignet zum Bedämpfen höherer harmonischer Ordnungen der
Anregungsfrequenzen einer Brennkraftmaschine. Um unabhängig von der
Stärke oder Amplitude der anregenden Frequenz immer eine gleichbleibende
Abstimmung auf diese Frequenz beizubehalten, wird vorzugsweise jede der
Auslenkungsbahnen 20 derart ausgebildet, daß die Massenschwerpunkte
der Auslenkungsmassen sich auf Epizykloidenbahnen bewegen. Es hat sich
gezeigt, daß bei Epizykloidenform die Eigenfrequenz der so erzeugten
Oszillatoren unabhängig von der Amplitude ist und somit auch bei großen
Anregungsamplituden eine Abstimmung auf eine bestimmte Anregungs
frequenz beibehalten bleibt.
Bei der Auslenkung aus dem Scheitelbereich 24 und der dabei induzierten
Bewegung der Auslenkungsmassen 22 entlang ihrer Auslenkungsbahnen 20
soll erfindungsgemäß dafür gesorgt werden, daß in definierter Art und
Weise eine Abrollbewegung stattfindet, und insbesondere im Bereich der in
Umfangsrichtung gelegenen Bahnenden 30, 32 keine ungewünschten
Gleitzustände auftreten, da dort die zwischen der jeweiligen Auslenkungs
masse 22 und der zugeordneten Auslenkungsbahn 20 wirkenden Normal
kräfte aufgrund der Krümmung der Auslenkungsbahnen 20 minimal sind.
Man erkennt in den Fig. 1 und 2, daß der Außenumfangsbereich 34 der
jeweiligen Auslenkungsmassen in Breitenrichtung, d. h. entlang einer
Rollachse R der jeweiligen Auslenkungsmasse 22, in zwei Bereiche unterteilt
ist. Es ist zum einen ein Abrollflächenbereich 36 vorgesehen, welcher
vollflächig auf der zugeordneten Auslenkungsbahn 20 aufliegt und somit die
Auslenkungsmasse 22 auf dieser Bahn 20 abstützt. Es ist ferner jedoch ein
Verzahnungsbereich 38 vorgesehen, welcher nur einen Teil der Breite des
Außenumfangs in Richtung der Rollachse R einnimmt und welcher mit einer
sich entlang der Auslenkungsbahn 20 erstreckenden Gegenverzahnung 40
kämmt. Wird die Auslenkungsmasse 22 nun in Bewegung versetzt, so wird
zwangsweise aufgrund der kämmenden Verzahnungs- bzw. Gegenver
zahnungsbereiche 38, 40 eine Abrollbewegung der Auslenkungsmasse 22
erzeugt, so daß ein definierter Energieanteil in die Rotationsenergie der
Auslenkungsmasse 22 überführt wird.
Um bei derartiger Ausgestaltung die Abrollbewegung möglichst rund zu
gestalten, findet, wie bereits vorangehend beschrieben, die Abstützung der
einzelnen Auslenkungsmassen 22 über den Oberflächenbereich 36 statt,
wohingegen die Verzahnungsbereiche bzw. Gegenverzahnungsbereiche 38,
40 so aufeinander abgestimmt sind, daß diese im wesentlichen keine normal
zur jeweiligen Auslenkungsbahn 22 gerichteten Kräfte übertragen, sondern
lediglich in Richtung der jeweiligen Auslenkungsbahn aneinander anstoßen
können und somit die Zwangs-Rollbewegung um die Achse R induzieren
können. Zu diesem Zwecke kann sowohl in Richtung normal zur jeweiligen
Auslenkungsbahn als auch entlang der jeweiligen Auslenkungsbahn ein
minimales Bewegungsspiel zwischen der Verzahnung 38 und der Gegenver
zahnung 40 bereitgestellt werden.
Man erkennt insbesondere in Fig. 2, daß in beiden axialen Richtungen
angrenzend am Grundkörper 12 jeweilige Deckplatten 42, 44 vorgesehen
sind, die einen axialen Abschluß der Ausnehmungen 18 bilden und somit die
Auslenkungsmassen 22 in diesen Ausnehmungen 18 halten. Hier könnte
zum Beispiel die Deckplatte 44 mit dem Grundkörper 12 einteilig ausgebildet
sein. Um zu verhindern, daß aufgrund der sich in Achsrichtung ändernden
Außenumfangskontur der Auslenkungsmassen 22 diese bei Fliehkraftein
wirkung verkippen, ist vorzugsweise der Bereich 36 des Außenumfangs
breiter als die Hälfte des gesamten Außenumfangsflächenbereichs 34, so
daß der Massenschwerpunkt der jeweiligen Auslenkungsmassen 22 axial
innerhalb des Bereichs 36 liegt. Es könnte jedoch auch eine Konfiguration
geschaffen werden, bei welcher an beiden axialen Endbereichen Ver
zahnungen 38 vorgesehen sind und nur in einem zentralen axialen Bereich
ein der Abrollbewegung auf der zugeordneten Auslenkungsbahn 20
dienender Oberflächenbereich 36 bereitgestellt ist. Auch eine umgekehrte
Anordnung wäre möglich, nämlich im zentralen Bereich eine Verzahnung
auszugestalten und in axialer Richtung beidseits davon jeweils einen
Abrollflächenbereich vorzusehen.
Um die vorangehende Funktionstrennung von Abroll-Abstützung einerseits
und Erzwingen der Abrollbewegung andererseits realisieren zu können, kann
ferner, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, an jeder Auslenkungsmasse
22 zumindest eine Führungsachse oder ein Führungsvorsprung 46, 48
vorgesehen sein, wobei in der dargestellten Ausgestaltungsform zwei sich
in entgegengesetzter axialer Richtung erstreckende Führungsaschen 46, 48
realisiert sind. Diesen Führungsachsen oder Führungsvorsprüngen 46, 48
zugeordnet sind in den beiden Deckplatten 42, 44 Führungsbahnen 50, 52
vorgesehen, entlang welchen bei Bewegung der Auslenkungsmasse 22 die
jeweiligen Führungsachsen 46, 48 sich bewegen. Es kann nunmehr
vorgesehen sein, daß die angesprochene Verzahnung bzw. Gegenver
zahnung nicht im Bereich des Außenumfangs der Auslenkungsmassen 22
bzw. der Auslenkungsbahnen 20 vorgesehen sind, sondern daß die
einzelnen Führungsachsen 46, 48 zahnradartig ausgebildet sind, d. h. von
einer Verzahnung umgeben sind, welche mit einer entsprechenden
Gegenverzahnung entlang der jeweiligen Führungsbahnen oder der diese
Führungsbahnen bildenden Ausnehmungen in den Deckplatten 42, 44
kämmt. Die Abstützung erfolgt dann über die Anlage der Auslenkungs
massen 22 an ihren zugehörigen Auslenkungsbahnen 20, die Zwangs-
Rollbewegung wird durch die miteinander kämmenden Verzahnungen im
Bereich der Führungsachsen 46, 48 bzw. der Führungsbahnen 50, 52
erzeugt. Um diese Bewegung zu ermöglichen, müssen entweder die
Führungsbahnen an einer Seite die jeweiligen Führungsachsen freilassen,
d. h. dürfen dort nicht in Eingriff mit den jeweiligen Verzahnungen sein, oder
es dürfen an den Führungsbahnen entweder nur radial außen oder nur radial
innen Verzahnungsabschnitte vorgesehen sein. Weiterhin ist auch eine
umgekehrte Ausgestaltung möglich, bei welcher die Verzahnung im Bereich
des Außenumfangs 34 bzw. die Gegenverzahnung im Bereich der Aus
lenkungsbahn 20 vorgesehen sind und die radiale Abstützung, d. h. die
Abstützung gegen Fliehkräfte, durch die Zusammenwirkung der Führungs
achsen 46, 48 mit den jeweiligen Führungsbahnen 50, 52 erfolgen. Auch
in diesem Falle kann dann die Verzahnungsanordnung, gebildet durch
Verzahnung und Gegenverzahnung, von Fliehkräften freigehalten werden
und lediglich dazu dienen, eine Rollbewegung zu erzwingen.
Um das Vorsehen einer Gegen-Verzahnung im Bereich der Auslenkungsbahn
20 zu vereinfachen, kann die Auslenkungsbahn selbst durch ein aus einem
Stahl- oder Metallband gebildetes Einlegeteil vorgesehen sein, das in eine
entsprechende Ausnehmung im Grundkörper eingelegt wird, und entlang
welchem eine zugehörige Auslenkungsmasse 22 sich dann bewegen kann.
In dieses separate Bandmaterial kann dann durch Umformen in einfacher
Weise eine Verzahnung beliebiger Konfiguration, d. h. an beliebiger seitlicher
Lage, eingebracht werden, wobei weiterhin dafür gesorgt werden kann, daß
durch Auswahl eines entsprechend harten Materials eine sehr verschleiß
feste Auslenkungsbahn erzeugt wird.
Eine Abwandlung einer erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungsvor
richtung, bei welcher eine Zwangs-Rollbewegung der einzelnen Aus
lenkungsmassen erzeugt wird, ist in den Fig. 3 bis 5 dargestellt.
Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten ent
sprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines
Anhangs "a" bezeichnet.
Bei dieser Ausgestaltungsart wirkt zwischen jeder Auslenkungsmasse 22a
und dem Grundkörper 12a bzw. den mit diesem verbundenen oder integral
ausgebildeten Komponenten eine Führungsvorsprung/Führungsbahn-
Anordnung. Man erkennt beispielsweise in Fig. 3, daß am Auslenkungs
körper 22a konzentrisch zu dessen Rollachse R ein Führungsvorsprung 48a
vorgesehen ist, welcher in einer zugeordneten Führungsbahn 52a beispiels
weise in der Deckplatte 42a bewegbar ist. Dabei entspricht die Kontur oder
der Verlauf der Führungsbahn 52a genau dem Verlauf der Auslenkungsbahn
20a, d. h. auch hier ist beispielsweise eine epizykloidenähnliche Form
vorgesehen, so daß für jede Auslenkungslage bei an der Auslenkungsbahn
20a aufliegender Auslenkungsmasse 22a der Führungsvorsprung 48a in
einem zugehörigen Abschnitt der Führungsbahn 52a liegt. Ferner ist an der
Auslenkungsmasse 22a ein zweiter Führungsvorsprung 54a vorgesehen,
welcher bezüglich der Rollachse R exzentrisch liegt, d. h. auch bezüglich des
Führungsvorsprungs 48a in einer Ebene orthogonal zur Rollachse R versetzt
liegt. In der dargestellten Ausgestaltungsform liegt bei Positionierung der
Auslenkungsmasse 22a im Scheitelbereich 24a der Führungsvorsprung 54a
näherungsweise radial über oder außerhalb des Führungsvorsprungs 48a.
Dem Führungsvorsprung 54a ist eine Führungsbahn 56a zugeordnet, welche
wiederum beispielsweise in der Deckplatte 42a ausgebildet ist und sich in
der dargestellten Ausgestaltungsform im wesentlichen radial erstreckt.
Wird ausgehend von der in Fig. 3 dargestellten neutralen Lage aufgrund
einer Drehungleichförmigkeit die Auslenkungsmasse 22a entlang der
Auslenkungsbahn 20a ausgelenkt, beispielsweise so wie dargestellt nach
rechts, so bewegt sich der Führungsvorsprung 48a entlang der zugeord
neten Führungsbahn 52a. Da der Führungsvorsprung 54a in die zugeordnete
Führungsbahn 56a eingreift, wird zwangsweise die Auslenkungsmasse 22a
am Gleiten gehindert, und eine Bewegung ist nur möglich, wenn der
Führungsvorsprung 54a sich entlang der zugeordneten Führungsbahn 56a
nach radial innen verlagern kann, so wie durch die strichlierte Linie
angedeutet. Die beiden Führungsbahnen 56a, 52a sehen somit eine
Zwangsführung für die beiden Führungsvorsprünge 54a, 48a vor, wobei
aufgrund der erzwungenen Führungsbewegung gleichzeitig eine Roll
bewegung der Auslenkungsmasse 22a erzwungen wird. Dabei ist die
Anordnung vorzugsweise derart, daß zwischen den einzelnen Führungsvor
sprüngen 48a, 54a und den zugeordneten Führungsbahnen 52a, 56a ein
geringfügiges Bewegungsspiel besteht, so daß, so lange die Auslenkungs
masse 22a von selbst rollen würde, eine Zwangsführung nicht stattfindet.
Erst beim Übergang in eine Gleitbewegung stößt der Führungsvorsprung
54a an der zugeordneten Führungsbahn 56a an und induziert somit die
Zwangs-Rollbewegung.
Zur Ausgestaltung der Führungsbahnen, insbesondere der dem exzen
trischen Führungsvorsprung 54a zugeordneten Führungsbahn 56a, sei
grundsätzlich folgendes angemerkt: Diese Führungsbahn muß einen
derartigen Verlauf haben, daß bei Durchführung einer gleitfreien Abroll
bewegung der in dieser Führungsbahn geführte Führungsvorsprung einer
Trajektorie folgen kann, die den Bewegungsverlauf des lokalen Bereichs der
jeweiligen Auslenkungsmasse wiedergibt, in dem der Führungsvorsprung
liegt. Dies wird im allgemeinen von der Konfiguration der Auslenkungsbahn
abhängen. Je flacher die Auslenkungsbahn ist, desto mehr wird sich
beispielsweise in der Darstellung der Fig. 3 der Führungsvorsprung 54a bei
Durchführung einer Abrollbewegung zunächst entlang der Bahn bewegen
und sich nur geringfügig nach radial innen bewegen. Ist die Bahn stärker
gekrümmt, so könnte sogar ein Zustand auftreten, in dem der Führungsvor
sprung 54a bei Abrollen der Auslenkungsmasse in Fig. 3 nach rechts sich
zunächst entgegengesetzt bewegen würde.
Es sei ferner darauf hingewiesen, daß bei der in Fig. 3 dargestellten
Ausgestaltungsform der zur Rollachse zentrisch liegende Führungsvorsprung
im wesentlichen die Aufgabe hat, den bei Erreichen des Endbereichs der
jeweiligen Auslenkungsbahnen auftretenden Anschlag oder irgendwelche
Klappergeräusche zu mindern. Dies wird erreicht, da in diesem Falle zwei
Führungsbahn- und Führungsvorsprunganordnungen zur Führung und somit
zur Bewegungsdämpfung beitragen. Dies bedeutet also, daß zum Erzwingen
der Abrollbewegung grundsätzlich auch der in Fig. 3 oben erkennbare,
bezüglich der Rollachse exzentrisch liegende Führungsvorsprung alleine
genügt. Ein derartiger Führungsvorsprung kann dann, wie in den Fig. 4
und 5 dargestellt, an beiden axialen Seiten oder nur an einer Seite
vorgesehen sein, oder es könnte an einer axialen Seite ein exzentrischer und
an der anderen axialen Seite ein zur Rollachse konzentrischer Führungsvor
sprung vorgesehen sein.
Die Fig. 4 und 5 zeigen verschiedene Ausgestaltungsvarianten im
Bereich der Führungsvorsprünge. Während die Fig. 5 eine Ausgestaltungs
art zeigt, bei welcher die Auslenkungsmasse oder Auslenkungsmassen 22a
nur an einer bezüglich ihrer Rollachse R axialen Endseiten, nämlich an der
Endseite 60a, derartige Führungsvorsprünge 48a, 54a aufweist und
dementsprechend auch nur in der Deckplatte 42a zugeordnete Führungs
bahnen 52a, 56a ausgebildet sind, ist bei der Ausgestaltungsform gemäß
Fig. 5 an beiden axialen Endflächen 60a, 62a jeweils ein Paar aus
Führungsvorsprüngen 48a, 54a bzw. 46a, 58a vorgesehen, welchen jeweils
ein entsprechendes Paar von Führungsbahnen 52a, 56a bzw. 50a, 64a
zugeordnet ist. Diese in Fig. 4 gezeigte Ausgestaltungsform hat den
Vorteil, daß in Richtung der Rollachse R die Kraftübertragung bei Er
zwingung der Abrollbewegung symmetrisch erfolgt und somit ein Verkippen
der jeweiligen Auslenkungsmassen 22a vermieden werden kann. Es sei
darauf hingewiesen, daß eine derartige Ausgestaltung unabhängig von der
jeweiligen Konfiguration der Führungsbahnen vorgesehen sein kann.
Eine weitere Ausgestaltungsart einer erfindungsgemäßen Schwingungs
dämpfungsvorrichtung mit erzwungener Abrollbewegung wird im folgenden
mit Bezug auf die Fig. 6 bis 17 beschrieben. Komponenten, welche
vorangehend beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau bzw.
Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter
Hinzufügung eines Anhangs "b" bezeichnet. Man erkennt in Fig. 6, daß im
Grundkörper 12b wieder Ausnehmungen 18b gebildet sind, von welchen nur
eine der mehreren sich in Umfangsrichtung aneinander anreihenden
Ausnehmungen dargestellt ist. Jede der Ausnehmungen 18b bildet wieder
eine Auslenkungsbahn 20b mit vorzugsweise epizykloidenartiger Form.
Entlang jeder dieser Auslenkungsbahnen 20b ist eine Auslenkungsmasse
22b bewegbar, welche, ebenso wie bei den vorangehend dargestellten
Ausgestaltungsformen vorzugsweise die Form eines Kreiszylinders oder
eines näherungsweise kreiszylinderartigen Körpers aufweist.
Die Auslenkungsmasse 22b ist durch ein Roll-Band 70b umschlungen.
Insbesondere erkennt man, daß ein Mittenbereich des Roll-Bands 70b
beispielsweise durch eine Befestigungsschraube 72b an der Auslenkungs
masse 22b festgelegt ist, insbesondere in einem Bereich 73b, welcher bei
Positionierung der Auslenkungsmasse 22b im Scheitelbereich 24b diesem
Scheitelbereich 24b genau entgegengesetzt positioniert ist. Ausgehend von
diesem Festlegungsbereich 72b an der Auslenkungsmasse 22b durchläuft
das Roll-Band 70b eine halbe Wicklung und erstreckt sich mit einem
jeweiligen Ende 74b bzw. 76b zu einem Endbereich 30b bzw. 32b der
Auslenkungsbahn 20b. Auch dort ist das Roll-Band 70b durch jeweilige
Befestigungsschrauben oder Bolzen 78b oder 80b festgelegt. Findet eine
Schwingungsanregung der Auslenkungsmasse 22b durch Drehungleichför
migkeiten statt, was eine Auslenkung aus dem Bereich des Scheitelbereichs
24b zur Folge hat, so kann diese Auslenkung nur dadurch stattfinden, daß
ein vom Festlegungsbereich 73b ausgehender Wicklungsabschnitt des Roll-
Bands 70b von der Auslenkungsmasse 22b abgewickelt wird, während der
andere Wicklungsabschnitt oder Bandabschnitt aufgewickelt wird. Dies ist
in den Fig. 7-9, wobei aus Gründen der einfacheren Darstellung je ein
geradliniger Auslenkungsbahnverlauf gezeigt ist. In Fig. 7 ist dabei die
neutrale Positionierung gezeigt, in welcher die Auslenkungsmasse 22b im
Scheitelbereich 24b positioniert ist. Findet eine Auslenkung in der Figur
nach rechts statt, was den Übergang zur Fig. 8 bedeutet, so wird der
Bandabschnitt 82b von der Auslenkungsmasse 22b abgerollt, während der
Bandabschnitt 84b aufgerollt wird. Bei Bewegung in entgegengesetzter
Richtung wird der Bandabschnitt 82b aufgerollt, und der Bandabschnitt 84b
wird abgerollt.
Da zwangsweise durch die Umschlingung der Auslenkungsmasse 22b eine
bestimmte Ganghöhe des Roll-Bands 70b erforderlich ist, welche der
Bandbreite entspricht, entsteht bei einer derartigen Ausgestaltung eine
geringfügige Schrägstellung der Auslenkungsmasse 22b gegenüber der
Auslenkungsbahn 201b. Um diesen Effekt so gering wie möglich zu halten,
sollte die Breite des Auslenkungsbands 70b so gering wie möglich sein.
Vorteilhafterweise könnte hier als Roll-Band 70b ein Drahtmaterial
verwendet werden, das dann mehrfach um die Auslenkungsmasse gewickelt
wird, so daß im gesamten Wicklungsbereich ein relativ breiter Anlagekon
takt erzeugt wird und darüber hinaus ein Kippen der Auslenkungsmasse 22b
vermieden werden kann. Eine Abstützung in seitlicher Richtung kann jedoch
über die vorangehend dargestellten Deckplatten bzw. den Grundkörper
erfolgen.
Um die Schrägstellung vermeiden zu können, kann anstelle eines durch
gehenden Roll-Bands eine Mehrzahl von Roll-Bandabschnitten verwendet
werden, die mit einem Ende jeweils an der Auslenkungsmasse 22b
festgelegt sind und mit ihrem anderen Ende, so wie vorangehend darge
stellt, an der Auslenkungsbahn festgelegt sind. Die Fig. 10-12 zeigen
verschiedene Möglichkeit, mit welchen derartige Roll-Bandabschnitte 86b
an der Auslenkungsmasse 22b festgelegt werden können. So weist in Fig.
10 die Auslenkungsmasse 22b eine Radialkerbe 88b auf, in welche ein
Endabschnitt 90b des Floll-Bandabschnitts 86b eingeführt wird. In beiden
Umfangsrichtungen folgend auf die Kerbe 88b sind Aussparungen 92b, 94b
vorgesehen, in welche nach Einführen des Endes 90b in die Kerbe 88b ein
Werkzeug geführt werden kann, welches, wie in Fig. 10 erkennbar, das
Material beidseits der Kerbe 88b zusammenquetscht und somit für eine
Fixierung des Endes 90b in der Kerbe 88b erfolgt.
In Fig. 11 ist in der Auslenkungsmasse 22b eine sekantial verlaufende
Kerbe 96b vorgesehen, welche in einem vergrößerten Endbereich 98b
endet. Die Kerbe 96b und der vergrößerte Endbereich 98b derselben
erstrecken sich in axialer Richtung vollständig durch die Auslenkungsmasse
22b hindurch. Der Roll-Bandabschnitt 86b wird dann seitlich mit seinem
Ende 90b in die Kerbe 96b bzw. den erweiterten Endbereich 9% eingeführt,
wobei am äußersten Ende des Roll-Bandabschnitts 86b eine Umfaltung oder
Umrollung 100b gebildet ist, welche den vergrößerten Endbereich 98b füllt.
Auch auf diese Art und Weise kann eine Festlegung des Roll-Bandabschnitts
86b erhalten werden.
Gemäß Fig. 12 schneidet die sekantial verlaufende Kerbe 96b einen
erweiterten Raum 102b an, durch welchen hindurch das Ende 90b des Roll-
Bandabschnitts 86b geführt werden kann. In diesen Raum 102b kann dann
eine Befestigungskugel oder dergleichen 104b eingequetscht werden, so
daß auch auf diese Art und Weise die Festlegung erzielt wird. Auch hier
erstrecken sich die Kerbe 96b bzw. der Raum 102b in Achsrichtung
vorzugsweise vollständig durch die Auslenkungsmasse 22b hindurch.
Die in den Fig. 10-12 dargestellten Auslenkungsmassen 22b können in
einfacher Weise durch Ablängen eines Stangenmaterials mit der dargestell
ten Querschnittskonfiguration oder als Stanzteile erhalten werden.
Da bei Vorsehen mehrerer Roll-Bandabschnitt 86b diese in Richtung der
Rollachse R aufeinanderfolgend angeordnet werden müssen, können
beispielsweise mehrere der in den Fig. 10-15 dargestellten einzelnen
Körper in Richtung der Rollachse R aufeinanderfolgend positioniert und
beispielsweise mit einem Niet miteinander verbunden werden. Jeder der
einzelnen Roll-Bandabschnitte 86b kann dann an einem separaten Körper
festgelegt werden. Es ist jedoch auch möglich, für jeden der Roll-Band
abschnitte 86b in einem integralen Körper separate Einkerbungen oder
Befestigungsvorkehrungen vorzusehen.
Um auch bei dieser Ausgestaltungsform ein Verkippen der Auslenkungs
massen 22b soweit wie möglich verhindern zu können, werden vorzugs
weise wenigstens drei Roll-Bandabschnitte 86b eingesetzt, wobei in
Richtung der Rollachse R aufeinanderfolgende Roll-Bandabschnitte 86b die
Auslenkungsmasse 22b dann in entgegengesetzter Richtung umgeben und
bei Durchführung von Abrollbewegungen sich entweder aufrollen oder
abrollen.
Wenn, wie insbesondere in den Fig. 6-9 dargestellt, nur eine einfache
Umschlingung der Auslenkungsmassen 22b durch das Roll-Band 70b bzw.
die angesprochenen Roll-Bandabschnitte 86b erzeugt wird, so ist auch der
Auslenkungswinkel aus dem Scheitelbereich 24b auf einen Bereich von
180° zu jeder Seite beschränkt. Soll ein größerer Auslenkungswinkel
erreicht werden, so ist eine Mehrfachumschlingung erforderlich, wie sie
beispielsweise vorangehend mit dem Bezug auf den Einsatz eines Drahtma
terials als Roll-Band besprochen wurde. Soll dies jedoch auch bei Einsatz
eines bandartigen, also flach ausgestalteten Roll-Bandes erfolgen, so muß
zum Vermeiden der ebenfalls angesprochenen Schrägstellung das Band
derart gewickelt werden, daß es nach einer Windung sich wieder überlappt.
Der Übergang in diesem Überlappungsbereich würde jedoch zu einer Stufe
führen, welche zur Folge hätte, daß bei Durchführung der Abrollbewegung
jedesmal bei Rollen über diese Stufe ein Stoß auftritt. Um dies zu ver
meiden, kann eine Ausgestaltung vorgesehen werden, wie sie in den
Fig. 13-17 dargestellt ist. Man erkennt in Fig. 13, daß die Aus
lenkungsmasse 22b durch zwei Körperteile 110b, 112b gebildet ist, die eine
zentrale Öffnung 114b, 116b aufweisen. Wie in Fig. 14 dargestellt, kann
durch diese Öffnungen 114b, 116b ein Niet oder Verbindungsbolzen 118b
hindurchgeführt werden, um die beiden Körper 110b, 112b miteinander zu
verbinden. Die beiden Körper 110b, 112b sind zueinander identisch
aufgebaut und derart miteinander verbunden, daß einer der beiden Körper
bezüglich des anderen um eine zur Rollachse R orthogonal stehende Achse
um 180° gedreht ist. Des weiteren erkennt man, daß die Körper 110b,
112b keine kreisrunde Außenkontur aufweisen, sondern eine Abrollfläche
120b aufweisen, welche die Rollachse R spiralartig umgibt. Eine Spiral-
Ganghöhe g, die sich in Form einer Stufe 122b (siehe Fig. 16) bemerkbar
macht, entspricht dabei näherungsweise der Dicke des einzusetzenden
Bandmaterials. Die nicht mehr kreisrunde Außenkontur der Auslenkungs
masse 22b wird bei der Auslegung der Auslenkungsbahn berücksichtigt. Die
beiden Körper 110b, 112b werden, wie in Fig. 16 erkennbar, dann derart
miteinander verbunden, daß zwischen den beiden Schultern 122b eine
Umfangslücke 124b gebildet wird. Die in Verbindung mit einer derartigen
aus mehreren Körpern 110b, 112b zusammengesetzten Auslenkungsmasse
22b einzusetzende Roll-Bandeinheit 126b ist in Fig. 15 mit durchgezogener
Linie dargestellt. Sie umfaßt zwei Bandabschnitte 128b, 130b, welche um
eine Breite der jeweiligen Bandabschnitte 128b, 130b bezüglich einander
versetzt sind und durch einen Verbindungsbereich 132b miteinander
verbunden sind. Im Verbindungsbereich 132b ist eine Öffnung 134b
vorgesehen, durch welche hindurch ein Befestigungselement geführt werden
kann, um diese Roll-Bandeinheit 126b an der Auslenkungsmasse 22b
festlegen zu können. Insbesondere ist die Positionierung derart, daß der
Verbindungsabschnitt 132b in den Bereich der Lücke 124b eingepaßt wird
und daß die Bandabschnitte 128b, 130b sich dann auf einem der beiden
Körper 110b, 112b entlang der zugeordneten Abrollfläche 120b erstrecken.
Bei Vergleich der Fig. 15 mit der Fig. 13 erkennt man also, daß der
Bandabschnitt 128b auf der Außenumfangsfläche 120b des Körpers 110b
geführt ist, während der Bandabschnitt 130b auf der Außenumfangsfläche
oder Abrollfläche 120b des Körpers 112b geführt ist. Werden die Band
abschnitte 128b, 130b einmal vollständig um die zugeordneten Körper
110b, 112b herumgewickelt, gelangen sie wieder in den Bereich der
Schulter 122b und haben dort einen um die Materialdicke größeren Abstand
zur Rollachse R. Werden diese Bandabschnitte 128b, 130b dann weiter um
die zugeordneten Körper 110b, 112b gewickelt, so tritt bei der Überlappung
keine Stufe auf, da diese Stufe durch die Schulter 122b bereits kompensiert
ist. Es ergibt sich somit die in Fig. 17 erkennbare Konfiguration, bei
welcher jeder der Bandabschnitte 128b, 130b mehrfach um den zu
gehörigen Körper 110b bzw. 112b und somit mehrfach um die Aus
lenkungsmasse 22b gewickelt ist. Bei Durchführung einer Abrollbewegung
kann nunmehr ein deutlich größerer Auslenkungswinkel erzeugt werden,
welcher im wesentlichen der Anzahl an Umwicklungen jedes Bandabschnitts
um den zugehörigen Körper entspricht.
Um auch bei einer derartigen Ausgestaltungsform einen in Richtung der
Rollachse R symmetrischen Aufbau zu erhalten bzw. eine bessere Ab
stützung gegen seitliches Kippen vorzusehen, kann, wie in Fig. 15
dargestellt, die Roll-Bandeinheit 126 mehr als zwei Bandabschnitte
aufweisen. Beispielsweise können drei Bandabschnitte vorgesehen sein,
nämlich die Bandabschnitte 128b und 128b', die nebeneinander positioniert
sind, und ein sich in der anderen Richtung erstreckender Bandabschnitt
130b. Auch auf dieser Seite ist es jedoch möglich, zusätzlich noch
Bandabschnitte 130b' vorzusehen. Jedem der vorzusehenden Band
abschnitte ist dann jedoch ein separater Körper 110b oder 112b zuzuord
nen, d. h. bei drei Bandabschnitten muß bei der Darstellung der Fig. 13 vor
dem Körper 112b ein weiterer Körper 110b positioniert sein. Ferner könnten
die einzelnen Bandabschnitte auch als getrennte Elemente an den jeweiligen
Körpern 110, 112, 123, 130, so wie vorangehend beschrieben, festgelegt
sein.
Es sei darauf hingewiesen, daß bei Einsatz eines bandartigen Roll-Bandes
hier vorzugsweise Federstahl eingesetzt wird, da auf diese Art und Weise
gleichzeitig eine verschleißfeste Laufbahn für die jeweilige Auslenkungs
masse gebildet ist.
Vorangehend sind verschiedene Ausgestaltungsformen beschrieben worden,
durch welche bei einer auch als drehzahladaptiver Tilger bekannten
Schwingungsdämpfungsvorrichtung zwangsweise dafür gesorgt wird, daß
bei Auslenkung der jeweiligen oszillierenden Masse aus ihren Ruhelagen
diese in eine Rollbewegung versetzt werden, um ein definiertes Schwin
gungsverhalten beizubehalten. Der Übergang in einen Gleitzustand kann
vermieden werden, so daß auch bei größeren Amplituden, bei welchen der
Anlagedruck der einzelnen Auslenkungsmassen gegen die zugeordneten
Auslenkungsbahnen allmählich geringer wird, eine Verstimmung der
Oszillatoren vermieden werden kann.
Claims (21)
1. Schwingungsdämpfungsvorrichtung, insbesondere für ein Antriebs
system eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine in einem um eine
Drehachse (A) drehbaren Grundkörper (12) angeordnete Auslen
kungsmassenanordnung (22) mit wenigstens einer Auslenkungs
masse (22) und eine der wenigstens einen Auslenkungsmasse (22)
zugeordnete Auslenkungsbahn (20), entlang welcher die Aus
lenkungsmasse (22) bei Drehung des Grundkörpers (12) um die
Drehachse (A) sich bewegen kann, wobei die Auslenkungsbahn (20)
einen Scheitelbereich (24) und beidseits des Scheitelbereichs jeweils
Auslenkungsbereiche (26, 28) aufweist, wobei die Auslenkungs
bereiche (26, 28) ausgehend vom Scheitelbereich (24) zu ihren
Endbereichen (30, 32) hin einen abnehmenden Abstand zur Dreh
achse (A) aufweisen,
gekennzeichnet durch eine Zwangs-Rollanordnung, durch welche bei
Bewegung der wenigstens einen Auslenkungsmasse (22) entlang der
zugeordneten Auslenkungsbahn (20) eine Rollbewegung der wenig
stens einen Auslenkungsmasse (22) erzeugt wird.
2. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zwangs-Rollanordnung (38, 40) eine
zwischen der wenigstens einen Auslenkungsmasse (22) und dem
Grundkörper (12) oder einer mit diesem verbundenen Komponente
wirksame Verzahnungsanordnung (38, 40) umfaßt.
3. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verzahnungsanordnung (38, 40) eine an
einem Außenumfang der wenigstens einen Auslenkungsmasse (22)
vorgesehene Verzahnung (38) und eine an der Auslenkungsbahn (20)
vorgesehene Gegenverzahnung (40) umfaßt.
4. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verzahnung (38) sich nur über einen
Breitenabschnitt der Außenumfangsfläche (34) der wenigstens einen
Auslenkungsmasse (22) erstreckt.
5. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Breitenabschnitt höchstens die Hälfte der
Gesamtbreite der Außenumfangsfläche (34) umfaßt.
6. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (38) und die Gegenver
zahnung (40) im wesentlichen nur zur Übertragung von näherungs
weise entlang der Auslenkungsbahn (20) gerichteten Kräften
ausgebildet sind.
7. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Auslenkungs
masse (22) wenigstens eine Führungsachse (46, 48) aufweist,
welche bei Bewegung der wenigstens einen Auslenkungsmasse (22)
entlang einer Führungsbahn (50, 52) bewegbar ist.
8. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verzahnungsanordnung zwischen der
wenigstens einen Führungsachse (46, 48) und der zugeordneten
Führungsbahn (50, 52) wirksam ist.
9. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 3 und Anspruch
7, dadurch gekennzeichnet, daß an der der wenigstens einen
Führungsachse (46, 48) zugeordneten Führungsbahn (50, 52) die
Auslenkungsmasse (22) bei Bewegung abgestützt ist und daß
zwischen der Verzahnung (38) und der Gegenverzahnung (40) im
wesentlichen nur näherungsweise entlang der Auslenkungsbahn (20)
gerichtete Kräfte übertragbar sind.
10. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zwangs-Rollanordnung (48a, 54a, 52a, 56a)
eine Führungsvorsprung/Führungsbahn-Anordnung (48a, 54a, 52a,
56a) umfaßt, durch welche bei Auslenkung der wenigstens einen
Auslenkungsmasse (22a) aus dem Scheitelbereich (24a) der zugeord
neten Auslenkungsbahn (20a) eine Rollbewegung der wenigstens
einen Auslenkungsmasse (22a) erzeugt wird.
11. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Führungsvorsprung/Führungsbahn-Anord
nung (48a, 54a, 52a, 56a) wenigstens einen bezüglich einer
Rollachse versetzten Führungsvorsprung (48a, 54a) und eine diesem
jeweils zugeordnete Führungsbahn (52a, 54a) umfaßt.
12. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß ein (48a) Führungsvorsprung (48a, 54a) an der
wenigstens einen Auslenkungsmasse (22) zu einer Rollachse (R)
derselben konzentrisch angeordnet ist und daß die diesem Führungs
vorsprung (48a) zugeordnete Führungsbahn (52a) am Grundkörper
(12a) oder einer mit diesem verbundenen Komponente vorgesehen ist
und im wesentlich dem Verlauf der Auslenkungsbahn (20a) folgt.
13. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10
bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorsprung/Füh
rungsbahn-Anordnung wenigstens zwei Führungsvorsprünge
(48a, 54a) und diesen zugeordnete Führungsbahnen (52a, 54a)
umfaßt und daß die wenigstens zwei Führungsvorsprünge (48a, 52a)
bezüglich der Rollachse (R) der wenigstens einen Auslenkungsmasse
(22a) an der gleichen oder an unterschiedlichen axialen Seiten
vorgesehen sind.
14. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10
bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorsprung/Füh
rungsbahn-Anordnung zwei Gruppen von Führungsvorsprüngen
(48a, 46a, 54a, 58a) und diesen zugeordneten Führungsbahnen
(52a, 50a, 56a, 64a) umfaßt und daß an jeder axialen Endseite der
wenigstens einen Auslenkungsmasse (22a) bezüglich der Rollachse
(R) derselben jeweils eine der Gruppen von Führungsvorsprüngen mit
zugeordneten Führungsbahnen vorgesehen ist.
15. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zwangs-Rollanordnung eine die wenigstens
eine Auslenkungsmasse (22b) umgebende Roll-Bandanordnung (70b;
86b; 126b) umfaßt, deren Endbereiche jeweils in einem der Endbe
reiche (30b, 32b) der der wenigstens einen Auslenkungsmasse (22b)
zugeordneten Auslenkungsbahn (20b) festgelegt sind.
16. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Roll-Bandanordnung (70b; 86; 126b) ein
Roll-Band (70b; 86b; 126b) umfaßt, welches die wenigstens eine
Auslenkungsmasse (22b) mit wenigstens einer Wicklung umschlingt.
17. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Roll-Bandanordnung wenigstens
zwei Roll-Bandabschnitte (86b; 128b, 130b) umfaßt, die jeweils in
einem ihrer Enden an jeweils einem Endbereich (30b, 32b) der
Auslenkungsbahn (20b) festgelegt sind und in ihrem anderen Ende
(90b) an der Auslenkungsmasse (22b) festgelegt sind und die
Auslenkungsmasse (22b) in entgegengesetzter Richtung umgeben.
18. Schwingungsdännpfungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Roll-Bandabschnitte (86b;
128b, 130b) in Richtung einer Rollachse (R) der wenigstens einen
Auslenkungsmasse (22b) bezüglich einander versetzt sind.
19. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Roll-Bandanordnung (86b; 128b, 128b',
130b, 130b') wenigstens drei Roll-Bandabschnitte (86b; 128b,
128b', 130b, 130b') umfaßt und daß unmittelbar aufeinanderfol
gende Roll-Bandabschnitte die Auslenkungsmasse (22b) in entgegen
gesetzter Richtung umgeben.
20. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Roll-Bandab
schnitte (128b, 130b) durch einen Verbindungs-Bandabschnitt (132b)
miteinander verbunden sind.
21. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17
bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß an der wenigstens einen
Auslenkungsmasse (22b) jedem Roll-Bandabschnitt (128b, 130b)
zugeordnet ein Rolloberflächenbereich (120b) vorgesehen ist, welcher
sich ausgehend von dem Bereich (124b), in dem der jeweilige Roll-
Bandabschnitt (128b, 130b) an der Auslenkungsmasse (22b)
festgelegt ist, von der Rollachse (R) der Auslenkungsmasse (22b)
spiralartig entfernt, wobei eine Spiral-Ganghöhe (g) des sich spiralar
tig erstreckenden Rolloberflächenbereichs (120b) im wesentlichen der
Materialdicke des jeweiligen Roll-Bandabschnitts (128b, 130b)
entspricht.
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