-
Die
Erfindung betrifft einen Schwingungstilger mit mindestens einem
Tilgerkörper
und einem Tragelement aus einem elastischen Material mit einem Aufnahmeabschnitt
zur Halterung des mindestens einen Tilgerkörpers.
-
Eine
bekannte Maßnahme
zur Minderung oder Beruhigung unerwünschter Schwingungen liegt in
der Verwendung von sogenannten Tilgern. In der Praxis werden überwiegend
Feder-Masse-Schwinger mit einem Freiheitsgrad eingesetzt. Die Abstimmung
des Tilgers, d.h. dessen Eigenfrequenz orientiert sich an der zu
tilgenden Betriebsfrequenz. Neben ungedämpften Tilgern, mit denen sich
im Idealfall bei der Abstimmungsfrequenz eine Auslöschung der unerwünschten
Schwingungsamplitude erzielen läßt, kommen
auch gedämpfte
Tilger zum Einsatz. Mit solchen Tilgern läßt sich eine vollständige Auslöschung nicht
verwirklichen. Ziel der Auslegung gedämpfter Tilger ist vielmehr,
in einem möglichst
breiten Frequenzbereich möglichst
kleine Amplituden zu erreichen um unerwünschte Schwingungen bei beliebiger deterministischer
oder auch stochastischer Erregung zu mindern.
-
Ein
einfacher Tilger der eingangs genannten Art ist aus der
DE 44 12 879 A1 bekannt.
Der bekannte Tilger besteht im wesentlichen aus einem sperrigen
Tilgerklotz, der über
einen elastischen Federkörper
großflächig an
einen starren Haltebügel
anvulkanisiert ist. Der Tilgerklotz ist dabei von dem Material des
Federkörpers
umschlossen.
-
Aufgrund
seiner sperrigen Bauform ist dieser bekannte Tilger unter räumlich beengten
Verhältnissen
nicht verwendbar. Die großflächige Befestigung des
Tilgerklotzes erschwert eine präzise
Frequenzabstimmung.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen präzise abstimmbaren
Schwingungstilger zu schaffen, der eine hohe Einsatzflexibilität auch unter
räumlich
beengten Verhältnissen
aufweist.
-
Diese
Aufgabe wird durch einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des
Oberbegiffes nach Anspruch 1 gelöst,
bei dem das Tragelement einen den Aufnahmeabschnitt umgebenden Befestigungsflansch
zur Kopplung mit einer zu dämpfenden Struktur
aufweist, sowie einen verjüngten
Gelenkabschnitt, über
den der Aufnahmeabschnitt mit dem Befestigungsflansch schwingbewegbar
verbunden ist.
-
Hierdurch
ergibt sich eine flache und raumsparende Bauweise, die den Einsatz
des Schwingungstilgers auch an schwer zugänglichen Stellen erlaubt. Der
verjüngte
Gelenkabschnitt ermöglicht überdies
eine genaue Einstellung der Elastizitätsgröße des Tilgers, so daß sich dieser
gut abstimmen läßt. Die
Bauteilintegration von Aufnahmeabschnitt, Gelenkabschnitt und Befestigungsflansch in
ein Tragelement bewirkt eine einfache Herstellung und einen minimalen
Montageaufwand.
-
Der
Schwingungstilger kann in beliebiger Weise an der zu dämpfenden
Struktur befestigt werden, beispielsweise durch Verschrauben oder
Verklemmen des Befestigungsabschnittes mit der Struktur. Soweit
andere Verbindungstechniken ausscheiden, kann er an der gewünschten
Stelle auch angeklebt oder anvulkanisiert werden.
-
Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Gelenkabschnitt
als mit mindestens einer Nut versehener, dünnwandiger Steg ausgebildet
ist. Hieraus resultiert eine besonders gute Einstellbarkeit der
Elastizität
der Schwinggelenkzone.
-
Vorzugsweise
umgibt der Gelenkabschnitt den Aufnahmeabschnitt durchgehend, so
daß Richtungseinflüsse auf
das Schwingverhalten weitestgehend vermieden werden.
-
Nach
weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen wird die Elastizität der Schwingzone
durch die Geometrie derselben, insbesondere durch die Verteilung von
einer oder mehreren Nuten an dem Gelenkabschnitt eingestellt.
-
Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Tilgerkörper bzw.
sind die Tilgerkörper
als flächige,
plattenartige Elemente ausgebildet, wodurch sich eine besonders
flache Bauweise des gesamten Schwingungstilgers verwirklichen läßt. Die flachen,
plattigen Elemente können
in ihrer Kontur und in ihren Abmessungen an die entsprechenden Flächen eines
zu beruhigenden Bauteils angepaßt werden.
-
Zur
Dickenoptimierung ist der Befestigungsflansch entlang des schmalen
Außenrandes
des in seiner Dicke flach ausgebildeten Aufnahmeelementes angeordnet.
-
Gemäß einer
weiteren Ausgestaltungsform weist der Befestigungsflansch einen
in Dickenrichtung über
den Aufnahmeabschnitt hervorstehenden Vorsprung, vorzugsweise einen
durchgehenden Vorsprung, mit einer Anlagefläche zur Befestigung des Schwingungstilgers
an einer zu dämpfenden
Struktur auf. Der Schwingungstilger kann so flach an einer Wand
befestigt werden, wobei genügend
Freiraum für
das Schwingen des Aufnahmeabschnittes senkrecht zu der Wand bleibt.
-
Zur
Verbesserung der Steifigkeit des aus dem elastischen Material des
Tragelementes bestehenden Befestigungsflansches ist in diesem ein
profiliertes Versteifungselement vorgesehen und bevorzugt in das
Befestigungselement einvulkanisiert. Vorzugsweise weist das Versteifungselement
ein L-förmiges
Profil auf, dessen einer Schenkel sich in den Vorsprung erstreckt.
-
Eine
symmetrische Ausbildung des Aufnahmeabschnitts mit dem Tilgerkörper bzw.
den Tilgerkörpern
und des Gelenkabschnitts mit Bezug auf eine sich in Breitenrichtung
erstreckende Mittelebene stellt ein Symmetrie der Elastizität des Feder-Masse-Systems
zum Zweck einer gezielten Frequenzabstimmung sicher.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
erläutert.
Die Zeichnung zeigt in
-
1 das
Ausführungsbeispiel
eines Schwingungstilgers im Schnitt;
-
2 eine
Ansicht des Details X aus 1; und
-
3 eine
Seitenansicht des Schwingungstilgers mit angedeutetem Tilgerkörper und
Versteifungselement.
-
Der
Schwingungstilger 1 des Ausführungsbeispiels weist einen
Tilgerkörper 2 aus
einem schweren Material sowie einen einstückigen Tragrahmen 3 aus
einem elastischen Material, beispielsweise Gummi auf.
-
Wie
insbesondere den 1 und 3 zu entnehmen
ist, ist der Tilgerkörper 2 des
Ausführungsbeispiels
als ein flaches Platten- oder Blechelement mit konstanter Dicke
ausgebildet, wobei die Breite ein Mehrfaches, vorzugsweise mindestens das
Doppelte, der Dicke beträgt.
Die Kontur sowie Abmessungen in Breitenrichtung können dabei
relativ frei gewählt
werden, um eine optimale, räumlich flache
Anpassung an einen Anbringungsort zu ermöglichen. Alternativ zu dem
gezeigten Ausführungsbeispiel
können
anstelle eines Tilgerkörpers 2 auch
mehrere Tilgerkörper
in der Platten- bzw. Blechebene nebeneinander an einem gemeinsamen Träger angeordnet
werden Der Tragrahmen 3 wird durch einen Aufnahmeabschnitt 4 zur
Halterung einer oder mehrere Tilgerkörper 2, einen Befestigungsflansch 6 und
einen zwischen diesen angeordneten Gelenkabschnitt 5 gebildet.
Dabei ist der Aufnahmeabschnitt 4 als Tasche mit dünnen Seitenwänden 8, 9 ausgebildet,
die den bzw. die Tilgerkörper 2 vollständig umschließt und räumlich festlegt.
Die Form des Aufnahmeabschnittes 4 entspricht daher der
Gestalt des Tilgerkörpers
bzw. einer Gruppe derselben, so daß die Dicke den schwingenden
Teils 4 des Schwingungstilgers 1 im Verhältnis zur
Breite gering bleibt.
-
Um
den schmalen Rand des Aufnahmeabschnittes 4 ist der Befestigungsflansch 6 rahmenartig angeordnet
, dessen Sockeldicke in dem gezeigten Ausführungsbeispiel geringer ist
als die Dicke des Aufnahmeabschnittes 4. An den Sockel 17 des
Befestigungsflansches 6 schließt in Dickenrichtung ein ringartiger
Vorsprung 10 an, mit dem der Befestigungsflansch 6 über den
Aufnahmeabschnitt in Dickenrichtung zur Bereitstellung eines freien
Schwingraumes hervorsteht. Der Vorsprung 10 dient weiterhin
der Befestigung des Schwingungstilgers 1 an einer zu dämpfenden
Struktur, wozu an dem Vorsprung 10 in Dickenrichtung außenseitig
eine glatte Anlagefläche 11 vorgesehen
ist, über
die der Schwingungstilger an eine Wand angeklebt oder anvulkanisiert werden
kann.
-
Je
nach Einbauverhältnissen
kann der Schwingungstilger 1 auch ohne Vorsprung 10 ausgebildet
werden, wenn beispielsweise geeignete Anschlußstellen an der zu dämpfenden
Struktur vorhanden sind, die ein freies Schwingen des Aufnahmeabschnittes 4 zulassen.
-
Zur
Verstärkung
des aus elastischem Material bestehenden Befestigungsflansches weist
dieser ein Versteifungselement 7 aus festerem Material,
beispielsweise Blech auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Versteifungselement 7 durch ein
ringartiges Blechstück
mit L-förmigem
Profil gebildet, wobei sich ein Schenkel in Richtung des Vorsprunges 10 erstreckt.
Das Versteifungselement 7 ist in den Befestigungsflansch 6 einvulkanisiert.
-
Die
Verbindung zwischen Befestigungsflansch 6 und Aufnahmeelement 4 erfolgt über den Gelenkabschnitt 5 des
Tragelementes 3, wobei sämtliche Abschnitte des einstückigen Tragelementes 3 aus
dem gleichen Material bestehen. Der Gelenkabschnitt 5 umgibt
den Aufnahmeabschnitt 4 an dessen schmalen Rand und ist
als dünnwandiger
Steg ausgebildet. Durch die Wahl der Stegdicke wird die Elastizität des Feder-Masse-Systems des Tilgers
eingestellt, womit in Zusammenwirkung mit der Bestimmung der Tilgermasse,
die im wesentlichen der Masse der Tilgerkörper entspricht, die Eigenfrequenzabstimmung
des Tilgers erfolgt.
-
Neben
werkstofftechnischen Parametern wird die Elastizität durch
gezielte Geometriemaßnahmen
in der Schwinggelenkzone des Gelenkabschnittes 5 beeinflußt. In dem
gezeigten Ausführungsbeispiel
sind, wie insbesondere aus 2 zu erkennen ist,
mehrere umlaufende Nuten 14, 15, 16 vorgesehen,
die auch eine unterschiedliche Form aufweisen können. In alternativen Ausführungsformen
können auch
einige der dargestellten Nuten weggelassen werden oder zusätzliche
hinzugefügt
werden.
-
2 zeigt
insgesamt drei Nuten, wovon eine erste Nut 14 am unmittelbaren Übergang
zwischen dem Befestigungsflansch 6 und dem Gelenkabschnitt 5 angeordnet
ist. Die angrenzende Wand 13 auf der Seite des Befestigungsflansches 6 ist
dabei leicht gekrümmt
ausgebildet, während
die Nut eine V- oder U-förmige
Form besitzt. Eine weitere Nut 16 ist am unmittelbaren Übergang
zwischen dem Aufnahmeabschnitt 4 und dem Gelenkabschnitt 5 angeordnet
und geht in einen gekrümmten Wandabschnitt 12 des
Aufnahmeabschnittes 4 über.
-
Eine
dritte Nut 15 verläuft
in der Mitte zwischen dem Befestigungsflansch 6 und dem
Aufnahmeabschnitt 4.
-
Den
beschriebenen Nuten 14, 15, 16 auf der in
Dickenrichtung einen Seite des Gelenkabschnittes liegt auf der gegenüberliegenden
Seite jeweils eine gleichartig ausgebildete Nut 14, 15, 16 gegenüber, so daß sich mit
Bezug auf eine in Breitenrichtung des Tragelementes 3 erstreckende
Mittelebene Y eine symmetrische Konstruktion und damit ein symmetrisches
Feder- bzw. Schwingverhalten ergibt. Hierzu ist weiterhin auch das
Aufnahmeelement 4 samt Tilgerkörper 2 bzw. -körpern symmetrisch
ausgebildet.
-
- 1
- Schwingungstilger
- 2
- Tilgerkörper
- 3
- Tragrahmen
- 4
- Aufnahmeabschnitt
- 5
- Gelenkabschnitt
- 6
- Befestigungsflansch
- 7
- Versteifungselement
- 8
- Seitenwand
- 9
- Seitenwand
- 10
- ringartiger
Vorsprung
- 11
- glatte
Anlagefläche
- 12
- gekrümmter Wandabschnitt
- 13
- angrenzende
Wand
- 14,
15, 16
- umlaufende
Nuten
- Y
- Mittelebene