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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
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Konkret geht es um einen Schwingungstilger mit einer an ein schwingendes Bauteil starr anzukoppelnden Basis, die einen in Richtung einer Hauptachse gestreckten Hauptkörper umfasst, welcher aus einem einzigen Metallstück ausgebildet ist, mit einem an eine um die Hauptachse umlaufende Umfangsfläche des Hauptkörpers über eine Gummi-Metall-Verbindung angebundenen ringförmigen Federkörper aus einem Elastomerwerkstoff, mit einer den Federkörper in Umfangsrichtung um die Hauptachse umgreifenden und über eine Gummi-Metall-Verbindung an dem Federkörper angebundenen Metallbuchse und mit einer über den Federkörper elastisch an die Basis angekoppelten ringförmigen Tilgermasse, die einen die Metallbuchse in Umfangsrichtung um die Hauptachse umschließenden und mechanisch starr an die Metallbuchse angekoppelten Massekörper umfasst, welcher aus einem einzigen Metallstück ausgebildet ist und welcher die Tilgermasse zu mindestens 90% ausbildet.
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Dass die Tilgermasse und damit auch ihr Hauptkörper ringförmig ist bedeutet, dass sie sich ringförmig um in Umfangsrichtung um die Hauptachse erstrecken. Der Hauptkörper der Tilgermasse kann bei Blickrichtung längs der Hauptachse innen und außen durch Kreise begrenzt also kreisringförmig sein, muss dies aber nicht. So kann der Hauptkörper in Umfangsrichtung um die Hauptachse eine Unterbrechung aufweisen und in bei Betrachtung längs der Hauptachse insbesondere außen, aber selbst innen auch unrunde, wie beispielsweise drei-, vier- oder mehreckige Abmessungen aufweisen. Die äußeren Abmessungen der Metallbuchse sind auf die inneren Abmessungen des Hauptkörpers der Tilgermasse abgestimmt.
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Der Federkörper aus Elastomerwerkstoff wird bei der Herstellung dieses Schwingungstilgers unter Ausbildung der Gummi-Metall-Verbindungen in einem Formwerkzeug an den Hauptkörper und die Metallbuchse angespritzt. Dabei soll diese Formulierung einschließen, dass die Ausbildung der Gummi-Metall-Verbindungen erst während einer sich an das unmittelbare Anspritzen anschließenden Vulkanisierphase in dem Formwerkzeug erfolgt. Der Massekörper, der die Tilgermasse zum weit überwiegenden Teil ausbildet, wird nicht in dieses Formwerkzeug eingebracht. Vielmehr wird die Metallbuchse erst nach dem Entformen der von dem Elastomerwerkstoff zusammengehaltenen Baueinheit aus dem Formwerkzeug in den Massekörper der Tilgermasse eingepresst, so dass der Massekörper starr an die Metallbuchse angekoppelt wird. Die Metallbuchse bildet damit einen weiteren, kleineren Teil der Tilgermasse aus. Dass der Massekörper der Tilgermasse nicht in das Formwerkzeug eingebracht wird, ist insbesondere bei großen physikalischen Massen der Tilgermasse und damit des Massekörpers von Vorteil, allein schon weil der Massekörper in dem Formwerkzeug nicht auf die zum Ausbilden der Gummi-Metall-Verbindungen nötigen Temperaturen gebracht werden muss. Weiterhin kann das Formwerkzeug kleiner gehalten bzw. leicht als Mehrfachwerkzeug ausgebildet werden. Außerdem sind ohne den Massekörper in dem Formwerkzeug die Freiheiten bei der Ausbildung des Federkörpers aus dem Elastomerwerkstoff größer. Der Federkörper aus Elastomerwerkstoff kann ein geschlossener Ring um die Hauptachse sein. Er kann aber auch Unterbrechungen in Umfangsrichtung um die Hauptachse aufweisen oder aus einzelnen um die Hauptachse herum verteilten Stegen bestehen.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
DE 102 14 417 C1 ist ein Schwingungstilger mit einer an ein schwingendes Bauteil starr anzukoppelnden Basis, die einen in Richtung einer Hauptachse gestreckten Hauptkörper umfasst, welcher aus einem einzigen Metallstück ausgebildet ist, einem an eine um die Hauptachse umlaufende Umfangsfläche des Hauptkörpers über eine Gummi-Metall-Verbindung angebundenen ringförmigen Federkörper aus einem Elastomerwerkstoff, einer den Federkörper in Umfangsrichtung um die Hauptachse umgreifenden und über eine Gummi-Metall-Verbindung an den Federkörper angebundenen Metallbuchse und einer über den Federkörper elastisch an die Basis angekoppelten ringförmigen Tilgermasse, die einen die Metallbuchse in Umfangsrichtung um die Hauptachse umschließenden und mechanisch starr an die Metallbuchse angekoppelten Massekörper umfasst, welcher aus einem einzigen Metallstück ausgebildet ist und welcher die Tilgermasse zu mindestens 90% ausbildet, bekannt. Dabei ist der Hauptkörper der Basis mit einer längs der Hauptachse verlaufenden Durchgangsöffnung für eine Befestigungsschraube versehen, deren Kopf eine Verliersicherung für den Massekörper der Tilgermasse bereitstellt, weil der Durchmesser des Kopfes größer ist als ein kleinster Innendurchmesser des Massekörpers. Die Metallbuchse ist in einen Bereich des Massekörpers eingepresst, in dem dieser einen größeren als seinen minimalen Durchmesser aufweist.
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Aus der
US 2005/0133325 A1 ist ein Schwingungstilger bekannt, der eine innere Hülse, die an einem axialen Ende zur Montage an einer flachen Anlagefläche vorgesehen ist, eine ringförmige Tilgermasse, die koaxial um die innere Hülse herum mit einem Abstand dazwischen angeordnet ist, einen Federkörper aus Elastomerwerkstoff, der zwischen der inneren Hülse und der Tilgermasse angeordnet ist und sie elastisch miteinander verbindet, und einen Ringflansch, der sich radial von dem einen Ende der inneren Hülse auswärts erstreckt, aufweist. Dabei umfasst die Tilgermasse eine Metallbuchse, die in einen Massekörper der Metallbuchse eingepresst ist und einen dem ringförmigen Flansch an dem einen Ende der Innenhülse gegenüberliegenden ringförmigen Flansch umfasst. Der Federkörper aus Elastomerwerkstoff erstreckt sich bis in den Bereich zwischen den beiden Flanschen hinein. Am gegenüberliegenden Ende der inneren Hülse wird beim Befestigen des bekannten Schwingungstilgers an der Anlagefläche eine Lochscheibe zwischen der inneren Hülse und einer Befestigungsmutter festgeklemmt, die auf eine sich durch die inneren Hülse erstreckende Befestigungsschraube aufgeschraubt wird. Dadurch ist eine Verliersicherung für die Tilgermasse ausgebildet.
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Ein Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Schutzanspruchs 1 ist aus der
DE 10 2005 009 677 A1 bekannt. Dabei ist der nach außen gerichtete Anschlagflansch an dem Hauptkörper in den Federkörper aus dem Elastomerwerkstoff eingebettet.
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An Schwingungstilger im Automobilbereich wird neben einer Verliersicherung für die Tilgermasse häufig auch die Anforderung gestellt, dass die Auslenkung der Tilgermasse gegenüber der Basis in allen Raumrichtungen auf eine definiertes Maß von wenigen Millimetern, beispielsweise 3 mm, beschränkt ist. Dabei soll die Tilgermasse beim Erreichen dieser Auslenkung nicht hart, aber doch definiert an der Basis anschlagen. Um dieses Ziel bei einem Schwingungstilger der eingangs beschriebenen Art zu erreichen, wäre es zum Ausbilden der gewünschten Anschläge für die Tilgermasse an der Basis grundsätzlich denkbar, den Hauptkörper der Basis oder den Massekörper der Tilgermasse mehrteilig auszubilden, um einen Flansch an dem einen dieser beiden Bauteile durch zwei Flansche an den beiden Teilen des anderen der beiden Bauteile einzuschließen. Hierdurch würde jedoch die Zahl der Bauteile des Schwingungstilgers und der Schritte zu ihrer Herstellung in solchem Maße ansteigen, dass der Schwingungstilger nicht mehr zu wettbewerbsfähigen Kosten hergestellt werden könnte.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Schutzanspruchs 1 aufzuzeigen, der den aktuellen Anforderungen an Schwingungstilger im Automobilbereich gerecht werden und dennoch zu wettbewerbsfähigen Kosten realisierbar ist.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des unabhängigen Schutzanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers sind in den abhängigen Schutzansprüchen definiert.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Schwingungstilgers mit einer an ein schwingendes Bauteil starr anzukoppelnden Basis, die einen in Richtung einer Hauptachse gestreckten Hauptkörper umfasst, welcher aus einem einzigen Metallstück ausgebildet ist, und einer über einen Federkörper aus einem Elastomerwerkstoff elastisch an eine um die Hauptachse umlaufende Umfangsfläche des Hauptkörpers angekoppelten ringförmigen Tilgermasse, die einen Massekörper umfasst, welcher aus einem einzigen Metallstück ausgebildet ist und welcher die Tilgermasse zu mindestens 90% ausbildet, wird der Elastomerwerkstoff in einem Formwerkzeug unter Ausbildung von Gummi-Metall-Verbindungen ausschließlich an den Hauptkörper der Basis und eine die Umfangsfläche des Hauptkörpers in Umfangsrichtung um die Hauptachse mit radialem Abstand umgreifende Metallbuchse angespritzt. Dann wird die Metallbuchse mit dem Federkörper und dem Hauptkörper in den Massekörper der Tilgermasse eingepresst, so dass der Massekörper starr an die Metallbuchse angekoppelt wird. Auf diese Weise wird die Tilgermasse über den Federkörper elastisch an die Basis angekoppelt. Dabei werden Paarungen von Anschlägen an der Basis und der Tilgermasse vorgesehen, wobei jeweils einer der Anschläge jeder Paarung mit einem Anschlagpuffer aus Elastomerwerkstoff versehen wird. Zu diesem Zweck wird ein Hilfskörper, der mindestens einen Anschlag einer der Paarungen ausbildet, nach dem Anspritzen und zugleich mit oder nach dem Einpressen mechanisch starr mit dem Hauptkörper oder dem Massekörper verbunden. Alle anderen Anschläge werden an dem Hauptkörper oder dem Massekörper selbst ausgebildet.
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Von dem Verfahren zur Herstellung des Schwingungstilgers erfolgt nur ein einziger Schritt in einem Formwerkzeug, und vor dem Einspritzen des Elastomerwerkstoffs in das Formwerkzeug werden ausschließlich der Hauptkörper der Basis und die Metallbuchse in das Formwerkzeug eingebracht. Die auf diese Weise ausgebildete Baueinheit wird mit dem Massekörper der Tilgermasse durch Einpressen der Metallbuchse in einen entsprechenden Sitz in dem Massekörper verbunden. Daneben kommt nur noch ein metallischer Hilfskörper zum Einsatz. Dieser Hilfskörper wird nach dem Anspritzen und zugleich mit dem Einpressen oder danach mechanisch starr mit dem Hauptkörper oder dem Massekörper verbunden. Mit dem Hilfskörper wird mindestens ein Anschlag einer der Paarungen von Anschlägen ausgebildet, der nicht einfach an dem einstückigen Hauptkörper der Basis oder dem einstückigen Massekörper der Tilgermasse vorgesehen werden kann. An den Hilfskörper wird jedoch weder der Elastomerwerkstoff in einem Formwerkzeug anvulkanisiert, noch bildet er einen wesentlichen Teil der Tilgermasse aus. Vielmehr handelt es sich um ein vergleichsweise kleines Bauteil geringer Masse, das nur die unbedingt notwendigen Funktionen ergänzt, welche von dem Hauptkörper der Basis und dem Massekörper der Tilgermasse nicht geleistet werden können. So werden alle anderen Anschläge an dem Hauptkörper und dem Massekörper ausgebildet, d. h. alle Anschläge, die nicht an dem Hilfskörper ausgebildet werden. In der Regel wird bei dem Verfahren zur Herstellung des Schwingungstilgers nur ein oder werden maximal zwei Anschläge an dem Hilfskörper ausgebildet, alle anderen an dem Hauptkörper oder dem Massekörper.
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In einer konkreten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung des Schwingungstilgers ist der Hilfskörper lochscheibenförmig und wird koaxial zu der Hauptachse ausgerichtet und so an einem Ende des Hauptkörpers gesichert. Dabei kann es sich dabei um das Ende der Basis handeln, über das die Basis starr an ein schwingendes Bauteil anzukoppeln ist. Dann werden die Lage und Ausrichtung des Hilfskörpers dadurch fixiert, dass er beim Ankoppeln der Basis an das schwingende Bauteil zwischen dem Hauptkörper und dem schwingenden Bauteil eingeklemmt wird. Aber auch an dem anderen Ende der Basis kann der Hilfskörper vorgesehen und dort dann mit dem Kopf einer Befestigungsschraube an der Basis gehalten werden. Das Sichern des Hilfskörpers an dem jeweiligen Ende des Hauptkörpers kann ausschließlich zur Transport- und Montagesicherung dienen, bis der Hilfskörper in der montierten Stellung des Schwingungstilgers wie voranstehend beschrieben durch axiales Einklemmen fixiert ist. Das Sichern erfolgt vorzugsweise mechanisch, z. B. durch Verstemmen, und noch mehr bevorzugt in einem Arbeitsgang mit dem Einpressen der Metallbuchse in den Massekörper der Tilgermasse.
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Wenn in dem Formwerkzeug an dem einen Ende des Hauptkörpers ein rüsselförmiger Fortsatz aus dem Elastomerwerkstoff an den Hauptkörper angespritzt wird, kann sich dieser Rüssel mit seiner Innenoberfläche an den lochscheibenförmigen Hilfskörper anlegen, um dort einen Anschlagpuffer auszubilden. Auf diese Weise wird der Anschlagpuffer für die Paarung aus dem an dem Hilfskörper ausgebildeten Anschlag und einem entsprechenden Anschlag an dem Massekörper der Tilgermasse bereitgestellt.
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Der Elastomerwerkstoff kann an der Innenoberfläche des rüsselförmigen Fortsatzes mit einem chemischen Bindemittel an den lochscheibenförmigen Hilfskörper angebunden werden. Auf diese Weise wird die Anordnung des Elastomerwerkstoffs des rüsselförmiges Fortsatzes auf dem lochscheibenförmigen Hilfskörper stabilisiert. Auf eine solche chemische Anbindung kann jedoch verzichtet werden, wenn sich der Elastomerwerkstoff des rüsselförmigen Fortsatzes unter Vorspannung definiert an die Oberfläche des lochscheibenförmigen Hilfskörpers anlegt oder wenn der rüsselförmige Fortsatz mechanisch an dem Hilfskörper festgelegt wird, wie beispielsweise durch Anknüpfen an oder Umstülpen um den lochscheibenförmigen Hilfskörper.
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In einer anderen konkreten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung des Schwingungstilgers weist der einen Innenflansch auf, der neben dem mindestens einen noch einen weiteren Anschlag an dem Hilfskörper ausbildet. Dieser Hilfskörper wird in den Massekörper der Tilgermasse eingepresst, so dass er mechanisch starr an den Massekörper angekoppelt wird. Der Hilfskörper wird so zu einem Teil der Tilgermasse.
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Der Hilfskörper kann in den Massekörper der Tilgermasse eingepresst werden, bis er hinter eine quer zu der Hauptachse verlaufende Rastkante einrastet. Dabei kann der Durchmesser des Hilfskörpers zusammengedrückt werden, bis er hinter der Rastkante wieder etwas auseinanderspringt, aber unter Vorspannung bleibt, die den Hilfskörper an dem Massekörper sichert. Konkret kann ein solcher Hilfskörper schlitzbuchsenförmig sein.
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Wenn der Hilfskörper so weit in den Massekörper der Tilgermasse eingepresst wird, dass der Hilfskörper an der Metallbuchse anschlägt, kann der Hilfskörper zugleich zur Sicherung der Lage der Metallbuchse in den Massekörper durch Formschluss dienen.
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Grundsätzlich kann auch die Metallbuchse geschlitzt sein, um eine Rastnase zu passieren. Die Metallbuchse kann jedoch ohne weiteres auch in Umfangsrichtung um die Hauptachse geschlossen sein und beim Anspritzen mit einer dünnen Schicht aus Elastomerwerkstoff an ihrer Außenoberfläche überzogen werden. So kann ein Presssitz mit hoher Reibung für die Metallbuchse in dem Massekörper der Tilgermasse realisiert werden. Dabei kann mit dem Hilfskörper sowohl die Metallbuchse durch Formschluss in dem Massekörper gesichert werden als auch die Einpresskraft zum Einpressen der Metallbuchse in den Massekörper auf die Metallbuchse aufgebracht werden.
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Ein erfindungsgemäßer Schwingungstilger mit einer an ein schwingendes Bauteil starr anzukoppelnden Basis, die einen in Richtung einer Hauptachse gestreckten Hauptkörper umfasst, welcher aus einem einzigen Metallstück ausgebildet ist, einem an eine um die Hauptachse umlaufende Umfangsfläche des Hauptkörpers über eine Gummi-Metall-Verbindung angebundenen ringförmigen Federkörper aus einem Elastomerwerkstoff, einer den Federkörper in Umfangsrichtung um die Hauptachse umgreifenden und über eine Gummi-Metall-Verbindung an den Federkörper angebundenen Metallbuchse und einer über den Federkörper elastisch an die Basis angekoppelten ringförmigen Tilgermasse, die einen die Metallbuchse in Umfangsrichtung um die Hauptachse umschließenden und mechanisch starr an die Metallbuchse angekoppelten Massekörper umfasst, welcher aus einem einzigen Metallstück ausgebildet ist und welcher die Tilgermasse zu mindestens 90% ausbildet, wobei an einem axialen Ende des Massekörpers ein nach innen gerichteter Anschlagflansch ausgebildet ist, wobei in Richtung der Hauptachse und allen Richtungen quer zu der Hauptachse (6) wirksame Paarungen von Anschlägen an der Basis und der Tilgermasse vorgesehen sind, wobei jeweils einer der Anschläge jeder Paarung einen Anschlagpuffer aus dem Elastomerwerkstoff aufweist, wobei der Elastomerwerkstoff ausschließlich an den Hauptkörper der Basis und die Metallbuchse angespritzt ist, und wobei ein nach außen gerichteter Anschlagflansch an dem Hauptkörper ausgebildet ist, der mit dem Elastomerwerkstoff überzogen ist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagflansch auf einer Seite neben dem Federkörper angeordnet ist und mindestens einen radialen Anschlag und einen zugehörigen Anschlagpuffer an der Basis ausbildet.
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An dem nach innen gerichteten Anschlagflansch ist ein radialer Anschlag für alle radialen Richtungen und mindestens ein Anschlag für eine axiale Richtung ausgebildet; und an ihm kann auch ein Anschlag für die verbleibende andere axiale Richtung ausgebildet sein.
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Um mindestens einen weiteren Anschlag und einen zugehörigen Anschlagpuffer an der Basis auszubilden, ist auf einer Seite des Federkörpers der nach außen gerichteter Anschlagflansch an dem Hauptkörper ausgebildet, der mit Elastomerwerkstoff überzogen ist. Zumindest ein radialer Anschlag wird hiermit bereitgestellt.
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In einer konkreten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers ist ein lochscheibenförmiger Hilfskörper koaxial zu der Hauptachse ausgerichtet und an einem Ende des Hauptkörpers zumindest transport- und montagefest gesichert. Dabei kann von dem Ende des Hauptkörpers ein flanschförmiger Fortsatz aus dem Elastomerwerkstoff von dem Hauptkörper abstehen, der an dem lochscheibenförmigen Hilfskörper anliegt, um einen der Anschlagpuffer auszubilden. Dieser flanschförmige Fortsatz aus dem Elastomerwerkstoff kann mit einem chemischen Bindemittel oder mechanisch an den lochscheibenförmigen Hilfskörper angebunden sein.
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In einer anderen konkreten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers weist der Hilfskörper einen Innenflansch auf, der den mindestens einen Anschlag und einen weiteren Anschlag an dem Hilfskörper ausbildet. Der Hilfskörper ist in den Massekörper der Tilgermasse eingepresst, so dass der Hilfskörper mechanisch starr an den Massekörper angekoppelt ist. Dabei ist der Hilfskörper vorzugsweise hinter eine quer zu der Hauptachse verlaufende Rastkante in den Massekörper der Tilgermasse eingerastet. Er kann dabei an der Metallbuchse anschlagen, um auch diese durch Formschluss in dem Massekörper zu sichern.
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Bei dieser konkreten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers ist vorzugsweise auf beiden Seiten des Federkörpers je ein Anschlagflansch an dem Hauptkörper der Basis ausgebildet, der mit Elastomerwerkstoff überzogen ist.
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Der erfindungsgemäße Schwingungstilger kann eine durch Anspritzen des Elastomerwerkstoffs an den Hauptkörper und die Metallbuchse ausgebildete Baueinheit aufweisen, die drehsymmetrisch um die Hauptachse verlaufende äußere Oberflächen aufweist, die in einem zweiteiligen Formwerkzeug oder einem einfachen Leistenwerkzeug ausbildbar sind. Die Oberflächen weisen entsprechend keine radialen Hinterschnitte oder dergleichen auf. Eine derartige Baueinheit ist nicht nur kostengünstig herstellbar, sondern auch einfach bei der weiteren Herstellung des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers zu handhaben.
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Zur Befestigung des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers an einem schwingenden Bauteil kann der Hauptkörper der Basis eine sich längs der Hauptachse erstreckende Durchgangsöffnung für eine Befestigungsschraube aufweisen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Schutzansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Gebrauchsmusters Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Schutzansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Schutzansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
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Die in den Schutzansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs ”mindestens” bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
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Die in den Schutzansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Schutzansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Schutzansprüche leichter verständlich zu machen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter erläutert und beschrieben.
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1 ist eine axiale Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwingungstilgers.
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2 ist ein axialer Schnitt durch den Schwingungstilger gemäß 1 entlang der Schnittlinie A-A, die in 1 eingezeichnet ist.
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3 ist ein axialer Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers.
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4 ist ein axialer Schnitt durch noch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers; und
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5 ist ein Flussdiagramm zu einem Verfahren zur Herstellung des Schwingungstilgers.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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Der in den 1 und 2 dargestellte Schwingungstilger 1 weist eine Basis 2 auf, die starr an ein Bauteil anzukoppeln ist, dessen Schwingungen mit dem Schwingungstilger 1 abgemindert werden sollen. An diese Basis 2 ist über einen Federkörper 3 eine Tilgermasse 4 angekoppelt, die im Bereich der Eigenfrequenz des Schwingungstilgers 1 zu Schwingungen angeregt wird. Diese Schwingungen koppeln so auf die Basis 2 zurück, dass Gegenkräfte zu den Schwingungen des schwingenden Bauteils ausgeübt werden.
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Die Basis 2 besteht im Wesentlichen aus einem Hauptkörper 5, der längs einer Hauptachse 6 gestreckt ausgebildet ist. Der Hauptkörper 5 weist eine sich längs der Hauptachse 6 erstreckende Durchgangsöffnung 7 für eine Befestigungsschraube auf. Mit dieser Befestigungsschraube wird der Schwingungstilger 1 an dem schwingenden Bauteil festgelegt. Weiterhin sind radial zu der Hauptachse 6 nach außen abstehende Anschlagflansche 8 und 9 auf beiden Seiten des Federkörpers 3 an dem Hauptkörper 5 ausgebildet. Der Federkörper 3 besteht aus Elastomerwerkstoff 10, der unter Ausbildung von Gummi-Metall-Verbindungen an eine um die Hauptachse 6 umlaufende Umfangsfläche 11 des Hauptkörpers 5 und eine den Federkörper 10 in Umfangsrichtung um die Hauptachse 6 umgreifende Metallbuchse 12 angespritzt ist. Dabei sind aus dem Elastomerwerkstoff 10 zudem Anschlagpuffer 13 bis 16 an dem Hauptkörper 5 ausgebildet, deren Funktion weiter unten näher erläutert werden wird. Die Metallbuchse 12 ist auch an ihrem Außenumfang 17 mit einer dünnen Schicht aus Elastomerwerkstoff 10 überzogen und in einen zylindrischen Sitz 18 eines sich längs der Achse 6 erstreckenden Massekörpers 19 der Tilgermasse 4 eingepresst. Dabei sorgt die dünne Schicht aus Elastomerwerkstoff auf dem Außenumfang 17 der Metallbuchse für einen Reibschluss mit hoher Haftreibung. Zusätzlich gesichert ist die Metallbuchse 12 an dem Massekörper 19 durch eine Schlitzbuchse 20, die ebenfalls in den Massekörper 19 eingepresst ist. Die Schlitzbuchse 20, deren Schlitz 21 in 1 zu sehen ist, ist hinter eine quer zu der Hauptachse 6 verlaufende Rastkante 22 des Massekörpers 19 eingerastet und schlägt an ihrem anderen axialen Ende an der Metallbuchse 18 an. Die Metallbuchse 18 schlägt ihrerseits an einen axialen Anschlag 23 an dem Massekörper 19 an. Hierdurch wird die Metallbuchse 12 auch durch Formschluss in dem Massekörper 19 gehalten. Die Schlitzbuchse 20 weist zudem einen zu der Hauptachse 6 hin gerichteten Innenflansch 24 auf. An diesem Innenflansch 24 sind ein radialer Anschlag 25 und ein axialer Anschlag 26 ausgebildet. Der radiale Anschlag 25 wirkt mit einem radialen Anschlag 27 an dem Hauptkörper 5 zusammen, auf dem der Anschlagpuffer 13 aus Elastomerwerkstoff 10 vorgesehen ist; und der axiale Anschlag 26 wirkt mit einem Anschlag 28 an dem Anschlagflansch 8 zusammen, auf dem der Anschlagpuffer 14 vorgesehen ist. Entsprechende Paarungen von radialen Anschlägen 29 und 30 sowie axialen Anschlägen 31 und 32 mit dazwischen angeordneten Anschlagpuffern 16 und 15 sind zwischen einem nach innen gerichteten Anschlagflansch 33 am anderen Ende des Massekörpers 19 und dem Hauptkörper 5, insbesondere dessen Anschlagflansch 9, ausgebildet. Die Gesamtheit der Anschläge 25 bis 32 an der Basis 2 einerseits und der Tilgermasse 4 andererseits stellt sicher, dass die Tilgermasse 4 in allen drei Raumrichtungen und auch durch Verkippungen gegenüber der Hauptachse 6 nur begrenzt ausgelenkt werden kann. Hierdurch wird eine Überlastung des Federkörpers 3 aus dem Elastomerwerkstoff 10 in jedem Fall vermieden. Darüber hinaus wird eine Verliersicherung für die Tilgermasse 4 an der Basis 2 ausgebildet.
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Die physikalische Masse der Tilgermasse 4 wird weit überwiegend, d. h. hier zu mehr als 95%, von dem Massekörper 19 ausgebildet. Die Schlitzbuchse 20 und die Metallbuchse 12, die beide mechanisch starr an den Massekörper 19 gekoppelt sind und deshalb zu der Tilgermasse 4 zählen, tragen zu deren physikalischen Masse nur einen geringen Anteil bei. Bei der Metallbuchse 12 und der Schlitzbuchse 20 handelt es sich um sehr einfache und kostengünstig herzustellende Teile. Den wesentlichen Kostenaufwand bei dem Schwingungstilger 1 gemäß 2 verursacht der Massekörper 19 der Tilgermasse 4. Dem folgt mit Abstand der Hauptkörper 5 der Basis 2 und mit weiterem größeren Abstand der Federkörper 3 aus dem Elastomerwerkstoff 10.
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In 3 ist ein Schwingungstilger 1 gezeigt, der ebenfalls eine Basis 2 mit einem Hauptkörper 5, einen Federkörper 3 aus Elastomerwerkstoff 10, der an eine Umfangsfläche 11 des Hauptkörpers und eine Metallbuchse 12 angebunden ist, und eine Tilgermasse 4 mit einem Massekörper 19 aufweist. Hier ist an dem Hauptkörper 5 der Basis 2 nur ein Anschlagflansch 9 ausgebildet, der mit dem Anschlagflansch 33 des Massekörpers 19 zusammenwirkt. Dabei wirkt der Anschlagflansch 33 zugleich mit einer Lochscheibe 34 zusammen, die koaxial zu der Achse 6 und der Durchgangsöffnung 7 angeordnet und mit dem Hauptkörper 5 verstemmt ist. Diese Anordnung und dieses Verstemmen zur Transport- und Montagesicherung der Lochscheibe 34 sind aber erst nach dem Anspritzen des Elastomerwerkstoffs 10 an den Hauptkörper 5 und die Metallbuchse 12 und nach oder zusammen mit dem Einpressen der Metallbuchse 12 in den Sitz 18 des Massekörpers 19 erfolgt. Dabei wurde ein zunächst rüsselförmiger Fortsatz 35 aus dem Elastomerwerkstoff 10 so weit umgebogen, dass er jetzt radial von dem Hauptkörper 5 absteht und so als Anschlagpuffer 36 vor der Lochscheibe 34 verläuft. Der Anschlagpuffer 36 ist damit vor einem Anschlag 37 angeordnet, der an der Lochscheibe 34 ausgebildet ist und mit einem Anschlag 38 zusammenwirkt, der an dem Anschlagflansch 33 ausgebildet ist. Die Paarung der Anschläge 37 und 38 begrenzt die axiale Bewegung der Tilgermasse 4 gegenüber der Basis 2 in der einen Richtung, in 3 nach oben, während die Paarung der Anschläge 31 und 32 an den Anschlagflanschen 33 und 9 die Bewegung der Tilgermasse 4 in der anderen axialen Richtung, in 3 nach unten, begrenzt. Die Paarung der Anschläge 29 und 30 begrenzt die radiale Bewegung der Tilgermasse 4 gegenüber der Basis 2. Damit ist auch die Tilgermasse 4 bei der Ausführungsform des Schwingungstilgers 1 gemäß 3 vor größeren Auslenkungen gegenüber der Basis 2, die die Integrität des Federkörpers 3 gefährden könnten, geschützt.
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Bei dem Schwingungstilger 1 gemäß 3 ist die Metallbuchse ausschließlich durch Kraftschluss, d. h. Reibung in dem Sitz 18 gehalten. Der Fortsatz 36 aus Elastomerwerkstoff 10 kann mit einem chemischen Bindemittel und/oder mechanisch an die Lochscheibe 34 angebunden sein, wenn er sich sonst nicht in der dargestellten Ausrichtung hält. Wenn die Gefahr besteht, dass die Tilgermasse 4 des Schwingungstilgers 1 gemäß 3 um eine quer zu der Hauptachse 6 verlaufende Achse kippt, kann an dem in 3 unteren Ende des Hauptkörpers 5 ein weiterer Anschlagflansch vorgesehen werden, um einen zusätzlichen radialen Anschlag für den Massekörper 19 an dessen unterem Ende bereitzustellen. Dieser Anschlag wird dann mit einem Puffer aus Elastomerwerkstoff versehen.
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Auch bei dem Schwingungstilger 1 gemäß 3 gibt es neben dem Hauptkörper 5, dem Federkörper 3, der Metallbuchse 12 und dem Massekörper 19 nur einen Hilfskörper, diesmal in Form der Lochscheibe 36, der erst nach dem Anspritzen des Elastomerwerkstoffs 10 an den Hauptkörper 5 und die Metallbuchse 12 und nach oder zusammen mit dem Einpressen der Metallbuchse 12 in den Massekörper 19 angebracht wird.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwingungstilgers 1, bei dem wie bei dem Schwingungstilger gemäß den 1 und 2 ein Hilfskörper, hier eine Lochplatte 44, Teil der Tilgermasse 4 und entsprechend starr mit deren Massekörper 19 verbunden ist. Die Lochplatte 44 bildet wie die Schlitzbuchse 20 einen Innenflansch 24 aus, an dem die Anschläge 25 und 26 vorgesehen sind, die unter Zwischenordnung der Anschlagpuffer 13 und 14 mit den Anschlägen 27 und 28 an dem Hauptkörper 5 der Basis 2 zusammenwirken. Die Lochplatte 44 ist in einen Sitz 46, der in dem Massekörper 19 vorgesehen ist und einen größeren Durchmesser als der Sitz 18 aufweist, eingepresst, wobei sie gegen einen Anschlag 45 in Richtung der Hauptachse 6 an den Massekörper 19 anliegt. Die Lochplatte 44 stellt einen besonders einfach gestalteten Hilfskörper dar, bei dessen Verwendung das Vorsehen der Anschlagpuffer 13 bis 16 aus dem Elastomerwerkstoff 10 für alle Paare von Anschlägen besonders wenig Aufwand bedeutet.
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Das in 5 in Form eines Flussdiagramms zusammengefasste Verfahren zur Herstellung eines Schwingungstilgers 1 gemäß 1 oder 2 berücksichtigt nicht die Ausbildung der metallischen Bestandteile, d. h. des Hauptkörpers 5, der Metallbuchse 12, des Massekörpers 19 und des Hilfskörpers in Form der Schlitzbuchse 20 bzw. der Lochscheibe 34. Diese werden in üblicher und grundsätzlich bekannter Weise hergestellt. So kann es sich insbesondere bei dem Hauptkörper 5, aber auch bei der Metallbuchse 12 und dem Hilfskörper in Form der Schlitzbuchse 20 bzw. der Lochscheibe 34 um Leichtmetall-, wie bspw. Aluminiumdruckgussteile handeln, während der Massekörper ein Gussteil aus einer Eisenlegierung sein kann, bei dem der Sitz 18 und die Rastkante 22 nach dem Guss eingedreht sind.
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Das in 5 skizzierte Verfahren beginnt mit einem Schritt 39, in dem der Hauptkörper 5 und die Metallbuchse 12 in ihrer späteren Relativanordnung in ein hier nicht dargestelltes Formwerkzeug eingebracht werden. In einem Schritt 40 wird dann der Elastomerwerkstoff 10 in das Formwerkzeug ein- und an den Hauptkörper 5 und die Metallbuchse 12 angespritzt. An diesen werden dann Gummi-Metall-Verbindungen mit dem Elastomerwerkstoff 10 ausgebildet. In einem Schritt 41 wird die Baueinheit bestehend aus dem Hauptkörper 5, der Metallbuchse 12 und allen daran aus dem Elastomerwerkstoff 10 ausgebildeten Komponenten aus dem Formwerkzeug entfernt. Dabei müssen typischerweise keine Schieber oder dergleichen an dem Formwerkzeug vorgesehen sein und zurückgezogen werden, weil die Baueinheit 5, 10, 12 keine Hinterschneidungen aufweisen muss und bei den Ausführungsformen des Schwingungstilgers gemäß den 1 bis 4 auch keine solchen Hinterschneidungen aufweist. Vielmehr kann das Formwerkzeug zum Beispiel ein einfach gehaltenes sogenanntes Leistenwerkzeug sei. Zudem können äußere Oberflächen der Baueinheit 5, 10, 12 rotationssymmetrisch um die Achse 6 verlaufen, was die Handhabung der Baueinheit 5, 10, 12 vereinfacht, da diese um die Achse 6 herum nicht definiert ausgerichtet werden muss. Letzteres gilt insbesondere beim Einpressen der Baueinheit 5, 10, 12 in den Massekörper 19 in einem nächsten Schritt 42. Fertig gestellt wird der Schwingungstilger dann in einem Schritt 43, indem der Hilfskörper in Form der Schlitzbuchse 20, der Lochplatte 44 oder der Lochscheibe 34 mechanisch starr mit dem Massekörper 20 (Ausführungsformen gemäß den 1, 2 und 4) oder starr mit dem Hauptkörper 5 (Ausführungsform gemäß 3) verbunden wird. Die Schritte 42 und 43 werden vorzugsweise zu einem Kombinationsschritt zusammengefasst.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwingungstilger
- 2
- Basis
- 3
- Federkörper
- 4
- Tilgermasse
- 5
- Hauptkörper
- 6
- Hauptachse
- 7
- Durchgangsöffnung
- 8
- Anschlagflansch
- 9
- Anschlagflansch
- 10
- Elastomerwerkstoff
- 11
- Umfangsfläche
- 12
- Metallbuchse
- 13
- Anschlagpuffer
- 14
- Anschlagpuffer
- 15
- Anschlagpuffer
- 16
- Anschlagpuffer
- 17
- Außenumfang
- 18
- Sitz
- 19
- Massekörper
- 20
- Schlitzbuchse
- 21
- Schlitz
- 22
- Rastkante
- 23
- Anschlag
- 24
- Innenflansch
- 25
- Anschlag
- 26
- Anschlag
- 27
- Anschlag
- 28
- Anschlag
- 29
- Anschlag
- 30
- Anschlag
- 31
- Anschlag
- 32
- Anschlag
- 33
- Anschlagflansch
- 34
- Lochscheibe
- 35
- Fortsatz
- 36
- Anschlagpuffer
- 37
- Anschlag
- 38
- Anschlag
- 39
- Schritt
- 40
- Schritt
- 41
- Schritt
- 42
- Schritt
- 43
- Schritt
- 44
- Lochplatte
- 45
- Anschlag
- 46
- Sitz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10214417 C1 [0005]
- US 2005/0133325 A1 [0006]
- DE 102005009677 A1 [0007]
