DE4421532A1 - Schwingungstilger, Bausatz zu dessen Zusammenbau und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Schwingungstilger, insbesondere für einen Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen, mit einem auf einem rotierenden oder feststehenden Bauteil montierbaren Tragkörper, der über einen Elastomerkörper mit einer Tilgermasse elastisch gekoppelt ist, sowie mit einem Verfahren zur Herstellung eines derartigen Schwingungstil­ gers. Das rotierende Bauteil kann hierbei die Welle eines Kraftfahrzeuges sein; das feststehende Bauteil ein Getrie­ begehäuse, wobei der Schwingungstilger auf einen Gehäuse­ zapfen gesetzt oder mit einem durchgehenden Schraubbolzen befestigt wird.

Schwingungstilger dieser Art sind beispielsweise aus der EP 0 250 913 A2 (CLOUTH) oder aus DE 89 07 426.2 U1 (CLOUTH) bekannt.

Solche passiven Schwingungstilger haben die Funktion, un­ erwünschte Biege- und/oder Drehschwingungen z. B. von rotie­ renden Wellen durch gegenphasige Pendelbewegungen der Til­ ger- bzw. Zusatzmassen ausgleichen, d. h. zu tilgen. Hierzu sind die Tilgermassen üblicherweise konzentrisch zu rotie­ renden Wellen, beispielsweise einer Kurbelwelle, einer An­ triebswelle, einer Gelenkwelle etc., und meist in Gummi gelagert.

Fig. 11 zeigt einen bekannten Schwingungstilger dieser Art. Er besteht im wesentlichen aus einer zylindrischen Traghül­ se 100, die über eine anvulkanisierte Gummischicht 120 auf eine - hier nicht dargestellte - Antriebswelle montierbar ist. Ein Elastomerkörper 140 aus Gummi verbindet die Trag­ hülse 100 mit einer zylindrischen Tilgermasse 160. Hierzu ist er zum einen an der äußeren Mantelfläche der Traghülse 100 und zum anderen an der inneren Mantelfläche der Tilger­ masse 160 anvulkanisiert.

Somit sind bei diesem Schwingungstilger ein aufwendiger Vulkanisationsvorgang notwendig, wobei zwei Vulkanisations­ flächen ausgeheizt werden müssen, um die Tilgermasse 160 an die Traghülse 100 elastisch anzukoppeln. Dies bedeutet einerseits einen erheblichen Herstellungsaufwand, der selbstverständlich nur in geeigneter Werkstattumgebung durchführbar ist, und andererseits eine hohe Temperatur- und Druckbelastung des Schwingungstilgers, da alle seine Bestandteile in die Vulkanisationsvorgänge einbezogen sind. Als besonders nachteilig müssen alle Metallteile des Schwingungstilgers mit aufgeheizt werden. Dies führt auf­ grund der großen Massen zu einem hohen Energieaufwand und zu langen Vulkannisationszyklen bei der Herstellung eines solchen Schwingungstilgers.

Ferner sind derartige Schwingungstilger in ihrer Gesamtheit an die Randbedingungen einer bestimmten Tilgungssituation - z. B. Bauraum, Durchmesser der rotierenden Welle, erforder­ liche Massenträgheit, zu tilgende Schwingungsfrequenz (Kennfrequenz) - individuell angepaßt. Je nach Tilgungssi­ tuation werden die obigen Tilgerbestandteile nach bestimm­ ten Kriterien ausgewählt und dann nach dem zuvor erwähnten Vulkanisationsverfahren zusammengebaut. Die individuelle Anpassung des Schwingungstilgers erfordert individuell gestaltete Herstellungsvorrichtungen, und zwar sowohl für die Fertigung von Musterteilen als auch für die Großserien­ produktion. Dies führt zu unbefriedigend langen Zeiten für die Entwicklung und die Aufnahme einer Serienproduktion.

Die deutsche Patentanmeldung P 47 377 D (RIV) beschreibt einen herkömmlichen Schwingungsdämpfer zur Absorption - nicht Tilgung - von Schwingungsenergie. Bei diesem Schwin­ gungsdämpfer ist ein Gummikörper zwischen einer äußeren und einer inneren Zylinderhülse lediglich eingepreßt und nimmt radiale Belastungen der Zylinderhülsen dadurch auf bzw. dämpft sie, daß er sich verformt. Ein derartiger Schwin­ gungsdämpfer ist jedoch als Schwingungstilger der eingangs genannten Art unbrauchbar, da er unerwünschte Schwingungen nicht durch energieverzehrfreie Pendelbewegungen einer Tilgermasse ausgleicht.

Die Erfindung zielt darauf ab, einen Schwingungstilger zu schaffen, der einfach herstellbar und einfach an unter­ schiedliche Tilgungssituationen anpaßbar ist.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 12 und 13.

Danach weist der gattungsgemäße Schwingungstilger zusätz­ lich ein Verbundteil auf, dessen einer Bestandteil der Ela­ stomerkörper und dessen anderer Bestandteil entweder der Tragkörper (1. Alternative) oder die Tilgermasse (2. Alter­ native) ist. Bei der 1. Alternative ist das Verbundteil mit der Tilgermasse, bei der 2. Alternative hingegen mit dem Tragkörper über einen Preßsitz und/oder einen Haftsitz verbunden ist. Das gattungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines derartigen Schwingungstilgers ist erfindungsgemäß wie folgt weitergebildet: der Elastomerkörper wird zunächst entweder mit dem Tragkörper (1. Alternative) oder mit der Tilgermasse (2. Alternative) zu einem Verbundteil verbun­ den. Sodann wird das Verbundteil in die Tilgermasse einge­ schoben (1. Alternative) bzw. auf den Tragkörper aufgescho­ ben (2. Alternative). Dabei wird das Verbundteil und entwe­ der die Tilgermasse oder der Tragkörper über einen Preßsitz (auch Metall auf Metall) und/oder Haftsitz miteinander gekoppelt. Hierzu wird das Verbundteil vorzugsweise unter Vorspannung des Elastomerkörpers und/oder Auftragen eines Haftmittels in die Tilgermasse ein- bzw. auf den Tragkörper aufgeschoben - vorzugsweise bei vorherigem Tempern des Elastomerkörpers (Anspruch 15).

Auf diese Weise wird ein reib- bzw. kraftschlüssiger Ver­ bund zwischen dem Verbundteil und entweder der Tilgermasse oder dem Tragkörper des Schwingungstilgers gewährleistet, so daß die Tilgermassen gegenüber dem Tragkörper Pendel­ bewegungen zum Ausgleich etwaiger unerwünschter Schwingun­ gen durchführen kann.

Die Erfindung schlägt demnach zwei Varianten eines Schwin­ gungstilgers vor, die folgende Grundidee gemeinsam haben: einen Schwingungstilger als Bausatz bzw. nach dem Bauka­ stenprinzip aus im wesentlichen aus zwei Bausteinen auf­ zubauen, nämlich einem Verbundteil bestehend aus dem Ela­ stomerkörper und einem der beiden weiteren Grundbauteile - Tilgermasse und Tragkörper - und dem verbleibenden Grund­ bauteil. Die beiden og. Bausteine werden je nach den Rand­ bedingungen einer bestimmten Tilgungssituation individuell ausgewählt und dann einfach über Preß- und/oder Haftsitz miteinander verkoppelt.

Gegenüber bekannten Schwingungstilgern wird hierdurch der hohe Energieaufwand für die Herstellung der anvulkanisier­ ten Elastomerverbindungen (an wenigstens zwei Vulkanisa­ tionsflächen) vermieden, was den Aufwand und die Kosten der Herstellung insgesamt deutlich reduziert. Ferner können die Bausteine des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers wie "Ka­ talogartikel" im Sinne des erfindungsgemäßen Bausatzes gehandhabt werden. Mit einer begrenzten Anzahl individuell gestalteter Bausteine kann also durch einfachen Zusammenbau derselben eine Vielfalt unterschiedlicher Schwingungstil­ gertypen realisiert werden. Dies reduziert nicht nur die Herstellungskosten (es sind weniger individuell angepaßte Herstellungsvorrichtungen notwendig), sondern auch die Lagerhaltung.

Sämtliche bei der Herstellung eines Schwingungstilgers erforderlichen Vorbehandlungsprozesse, wie Waschen, Sand­ strahlen, Auftragen von Bindemittel, etc., können bereits an dem Verbundteil vor seinen Zusammenbau mit dem verblei­ benden Grundbauteil durchgeführt werden.

Schwingungstilger, die bestimmte Randbedingungen erfüllen, müssen nicht erst durch einen aufwendigen Vulkanisations­ vorgang hergestellt werden, sondern können durch Kombina­ tion obengenannter Bausteine einfach und schnell realisiert werden. Auf diese Weise können die Zeiten für die Entwick­ lung und Serienreife bestimmter Schwingungstilgertypen erheblich verkürzt werden. Dieser Vorteil ist es von beson­ derer Wichtigkeit, da bestimmte Schwingungstilgertypen erst in einem sehr späten Entwicklungsstadium von Kraftfahrzeu­ gen angefordert werden und dementsprechend schnell verfüg­ bar sein müssen.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist/wird im Baustein Verbundteil der Elastomerkörper entweder an dem Tragkörper oder an die Tilgermasse anvulkanisiert (Ansprü­ che 2 und 14). Hierdurch wird eine besonders stabile Ver­ bindung der beiden Grundbauteile des Verbundteiles gewähr­ leistet, insbesondere dort, wo die radiale Belastung des Schwingungstilgers sehr groß ist. Andererseits hat der Einsatz der Vulkanisation keine negativen Auswirkungen auf die Entwicklungszeit des erfindungsgemäßen Baukasten- Schwingungstilgers - sofern die benötigten Verbundteile samt den zugehörigen Herstellungsvorrichtungen bereits zu Beginn der Entwicklung zur Verfügung stehen.

Je nach der Randbedingung einer Tilgungssituation ist die Tilgermasse vorzugsweise ein zylindrischer Ring, dessen Wandstärke durchgehend konstant ist oder an wenigstens einem Ende kontinuierlich oder stufenweise abnimmt (An­ spruch 3). Bevorzugt ist dazu der Elastomerkörper über sei­ ne Materialeigenschaften an eine oder mehrere vorgegebene Schwingungs- bzw. Kennfrequenzen angepaßt (Anspruch 4). Auf diese Weise sind die Bausteine des erfindungsgemäßen Bauka­ sten-Schwingungstilgers auf unterschiedlichen Tilgungssi­ tuationen individuell abstimmbar.

Bei einer Variante des Verbundteils besteht der Elastomer­ körper im wesentlichen aus mehreren über die äußere Mantel­ fläche des Tragkörpers (1. Alternative) oder die innere Mantelfläche der Tilgermasse (2. Alternative) verteilte, insbesondere achsparallele Gummistege (Anspruch 5). Durch Abmessung und Form der Gummistege läßt sich der hier be­ schriebene Elastomerkörper einfach und effektiv in seinem gummielastischen Verhalten optimieren und auf gewünschte Kennfrequenzen anpassen.

Eine besonders einfache und kostengünstige Ausbildung des Tragkörpers besteht in einer/einem - an dem Bauteil, z. B. eine rotierende Welle oder ein feststehender Zapfen mon­ tierbare(n) - Hülse oder Topf mit zylindrischer Mantelflä­ che, insbesondere aus Metall (Anspruch 6). Die Hülse kann direkt auf das Bauteil, also etwa eine rotierende Welle aufgeschoben werden, während der Topf einfach über einen stirnseitigen Flansch an dem Bauteil, also etwa der Welle ankoppelbar ist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das - aus der Tilgermasse oder (alternativ) dem Tragkörper und dem Elastomerkörper aufgebaute - Verbundteil zusätzlich noch ein Tragteil auf, welches auf der Tilgermasse oder (alternativ) dem Tragkörper abgewandten Seite des Elastomer­ körpers konzentrisch angeordnet ist. Dieses Tragteil wird vorzugsweise als zylindrische Hülse, insbesondere Metall­ hülse, an den Elastomerkörper anvulkanisiert, und zwar konzentrisch zum Tragkörper oder der Tilgermasse des Ver­ bundteiles (Ansprüche 7, 8 und 16).

Auf diese Weise wird ein sandwichartiges Verbundteil - bestehend aus den konzentrisch zueinander angeordneten Grundbauteilen - Metallhülse-Elastomerkörper-Tragkörper oder Tilgermasse - geschaffen, das entweder in die Tilger­ masse eingeschoben oder (alternativ) auf den Tragkörper aufgeschoben und mit der Tilgermasse oder (alternativ) mit dem Tragkörper über einen reibschlüssigen, insbesondere Me­ tall/Metall-Preßsitz und/oder -Haftsitz verbunden ist. Vor allem bei der Variante - Metallhülse-Elastomerkörper-Trag­ körper - können bereits bei begrenzter Anzahl von Verbund­ teilen und individuell gestalteter Tilgermassen eine Viel­ falt unterschiedlicher Schwingungstilger kombiniert werden, welche die unterschiedlichen Rahmenbedingungen von Til­ gungssituationen erfüllen.

Um die Montage - d. h. Ankopplung - des hier vorgeschlagenen Schwingungstilgers auf/an der rotierenden Welle, z. B. in einem Kraftfahrzeug, zu erleichtern, ist der Tragkörper an seiner inneren Mantelfläche mit einer Elastomerschicht, insbesondere einer anvulkanisierten Gummischicht ausgestat­ tet (Anspruch 9 und 17).

Die nötige Stabilität der Tilgermasse für den Fall großer Schwingungsamplituden wird dadurch erreicht, daß der Ela­ stomerkörper wenigstens einen die Stirnenden bzw. -flächen der Tilgermasse umgreifenden Vorsprung bzw. umlaufenden Höcker aufweist. Bevorzugt weist der Tragkörper ferner eine sich radial nach außen erstreckende - das vordere und/oder das hintere Ende der Tilgermasse sichernde - Verrutsch­ sicherung auf. Eine besonders einfache Verrutschsicherung besteht aus Bügeln oder dergleichen, die sich von den Stir­ nenden des Tragkörpers achsparallel wegstrecken und somit ein einfaches Aufschieben der Tilgermasse auf den Tragkör­ per erlauben, und nach erfolgtem Aufschieben der Tilger­ masse nach außen in radialer Richtung gebogen werden (An­ sprüche 10 und 11).

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. In der Beschreibung wird auf die beigefügte schematische Zeichnung Bezug genommen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1a, b einen Längsschnitt einer ersten Ausführung der Bausteine des erfindungsgemäßen Schwingungstil­ ger-Baukastens;

Fig. 2a, b Teillängsschnitte einer weiteren Ausführung von Bausteinen des erfindungsgemäßen Schwingungstil­ ger-Baukastens - a) mit und b) ohne aufgeschobe­ ne(r) Tilgermasse;

Fig. 3a, b Detailansichten von Teillängsschnitten einer wei­ teren Ausführung von Bausteinen des erfindungs­ gemäßen Schwingungstilger-Baukastens mit einer Verrutschsicherung - a) mit und b) ohne aufge­ schobene(r) Tilgermasse;

Fig. 4a, b einen Längsschnitt einer weiteren Ausführung der Bausteine des erfindungsgemäßen Schwingungstil­ ger-Baukastens;

Fig. 5a, b, a) einen Querschnitt längs der Linie Va-Va in Fig. 4 und b) einen Längsschnitt längs der Linie Vb-Vb in Fig. 5a;

Fig. 6 einen Längsschnitt eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schwingungs­ tilgers;

Fig. 7a, b Längsschnitte mehrerer Varianten der Schwingungs­ tilger-Bausteine zur Veranschaulichung von deren Kombinationsmöglichkeiten;

Fig. 8a, b Längsschnitte weiterer Varianten der Schwingungs­ tilger-Bausteine zur Veranschaulichung von deren Kombinationsmöglichkeiten;

Fig. 9a, b, c Längsschnitte von Verbundteilen für unterschied­ liche Bauraumgrößen, Wellendurchmesser und Kenn­ frequenzen;

Fig. 10a, b, c Längsschnitte von Tilgermassen für unterschiedli­ che Bauraumgrößen und Kennfrequenzen; und

Fig. 11 einen Längsschnitt eines bekannten Schwingungs­ tilgers.

In der nachfolgenden Figurenbeschreibung sind funktionell gleichen Vorrichtungsteile gleichen Bezugszeichen zugeord­ net. Im übrigen dienen alle hier beschriebenen Schwingungs­ tilgervarianten dem Ausgleich von Biege- und/oder Dreh­ schwingungen von rotierenden oder feststehenden Bauteilen, z. B. an Kfz-Antriebswellen oder an einem Kfz-Getriebege­ häuse, und werden daher vereinfacht als "Schwingungstilger" bezeichnet.

Die Fig. 1a und 1b zeigen eine erste bevorzugte Variante für zwei Bausteine eines erfindungsgemäßen Schwingungstil­ ger-Baukastens vor ihrem Zusammenbau. Der in Fig. 1b darge­ stellte Baustein wird Verbundteil 8 genannt. Er besteht im wesentlichen aus einem Tragkörper in Form einer zylindri­ schen Metallhülse 10, die über eine - auf die Innenwand der Metallhülse 10 vulkanisierte - Gummischicht 12 mit einer hier nicht dargestellten rotierenden Welle oder (alterna­ tiv) mit einem feststehenden Gehäusezapfen des Getriebege­ häuses, z. B. eines Kfz, gekoppelt ist. Alternativ zur Me­ tallhülse 10 kann der Tragkörper auch als zylindrischer Topf ausgebildet sein, der direkt an der rotierenden Welle anflanschbar ist.

Auf die Außenwand der Metallhülse 10 ist ein umlaufender Elastomerkörper 14 aus Gummi vulkanisiert. Die Gestalt des Elastomerkörpers 14 sowie dessen physikalischen bzw. chemi­ schen Eigenschaften werden an die zu tilgenden Schwingun­ gen, insbesondere deren Amplituden- und Phasenlage, ange­ paßt. Eine bevorzugte Ausführung des Elastomerkörpers 14 wird anhand der Fig. 4 und 5 diskutiert.

Fig. 1a veranschaulicht den an das Verbundteil 8 ankoppel­ baren weiteren Baustein, nämlich eine hohlzylindrische ringförmige Tilgermasse 16, deren Wandstärke sich an einem Ende kegelförmig verjüngt.

Beim Zusammenbau dieser beiden Bausteine wird das Verbund­ teil 8 in Richtung des Pfeiles A in die Tilgermasse 16 eingeschoben - oder (alternativ) umgekehrt die Tilgermasse 16 über den Elastomerkörper 14 des Verbundteiles 8 aufge­ schoben. Im Ergebnis ist die Tilgermasse 16 mit ihrer zy­ lindrischen inneren Mantelfläche 17 über einen Preßsitz mit dem Elastomerkörper 14 reibschlüssig verbunden. Der Elasto­ merkörper 14 ist seinerseits an die Metallhülse 10 anvul­ kanisiert. Die Tilgermasse 16 gerät infolge ihrer Kopplung an die Metallhülse 10 in Dreh- und/oder Biegeschwingungen, d. h. translatorische und/oder rotatorische Pendelbewegun­ gen, sobald derartige Schwingungen in/an der rotierenden Welle oder dem Getriebgehäuse auftreten und an die angekop­ pelte Metallhülse 10 weitergegeben werden. Die Tilgermasse 16 schwingt jedoch aufgrund ihrer Massenträgheit und ihrer elastischen Ankopplung an die Metallhülse 10 phasenverscho­ ben gegenüber den Anregungsschwingungen der Welle und tilgt hierdurch - zumindest teilweise - die Schwingungen der Welle bzw. des Gehäuses.

Fig. 1a zeigt den Elastomerkörper 14 in unbelastetem Zu­ stand, d. h. vor seinem Einschieben in die Tilgermasse 16. In diesem Zustand ist der Außendurchmesser des Elastomer­ körpers 14 größer als der Innendurchmesser der Tilgermasse 16. Nach seinem Einschieben in die Tilgermasse 16 preßt der Elastomerkörper 14 unter großer Deformation derart stark gegen die inneren Mantelfläche 17 der Tilgermasse 16, daß ein sicherer - auch durch die zuvor erwähnten Ausgleichs­ schwingungen nicht beeinträchtigter - Preßsitz erzielt wird. Andererseits erlaubt aber auch der hier beschriebene Preßsitz ohne weiteres das Ablösen bzw. Abschieben der Tilgermasse 16 vom Elastomerkörper 14, so daß - z. B. bei veränderter Tilgungssituation oder im Fall einer erforder­ lichen Reparatur - eine "neue" Tilgermasse 16 mit dem "al­ ten" Verbundteil 8 zusammengebaut werden kann.

Auf diese Weise können je nach Randbedingungen einer Til­ gungssituation unterschiedliche individuell gestaltete Bausteine - das aus der Metallhülse 10 mit dem anvulkani­ sierten Elastomerkörper 12 und der anvulkanisierten Gummi­ haut 12 bestehende Verbundteil 8 und die Tilgermasse 16 - ausgewählt und auf die zuvor beschriebene Art und Weise besonders einfach miteinander gekoppelt werden.

Ferner bietet das in Fig. 1b dargestellte Verbundteil 8 die Möglichkeit, durch Variieren der auf den Elastomerkörper 14 einwirkenden Preßkraft, d. h. durch Verändern des Deforma­ tionsgrades und damit des gummielastischen Verhaltens des Elastomerkörpers 14 - bei gleichem Verbundteil 8 die Wir­ kungsweise des Schwingungstilgers insgesamt einfach zu ver­ ändern. Dies wird dadurch erreicht, daß das Verhältnis von Außendurchmesser des Elastomerkörpers 14 zu Innendurchmes­ ser der Tilgermasse 16 veränderbar ist, - etwa durch Ändern des Innendurchmessers der aufgepreßten Tilgermasse 16 oder durch Bereithalten von Tilgermassen 16 mit unterschiedli­ chem Innendurchmesser, sonst aber gleichen Parameter.

Fig. 2a zeigt eine Variante des in Fig. 1b dargestellten Verbundteils 8 mit der zylindrischen Metallhülse 10, an deren äußerer Mantelfläche ein Elastomerkörper 14 aus Gummi und an deren innerer Mantelfläche die Gummischicht 12 an­ vulkanisiert ist. Fig. 2b zeigt das Verbundteil 8 von Fig. 2a mit einer aufgeschobenen Tilgermasse 16, die über einen Preßsitz auf dem Elastomerkörper 14 sitzt.

Im vorliegenden Fall ist der Elastomerkörper 14 derart ausgebildet, daß er einen besonders "rutschfesten" Sitz der Tilgermasse 16 auf dem Elastomerkörper 14 gewährleistet. Hierfür besitzt er im Längsprofil einen relativ dünnwandi­ gen Mittelabschnitt sowie zwei dickwandige Endabschnitte 22, 24, die an ihren äußeren Enden jeweils einen stegarti­ gen radialen Vorsprung 25 aufweisen. Vorzugsweise ist der Elastomerkörper 14 über seinen gesamten Umfang mit diesem Längsprofil ausgebildet. Für bestimmte Anwendungsfälle kann es sinnvoll sein, den Elastomerkörper 14 nur in gleichmäßig auf dem Umfang der Metallhülse 10 verteilten Abschnitten mit einem derartigen Längsprofil auszubilden und zwischen diesen Abschnitten einen Hohlraum vorzusehen.

Mach dem Aufschieben der Tilgermasse 16 wird der Elastomer­ körper 14 gemäß Fig. 2b derart deformiert, daß die Tilger­ masse 16 zwischen den stegartigen Vorsprüngen 22, 24 des Elastomerkörpers 14 eingebettet ist. Zwischen der Tilger­ masse 16 und dem mittleren Abschnitt des Elastomerkörpers 14 verbleibt ein ringartiger Hohlraum 26, in den sich die deformierten Abschnitte des Elastomerkörpers 14 beliebig ausdehnen können.

Die Fig. 3a und 3b veranschaulichen eine zusätzliche Siche­ rung gegen ein axiales Verrutschen der aufgepreßten Tilger­ masse 16. Dabei zeigt Fig. 3a einen Abschnitt eines Ver­ bundteils 8, dessen Aufbau grundsätzlich mit demjenigen in Fig. 2a vergleichbar ist.

Als Verrutschsicherung sind mehrere am Umfang der Metall­ hülse 10 gleichmäßig verteilte Laschen 30 vorgesehen, die sich vor der Montage des Schwingungstilgers von den Stir­ nenden der Metallhülse 10 aus in axialer Richtung erstrec­ ken (Fig. 3a).

Nach der Montage, d. h. nach dem Ineinanderschieben von Tilgermasse 16 und Verbundteil 8 werden die Laschen 30 nach außen in die radiale Richtung umgebogen, so daß sie das äußere Ende des Elastomerkörpers 14 samt Tilgermasse 16 umgreifen - so wie in Fig. 3b dargestellt.

Die Fig. 4a und 4b veranschaulichen ein weiteres Ausfüh­ rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schwingungstilger-Bau­ kasten. Fig. 4a zeigt eine - zur Tilgermasse der Fig. 1a identische - Tilgermasse 16 als einen ersten Baustein. Den zweiten Baustein bildet wiederum das Verbundteil 8 (Fig. 4b), das - in radialer Richtung gesehen - umfaßt: die dünne Gummischicht 12, die zylindrische Metallhülse 10, den Ela­ stomerkörper 14 und eine weitere ebenfalls zylindrische Me­ tallhülse 40, die konzentrisch zur erstgenannten Metall­ hülse 10 angeordnet und mit dieser über den Elastomerkörper 14 elastisch gekoppelt ist. Dabei sind ist der Elastomer­ körper 14 und die Gummischicht 12 jeweils an die angren­ zenden Mantelflächen der beiden Metallhülsen 10 und 40 anvulkanisiert.

Im Sinne des erfindungsgemäßen Baukastenprinzips wird auch hier das Verbundteil 8 in Richtung des Pfeils B in die Tilgermasse 16 eingeschoben - oder umgekehrt die Tilgermas­ se 16 auf das Verbundteil 8 aufgeschoben. Der Innendurch­ messer der Tilgermasse 16 und der Außendurchmesser des Verbundteils 8 sind wiederum derart aneinander angepaßt, daß die Tilgermasse 16 und die äußere Metallhülse 40 über einen Metall/Metall-Preßsitz miteinander verkoppelt sind.

Alternativ zu dem zuvor beschriebenem Preßsitz können die Tilgermasse 16 und Verbundteil 8 auch über ein Haftmittel miteinander gekoppelt werden, das vor dem Aufschieben der Tilgermasse 16 auf die äußere Mantelfläche der äußeren Metallhülse 40 und/oder auf die innere Mantelfläche 17 der Tilgermasse 16 aufgetragen wird. Bei sehr starken Pendelbe­ wegungen der Tilgermasse 16 kann es vorteilhaft sein, beide Kopplungsarten - Preßsitz und Haftsitz - zu kombinieren.

Die Fig. 5a und 5b zeigen nochmals das Verbundteil 8 der Fig. 4a, b - und zwar im Querschnitt (Fig. 5a) entlang der Linie Va-Va in Fig. 4b und im Längsschnitt (Fig. 5b) ent­ lang der Linie Vb-Vb in Fig. 5a.

Gemäß Fig. 5a, b besteht der Elastomerkörper 14 im wesent­ lichen aus vier gleichmäßig über die äußere Mantelfläche der inneren Metallhülse 10 verteilte Gummistegen, die sich achsparallel über die gesamte Länge des Schwingungstilgers erstrecken. Aus vulkanisationstechnischen Gründen zur Her­ stellung der Gummi-Metallverbindungen ist es vorteilhaft, daß sich der Elastomerkörper 14 zwischen den Gummistegen in Form einer dünnen Gummischicht entlang der äußeren bzw. der inneren Mantelwand der inneren Metallhülse 10 bzw. äußeren Metallhülse 40 erstreckt und hierdurch zwischen den Gummi­ stegen liegende Hohlräume 50 aufweist.

Einen guten Sitz des Verbundteils 8 auf einer rotierenden oder stehenden Welle gewährleistet wiederum die an der inneren Mantelwand der inneren Metallhülse 10 vorgesehene Gummischicht 12. Diese ist im vorliegenden Fall mit sechs längs ihrer inneren Mantelfläche gleichmäßig verteilten achsparallelen Vorsprüngen bestückt.

Fig. 6 zeigt eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Schwingungstilger-Bausatzes bestehend aus dem Verbundteil 8 in Fig. 4b und einer Tilgermasse 16 - im fertig montier­ ten Zustand. Im vorliegenden Fall ist die Tilgermasse 16 ringförmig und hat überall gleichmäßige Wandstärke. Sie sitzt - wiederum - über einen Preßsitz auf einer äußeren Metallhülse 40, die über einen anvulkanisierten Elastomer­ körper 14 an die dazu konzentrische innere Metallhülse 10 gekoppelt ist.

Die nachfolgenden Fig. 7, 8, 9 und 10 dienen der weite­ ren Veranschaulichung des nach dem Baukastenprinzips aufge­ bauten Schwingungstilgers.

Die Fig. 7a und 7b zeigen mehrere Varianten der Bausteine: Tilgermasse 16 und Verbundteil 8. Fig. 7b gibt verschiedene Verbundteile 8 der zuvor in den Fig. 4 und 5 gezeigten Art wieder, die für Wellendurchmesser von 24 bis 28 mm ausge­ legt sind. Fig. 7a zeigt unterschiedliche ringförmige Til­ germassen 16, die je nach zur Verfügung stehendem Bauraum und/oder zu dämpfender Schwingungsfrequenz unterschiedlich geformt sind. Dabei hat die Tilgermasse 16 die Form eines Hohlzylindermantels, der zu einem Ende entweder durchgehend mit konstanter oder mit kontinuierlich oder stufenweise abnehmender Wandstärke ausgebildet ist.

Die durchgezogenen Pfeile C stellen besonders bevorzugte Kombinationen der - je nach Durchmesser der rotierenden Welle - ausgelegten Verbundteile 8 und Tilgermassen 16 dar. Die gestrichelten Pfeile D veranschaulichen weitere Kom­ binationsmöglichkeiten.

In ähnlicher Weise zeigt Fig. 8b verschiedene Verbundteile 8 der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Art. Dabei sind die dargestellten Verbundteile 8 für unterschiedliche Kennfre­ quenzen der zu tilgenden Schwingung ausgelegt. Mit fn sind die normierten Kennfrequenzen bezogen auf 1 kg schwingende Tilgermasse bezeichnet. Im vorliegenden Fall sind die ange­ gebenen Kennfrequenzen durch entsprechende Wahl des Elasto­ merkörpermaterials bezüglich seiner physikalischen bzw. chemischen Eigenschaften erzielt worden. In Fig. 8a sind unterschiedliche Tilgermassen 16 dargestellt, die - wie mit den durchgezogenen Pfeilen C und den gestrichelten Pfeilen D veranschaulicht - mit den jeweiligen Verbundteilen 8 derart kombiniert werden können, daß die geforderten Rah­ menbedingungen der gegebenen Tilgungssituation erfüllt werden.

Schließlich zeigen die Fig. 9 und 10 eine Vielzahl indi­ viduell gestalteter Bausteinvarianten des erfindungsgemäßen Schwingungstilger-Bausatzes.

Die Fig. 9a, 9b und 9c zeigen mehrere Verbundteile 8 der anhand Fig. 4 und 5 beschriebenen Art. Die dargestellten Verbundteile 8 sind in ihrer axialen Länge an verschiedene Bauraumgrößen, mit ihrem Innendurchmesser an verschiedene Wellendurchmesser und in ihren Elastomerkörpereigenschaften an verschiedene Kennfrequenzen angepaßt. Fig. 9a zeigt 40 mm lange Verbundteile 8 für Wellendurchmesser zwischen 24 und 28 mm sowie für zwei Kennfrequenzbereiche fn, nämlich 180 Hz bis 260 Hz und 260 Hz bis 340 Hz. Die Verbundteile 8 der Fig. 9b sind jeweils 60 mm lang, für Wellendurchmes­ ser zwischen 24 und 28 mm sowie für die beiden Kennfre­ quenzbereiche fn 230 Hz bis 340 Hz und 340 Hz bis 420 Hz ausgelegt. Gemäß Fig. 9c sind die Verbundteile 8 jeweils 80 mm lang, für Wellendurchmesser zwischen 24 und 28 mm sowie für die Kennfrequenzbereiche fn 270 Hz bis 390 Hz und 390 Hz bis 500 Hz einsetzbar.

Die Fig. 10a, 10b und 10c zeigen ring- und hülsenförmige Tilgermassen 16 mit den axialen Längen von 40 mm (Fig. 10a), 60 mm (Fig. 10b) und 80 mm (Fig. 10c) und pro Länge jeweils drei unterschiedlichen Formen, nämlich jeweils ei­ nen Zylindermantel mit durchgehend konstanter oder mit an einem Stirnende kontinuierlich oder stufenweise abnehmender Wandstärke. Die Tilgermassen 16 können mit den in Fig. 9 dargestellten Verbundteilen 8 im Sinne des erfindungsgemä­ ßen Baukastenprinzips kombiniert werden, um die erforderli­ chen Randbedingungen bestimmter Tilgungssituationen zu erfüllen.

Claims (17)

1. Schwingungstilger, insbesondere für einen Antriebs­ strang von Kraftfahrzeugen, mit einem auf einem rotie­ renden oder feststehenden Bauteil montierbaren Trag­ körper (10), der über einen Elastomerkörper (14) mit einer Tilgermasse (16) elastisch gekoppelt ist, ge­ kennzeichnet durch ein aus dem Elastomerkörper (14) und entweder dem Tragkörper (10) oder der Tilgermasse (16) bestehendes Verbundteil, das mit der (verbleiben­ den) Tilgermasse (16) bzw. mit dem (verbleibenden) Tragkörper (10) über einen Preßsitz und/oder einen Haftsitz verbunden ist.

2. Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Verbundteil der Elastomerkörper (14) an den Tragkörper (10) oder an die Tilgermasse (16) anvulkanisiert ist.

3. Schwingungstilger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tilgermasse (16) ein zylindri­ scher Ring ist, dessen Wandstärke durchgehend konstant ist oder an wenigstens einem Ende kontinuierlich oder stufenweise abnimmt.

4. Schwingungstilger nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet der Elastomerkörper (14) über seine Materialeigenschaften an eine oder mehrere vorgegebene Schwingungsfrequenzen angepaßt ist.

5. Schwingungstilger nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (14) mehrere über die innere Mantelfläche (17) der Tilgermasse (16) oder über die äußere Mantelfläche des Tragkörpers verteilte, insbesondere achsparallele, Gummistege umfaßt.

6. Schwingungstilger einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (10) ein(e) - an dem Bauteil montierbare(r) - Hülse oder Topf mit zylindrischer Mantelfläche, insbesondere aus Metall ist.

7. Schwingungstilger nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das - aus der Tilger­ masse (16) oder (alternativ) dem Tragkörper (10) und dem Elastomerkörper (14) aufgebaute - Verbundteil zu­ sätzlich noch ein Tragteil (40) aufweist, welches auf der der Tilgermasse (16) oder (alternativ) dem Trag­ körper (10) abgewandten Seite des Elastomerkörpers (14) konzentrisch angeordnet ist.

8. Schwingungstilger nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (40) eine am Elasto­ merkörper (14) anvulkanisierte Hülse, insbesondere Me­ tallhülse, ist.

9. Schwingungstilger nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß auf der inneren Man­ telfläche des Tragkörpers (10) eine Elastomerschicht (12) aufgebracht, insbesondere eine Gummischicht an­ vulkanisiert, ist.

10. Schwingungstilger nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (14) mit wenigstens einem die Stirnenden der Tilger­ masse (16) umgreifenden Vorsprung (25) ausgebildet ist.

11. Schwingungstilger nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (10) eine sich radial nach außen erstreckende - wenigstens ein Stirnende der Tilgermasse (16) sichernde - Ver­ rutschsicherung aufweist.

12. Bausatz für den Zusammenbau eines Schwingungstilgers nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein vorgefertigtes Verbundteil, welches den Elastomerkörper (14) und entweder den Tragkörper (10) oder die Tilgermasse (16) enthält.

13. Verfahren zur Herstellung eines Schwingungstilgers, insbesondere für einen Antriebsstrang von Kraftfahr­ zeugen, mit einem auf einem rotierenden oder festste­ henden Bauteil montierbaren Tragkörper, der über einen Elastomerkörper (14) mit einer Tilgermasse (16) ela­ stisch gekoppelt ist, wobei:

• - der Elastomerkörper (14) entweder mit dem Tragkör­ per (10) oder mit der Tilgermasse (16) zu einem Verbundteil verbunden wird; und
• - das so erhaltenen Verbundteil und die (verbleiben­ de) Tilgermasse (16) bzw. der (verbleibende) Trag­ körper (10) ineinander geschoben und über einen Preßsitz und/oder einen Haftsitz miteinander ver­ koppelt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundteil durch Anvulkanisieren des Elasto­ merkörpers (14) an den Tragkörper (10) oder an die Tilgermasse (16) hergestellt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (14) vor dem Ineinanderschieben des Verbundteiles und der Tilger­ masse (16) oder (alternativ) des Tragkörpers (10) getempert wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13-15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verbundteil durch Anvulkanisie­ ren eines Tragteiles (40), insbesondere einer Metall­ hülse, an die freie Fläche des Elastomerkörpers (14) zu einem aus drei konzentrischen Bauteilen bestehenden Verbund erweitert wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13-16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf die innere Mantelfläche des Tragkörpers (10) eine Elastomerschicht (12) aufge­ bracht, insbesondere eine Gummischicht anvulkanisiert wird.