DE4421532C2 - Bausatz für den Zusammenbau von Schwingungstilgern - Google Patents
Bausatz für den Zusammenbau von SchwingungstilgernInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem Bausatz für den Zusammenbau von Schwingungstilgern,
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.
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 Vulkanisationszyklen 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 ernergieverzehrfreie Pendelbewegungen einer
Tilgermasse ausgleicht.
Aus der DE-OS 39 13 547 ist ein Schwingungstilger entnehmbar,
insbesondere für einen Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen, mit
einem auf einem rotierenden oder feststehenden Bauteil montier
baren Tragkörper, der über einen Elastomerkörper mit einer
Tilgermasse elastisch gekoppelt ist, gekennzeichnet durch ein
aus dem Elastomerkörper bestehendes Verbundteil, das mit der
Tilgermasse über einen Preßsitz und/oder einen Haftsitz ver
bunden ist.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, Schwingungstilger zu
schaffen, die einfach herstellbar und einfach an unterschiedliche
Tilgungssituationen anpaßbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand
des Anspruchs 1 gelöst.
Auf diese Weise wird ein wiederlösbarer reib- bzw. kraftschlüssiger Ver
bund zwischen dem Verbundteil und entweder der Tilgermasse
oder dem Tragkörper des Schwingungstilgers gewährleistet,
so daß die Tilgermasse 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.
Die
Bausteine des erfindungsgemäßen Bausatzes können wie "Ka
talogartikel"
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 Vorbehandlungsprozzese, 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 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 (Anspruch
2). 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).
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).
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 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.
Nach 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. 4 a, 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. 5 a, 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. Gefäß 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 (12)
1. Bausatz für den Zusammenbau von Schwingungstilgern,
die einen - auf einem rotierenden oder feststehenden
Bauteil montierbaren - Tragkörper (10) und eine über
einen Elastomerkörper (14) mit dem Tragkörper (10)
elastisch gekoppelte Tilgermasse (16) umfassen, mit
folgenden Bausteinen:
- a) mehrere aus dem Elastomerkörper (14) und dem Tragkörper (10) vorgefertigte erste Verbundteile und mehrere Tilgermassen (16), wobei die Verbund teile und/oder die Tilgermassen (16) jeweils un terschiedliche Kenndaten haben; oder
- b) mehrere aus dem Elastomerkörper (14) und der Til germasse (16) vorgefertigte zweite Verbundteile und mehrere Tragkörper (10), wobei die Verbund teile und/oder die Tragkörper (10) jeweils unter schiedliche Kenndaten haben,
wobei die jeweiligen ersten oder zweiten Verbundteile
derart an die Tilgermassen (16) bzw. Tragkörper (10)
angepaßt sind, daß sie wahlweise mit beliebigen Til
germassen (16) bzw. Tragkörpern (10) über einen wieder lösbaren Preß
sitz und/oder Haftsitz zu einem Schwingungstil
ger verbindbar sind.
2. Bausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
im Verbundteil der Elastomerkörper (14) an den Trag
körper (10) oder an die Tilgermasse (16) anvulkani
siert ist.
3. Bausatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Tilgermasse (16) ein zylindrischer Ring
ist, dessen Wandstärke durchgehend konstant ist oder
an wenigstens einem Ende kontinuierlich oder stufen
weise abnimmt.
4. Bausatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet der Elastomerkörper (14) über
seine Materialeigenschaften an eine oder mehrere vor
gegebene Schwingungsfrequenzen angepaßt ist.
5. Bausatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (14)
mehrere über die innere Mantelfläche (17) der Tilger
masse (16) oder über die äußere Mantelfläche des Trag
körpers verteilte, insbesondere achsparallele, Gummi
stege umfaßt.
6. Bausatz einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Tragkörper (10) ein(e) - an
dem Bauteil montierbare(r) - Hülse oder Topf mit zy
lindrischer Mantelfläche, insbesondere aus Metall ist.
7. Bausatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das - aus der Tilgermasse
(16) oder (alternativ) dem Tragkörper (10) und dem E
lastomerkörper (14) aufgebaute - Verbundteil zusätz
lich noch ein Tragteil (40) aufweist, welches auf der
der Tilgermasse (16) oder (alternativ) dem Tragkörper
(10) abgewandten Seite des Elastomerkörpers (14) kon
zentrisch angeordnet ist.
8. Bausatz nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß das Tragteil (40) eine am Elastomerkörper
(14) anvulkanisierte Hülse, insbesondere Metallhülse,
ist.
9. Bausatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß auf der inneren Mantelfläche
des Tragkörpers (10) eine Elastomerschicht (12) aufge
bracht, insbesondere eine Gummischicht anvulkanisiert,
ist.
10. Bausatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Elastomerkörper (14) mit
wenigstens einem die Stirnenden der Tilgermasse (16)
umgreifenden Vorsprung (25) ausgebildet ist.
11. Bausatz nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (10) eine
sich radial nach außen erstreckende - wenigstens ein
Stirnende der Tilgermasse (16) sichernde - Ver
rutschsicherung aufweist
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