WO1995035454A1 - Baukasten für den zusammenbau von schwingungstilgern - Google Patents

Baukasten für den zusammenbau von schwingungstilgern Download PDF

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WO1995035454A1
WO1995035454A1 PCT/EP1995/002367 EP9502367W WO9535454A1 WO 1995035454 A1 WO1995035454 A1 WO 1995035454A1 EP 9502367 W EP9502367 W EP 9502367W WO 9535454 A1 WO9535454 A1 WO 9535454A1
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mass
kit according
elastomer body
absorber
elastomer
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PCT/EP1995/002367
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English (en)
French (fr)
Inventor
Achim Gassen
Werner Adolph
Original Assignee
Clouth Gummiwerke Ag
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
    • F16F7/108—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted on plastics springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/14—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers
    • F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
    • F16F15/1414—Masses driven by elastic elements
    • F16F15/1435—Elastomeric springs, i.e. made of plastic or rubber
    • F16F15/1442—Elastomeric springs, i.e. made of plastic or rubber with a single mass

Definitions

  • the invention is concerned with a construction kit for the assembly of vibration absorbers, which comprise a support body - mountable on a rotating or fixed component - and a damper mass elastically coupled to the support body via an elastomer body.
  • the rotating component can be the shaft of a motor vehicle;
  • the fixed component is a gear housing, the vibration damper being placed on a housing pin or fastened with a continuous screw bolt.
  • Vibration absorbers of this type are known, for example, from EP 0 250 913 A2 (CLOUTH) or from DE 89 07 426.2 Ul (CLOUTH).
  • Such passive vibration absorbers have the function of undesired bending and / or torsional vibrations e.g. compensate for rotating shafts by counter-phase pendulum movements of the absorber or additional masses, i.e. to pay off.
  • the absorber masses are usually concentric with rotating shafts, for example a crankshaft, a drive shaft, an articulated shaft, etc., and are usually mounted in rubber.
  • Fig. 11 shows a known vibration damper of this type. It consists essentially of a cylindrical support sleeve se 100, which can be mounted on a vulcanized rubber layer 120 on a drive shaft - not shown here.
  • An elastomer body 140 made of rubber connects the support sleeve 100 to a cylindrical absorber mass 160. For this purpose it is vulcanized on the one hand on the outer circumferential surface of the support sleeve 100 and on the other hand on the inner circumferential surface of the absorber mass 160.
  • a complex vulcanization process is therefore necessary with this vibration damper, two vulcanization surfaces having to be heated in order to elastically couple the damper mass 160 to the support sleeve 100.
  • all metal parts of the vibration damper must also be heated. Due to the large masses, this leads to high energy consumption and long vulcanization cycles in the manufacture of such a vibration damper.
  • the elastomer body consists of a rubber ring which is vulcanized with its inner side to a support body and with its outer side to a concentric metal sleeve. A flywheel is pushed onto the metal sleeve in such a way that the flywheel is firmly connected to it via a press fit.
  • Such a vibration damper is adapted in its entirety to the boundary conditions of a particular repayment situation, such as installation space, diameter of the rotating shaft, required mass inertia, vibration frequency to be repaid (characteristic frequency), etc., accordingly.
  • the absorber components are selected and predominantly connected to one another via vulcanization compounds coupled.
  • the individual adaptation of the vibration damper as a whole requires individually designed manufacturing devices, both for the production of sample parts and for large series production. This leads to unsatisfactorily long times for the development and start of series production.
  • German patent application p 47 377 D describes a conventional vibration damper for absorbing - not eradicating - vibration energy.
  • a rubber body is only pressed in between an outer and an inner cylinder sleeve and absorbs or damps radial loads on the cylinder sleeves by deforming them.
  • such a vibration damper is unusable as a vibration damper of the type mentioned at the outset, since it does not compensate for undesirable vibrations by means of a pendulum movement of an absorber mass which is free from energy consumption.
  • the invention aims to create a vibration damper that is easy to manufacture and easy to adapt to different repayment situations.
  • the invention then provides a kit for assembling vibration absorbers of the type mentioned at the beginning with the following basic components: a composite part prefabricated from the elastomer body and either the support body or the absorber mass; and the (remaining) absorber mass or the (remaining) support body, each of which can be connected to the composite part via a press fit and / or an adhesive seat.
  • the elastomer body is first either with the support body connected to a composite part by (1st alternative) or with the absorber mass (2nd alternative). The composite part is then pushed into the absorber mass (1st alternative) or pushed onto the supporting body (2nd alternative).
  • the composite part and either the damper mass or the support body are coupled to one another via a press fit (also metal on metal) and / or an adhesive seat.
  • the composite part is preferably pushed under prestress of the elastomer body and / or application of an adhesive into the absorber mass or pushed onto the support body, preferably when the elastomer body has been tempered beforehand.
  • the invention therefore proposes two variants of a vibration damper that have the following basic idea in common: to build a vibration damper according to the modular principle from at least two components, i.e. a modularly assembled vibration damper, the components of which are releasably connected to one another.
  • a modularly assembled vibration damper the components of which are releasably connected to one another.
  • the building blocks are individually selected differently in their parameters and are simply coupled to one another via a press fit and / or adhesive seat.
  • the invention also provides an easily detachable connection between the various building blocks of the modular system, as a result of which individual building blocks can be detached and reconnected at any time and can thus be easily replaced by other building blocks.
  • This has Known vibration absorbers have special advantages: Depending on the boundary conditions of a repayment situation found - for example Installation space, diameter of the rotating shaft, required mass inertia, vibration frequency (characteristic frequency) - basic modules of different characteristics are selected and assembled to the desired vibration absorber. Accordingly, the building blocks of the vibration damper kit such as "Catalog Article 11 can be handled: With a limited number of building blocks which differ in their characteristics, a variety of different vibration damper types can be realized by simple assembly. This does not reduce only the manufacturing costs (fewer individually adapted manufacturing devices are necessary), but also the storage.
  • Vibration dampers that meet certain boundary conditions do not first have to be produced by a complex vulcanization process, but can be implemented simply and quickly by combining the above-mentioned components. In this way, the times for the development and series maturity of certain types of vibration absorbers can be shortened considerably. This advantage is of particular importance since certain types of vibration absorbers are only requested in a very late development stage of motor vehicles and accordingly have to be quickly available.
  • the elastomer body is / is vulcanized into the composite part either on the support body or on the absorber mass. This ensures a particularly stable connection of the two basic components of the composite part, especially where the radial load of the vibration damper is very large.
  • the use of vulcanization has no negative effects on the development time of the modular vibration damper according to the invention - provided the required composite parts including the associated manufacturing devices are already available at the beginning of the development.
  • the absorber mass is preferably a cylindrical ring, the wall thickness of which is constant throughout or decreases continuously or in stages at at least one end.
  • the elastomer body is preferably adapted via its material properties to one or more predetermined oscillation or characteristic frequencies. In this way, the components of the modular vibration damper can be individually adapted to different repayment situations.
  • the elastomer body essentially consists of several, in particular axially parallel, rubber webs, which are distributed over the outer lateral surface of the supporting body (1st alternative) or the inner lateral surface of the absorber mass (2nd alternative).
  • the dimensions and shape of the rubber webs allow the elastomer body described here to be easily and effectively optimized in terms of its rubber-elastic behavior and adapted to the desired characteristic frequencies.
  • a particularly simple and inexpensive embodiment of the support body consists of a sleeve or pot with a cylindrical jacket surface, in particular made of metal, which can be mounted on the component, for example a rotating shaft or a fixed pin.
  • the sleeve can be pushed directly onto the component, for example a rotating shaft, while the pot can simply be coupled to the component, for example the shaft, via an end flange.
  • the composite part - constructed from the absorber mass or (alternatively) the support body and the elastomer body - additionally has a support part which is arranged concentrically on the absorber mass or (alternatively) the side of the elastomer body facing away from the support body.
  • This support part is preferably vulcanized onto the elastomer body as a cylindrical sleeve, in particular a metal sleeve, specifically concentrically to the support body or the absorber mass of the composite part.
  • a sandwich-like composite part - consisting of the basic components arranged concentrically to one another - metal sleeve-elastomer body support body or absorber mass - is created, which is either pushed into the absorber mass or (alternatively) pushed onto the support body and with the absorber mass or (alternative) is connected to the support body via a frictional, in particular metal / metal press fit and / or adhesive seat.
  • a variety of different vibration absorbers can be combined, which meet the different framework conditions of eradication situations.
  • the support body is equipped on its inner lateral surface with an elastomer layer, in particular a vulcanized rubber layer.
  • the elastomer body has at least one protrusion or encircling the end faces or surfaces of the absorber mass Has humps.
  • the support body also has a radially outwardly extending - securing the front and / or the rear end of the damper mass - slip protection.
  • a particularly simple anti-slip device consists of brackets or the like, which extend axially parallel from the front ends of the supporting body and thus allow the damper mass to be simply pushed onto the supporting body, and are bent outwards in the radial direction after the damper mass has been pushed on .
  • La, b a longitudinal section of a first embodiment of the building blocks of the vibration damper construction kit according to the invention; 2a, b partial longitudinal sections of a further embodiment of
  • 5a; 6 shows a longitudinal section of a further exemplary embodiment of the vibration absorber according to the invention
  • 7a, b are longitudinal sections of several variants of the vibration absorber modules to illustrate their possible combinations
  • 8a, b are longitudinal sections of further variants of the vibration absorber modules to illustrate their
  • FIG. 11 shows a longitudinal section of a known vibration absorber.
  • vibration compensating variants described here serve to compensate for bending and / or torsional vibrations of rotating or stationary components, e.g. on motor vehicle drive shafts or on a motor vehicle gearbox, and are therefore simply referred to as "vibration absorbers".
  • FIGS. 1a and 1b show a first preferred variant for building blocks of a vibration damper construction kit according to the invention before they are assembled.
  • the component shown in FIG. 1b is called the composite part 8. It essentially consists of a support body in the form of a cylindrical metal sleeve 10, which is vulcanized onto the inner wall of the metal sleeve 10 with a rubber layer 12 with a rotating shaft (not shown here) or (alternatively) with a fixed housing pin of the transmission gear. house, such as a motor vehicle, is coupled.
  • the support body can also be designed as a cylindrical pot which can be flanged directly onto the rotating shaft.
  • a circumferential elastomer body 14 made of rubber is vulcanized onto the outer wall of the metal sleeve 10.
  • the shape of the elastomer body 14 and its physical or chemical properties are adapted to the vibrations to be repaid, in particular their amplitude and phase position.
  • a preferred embodiment of the elastomer body 14 is discussed with reference to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 1 a illustrates the further component that can be coupled to the composite part 8, namely a hollow cylindrical annular absorber mass 16, the wall thickness of which tapers conically at one end.
  • the composite part 8 When assembling these two building blocks, the composite part 8 is pushed into the damper mass 16 in the direction of arrow A - or (alternatively) the damper mass 16 is pushed over the elastomer body 14 of the composite part 8. As a result, the damper mass 16 with its cylindrical inner lateral surface 17 is frictionally connected to the elastomer body 14 via a press fit.
  • the elastomer body 14 is in turn vulcanized onto the metal sleeve 10. Due to its coupling to the metal sleeve 10, the absorber mass 16 experiences torsional and / or bending vibrations, i.e.
  • FIG. 1 a shows the elastomer body 14 in an unloaded state, ie before it is inserted into the absorber mass 16.
  • the outer diameter of the elastomer body 14 is larger than the inner diameter of the absorber mass 16.
  • the elastomer body 14 presses against the inner circumferential surface 17 of the absorber mass 16 under great deformation to such an extent that a secure press fit, which is not impaired by the aforementioned compensatory vibrations, is achieved.
  • the press fit described here also allows detaching or pushing off the damper mass 16 from the elastomer body 14 so that, for example in the event of a changed repayment situation or in the event of a repair being required, a "new" damper mass 16 with the "old”"Composite part 8 can be assembled.
  • the composite part 8 shown in Fig. 1b offers the possibility of varying the pressing force acting on the elastomer body 14, i.e. by changing the degree of deformation and thus the rubber-elastic behavior of the elastomer body 14 - with the same composite part 8, the mode of action of the vibration damper can be changed easily overall.
  • FIG. 2a shows a variant of the composite part 8 shown in FIG. 1b with the cylindrical metal sleeve 10, on the outer surface of which an elastomer body 14 made of rubber and on the inner surface of which the rubber layer 12 is attached. is vulcanized.
  • Fig. 2b shows the composite part 8 of Fig. 2a with a slider absorber mass 16, which sits on the elastomer body 14 via a press fit.
  • the elastomer body 14 is designed such that it ensures a particularly “non-slip” fit of the absorber mass 16 on the elastomer body 14.
  • it has a relatively thin-walled central section in the long profile and two thick-walled end sections 22, 24, each of which has a web-like radial projection 25 at their outer ends.
  • the elastomer body 14 is preferably formed with this longitudinal profile over its entire circumference. For certain applications, it may be useful to form the elastomer body 14 only in sections evenly distributed over the circumference of the metal sleeve 10 with such a long profile and to provide a cavity between these sections.
  • the elastomer body 14 is deformed in accordance with FIG. 2b in such a way that the damper mass 16 is embedded between the web-like projections 22, 24 of the elastomer body 14. Between the absorber mass 16 and the middle section of the elastomer body 14 there remains an annular cavity 26 into which the deformed sections of the elastomer body 14 can expand as desired.
  • FIGS. 3a and 3b illustrate an additional safeguard against the pressed-on damper mass 16 slipping axially.
  • FIG. 3a shows a section of a composite part 8, the structure of which is fundamentally comparable to that in FIG. 2a.
  • the tabs 30 After assembly, i.e. After pushing together the damper mass 16 and the composite part 8, the tabs 30 are bent outwards in the radial direction so that they encompass the outer end of the elastomer body 14 together with the damper mass 16 - as shown in FIG. 3b.
  • 4a and 4b illustrate a further exemplary embodiment of the vibration damper module according to the invention.
  • 4a shows a damper mass 16 - identical to the damper mass of FIG. La - as a first component.
  • the second component is the composite part 8 (FIG. 4b), which - viewed in the radial direction - comprises: the thin rubber layer 12, the cylindrical metal sleeve 10, the elastomer body 14 and another likewise cylindrical metal sleeve 40, which is concentric arranged to the first mentioned Metall ⁇ sleeve 10 and is elastically coupled via the elastomer body 14.
  • the elastomer body 14 and the rubber layer 12 are each vulcanized onto the adjoining lateral surfaces of the two metal sleeves 10 and 40.
  • the composite part 8 is also pushed into the damper mass 16 in the direction of arrow B - or conversely the damper mass 16 is pushed onto the composite part 8.
  • the inner diameter of the damper mass 16 and the outer diameter of the composite part 8 are in turn adapted to one another in such a way that the damper mass 16 and the outer metal sleeve 40 are coupled to one another via a metal / metal press fit.
  • damper mass 16 and the composite part 8 can also be coupled to one another by means of an adhesive which is applied before the
  • the elastomer body 14 essentially consists of four rubber webs which are evenly distributed over the outer lateral surface of the inner metal sleeve 10 and which extend axially parallel over the entire length of the vibration absorber.
  • the elastomer body 14 extends between the rubber webs in the form of a thin rubber layer along the outer or the inner jacket wall of the inner metal sleeve 10 or outer metal sleeve 40 and thereby between the Has cavities 50 lying in webs.
  • a good fit of the composite part 8 on a rotating or standing shaft in turn ensures the rubber layer 12 provided on the inner jacket wall of the inner metal sleeve 10.
  • this is equipped with six axially parallel projections evenly distributed along its inner jacket surface.
  • FIG. 6 shows a further variant of the vibration damper kit according to the invention, consisting of the composite part 8 in FIG. 4b and a damper mass 16 - in the fully assembled state.
  • the damper mass 16 is ring-shaped and has a uniform wall thickness everywhere. It sits - in turn - via an interference fit on an outer metal sleeve 40 which is attached to a vulcanized elastomer. body 14 is coupled to the concentric inner metal sleeve 10.
  • FIGS. 7, 8, 9 and 10 serve to further illustrate the vibration damper constructed according to the modular principle.
  • FIG. 7a and 7b show several variants of the two basic components: absorber mass 16 and composite part 8.
  • FIG. 7b shows various composite parts 8 of the type previously shown in FIGS. 4 and 5, which are designed for shaft diameters of 24 to 28 mm.
  • 7a shows different ring-shaped absorber masses 16 which are shaped differently depending on the available installation space and / or the oscillation frequency to be damped.
  • the damper mass 16 has the shape of a hollow cylinder jacket, which at one end is designed either with a constant wall thickness or with a continuously or gradually decreasing wall thickness.
  • the solid arrows C represent particularly preferred combinations of the composite parts 8 and absorber masses 16 which are designed depending on the diameter of the rotating shaft.
  • the dashed arrows D illustrate further possible combinations.
  • 8b shows different composite parts 8 of the type shown in FIGS. 4 and 5.
  • the illustrated composite parts 8 are designed for different characteristic frequencies of the vibration to be repaid.
  • fn are the standardized characteristic frequencies referred to 1 kg of oscillating absorber mass.
  • the specified characteristic frequencies have been achieved by appropriate selection of the elastomer body material with regard to its physical or chemical properties.
  • 8a shows different absorber masses 16 which - as illustrated by the solid arrows C and the dashed arrows D - with the respective composite parts 8 can be combined in such a way that the required framework conditions of the given repayment situation are met.
  • FIGS. 9 and 10 show a large number of individually designed building blocks of the vibration damper building block.
  • 9a, 9b and 9c show several composite parts 8 of the type described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the illustrated composite parts 8 are adapted in their axial length to different installation space sizes, with their inner diameter to different shaft diameters and in their elastomer body properties to different characteristic frequencies.
  • 9a shows 40 mm long composite parts 8 for shaft diameters between 24 and 28 mm and for two characteristic frequency ranges fn, namely 180 Hz to 260 Hz and 260 Hz to 340 Hz.
  • the composite parts 8 of FIG. 9b are each 60 mm long for shaft diameters ⁇ between 24 and 28 mm as well as for the two frequency ranges fn 230 Hz to 340 Hz and 340 Hz to 420 Hz.
  • the composite parts 8 are each 80 mm long, for shaft diameters between 24 and 28 mm and for the frequency ranges fn 270 Hz to 390 Hz and 390 Hz to 500 Hz.
  • 10a, 10b and 10c show ring-shaped and sleeve-shaped absorber masses 16 with the axial lengths of 40 mm (FIG. 10a), 60 mm (FIG. 10b) and 80 mm (FIG. 10c) and three different shapes for each length , namely a cylinder jacket with a constant wall thickness or with a continuously or gradually decreasing wall thickness at one end.
  • the absorber masses 16 can be combined with the composite parts 8 shown in FIG. 9 in the sense of the modular principle according to the invention, in order to meet the necessary boundary conditions for certain repayment situations.

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Abstract

Die Erfindung offenbart einen Baukasten für den Zusammenbau eines Schwingungstilgers. Der Schwingungstilger ist insbesondere für einen Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen vorgesehen und weist einen auf einem rotierenden (Welle) oder feststehenden (Zapfen) Bauteil sitzenden Tragkörper auf, der über einen Elastomerkörper (14) mit einer Tilgermasse (16) gekoppelt ist. Dabei ist der Elastomerkörper (14) und der Tragkörper (10) oder (alternativ) der Elastomerkörper (14) und die Tilgermasse (16) zu einem Verbundteil verbunden; und das Verbundteil wird in die Tilgermasse (16) eingeschoben bzw. auf den Tragkörper (10) aufgeschoben, derart, daß das Verbundteil mit der Tilgermasse (16) bzw. mit dem Tragkörper (10) einen Pressitz und/oder einen Haftsitz eingeht.

Description

Baukasten für den Zusammenbau von Schwingungstilgern
Die Erfindung befaßt sich mit einem Baukasten für den Zu¬ sammenbau von Schwingungstilgern, die einen - auf einem rotierenden oder feststehenden Bauteil montierbaren - Trag¬ körper und eine über einen Elastomerkörper mit dem Tragkör¬ per elastisch gekoppelte Tilgermasse umfassen. Das rotie¬ rende Bauteil kann hierbei die Welle eines Kraftfahrzeuges sein; das feststehende Bauteil ein Getriebegehäuse, wobei der Schwingungstilger auf einen Gehäusezapfen 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 Ul (CLOUTH) bekannt.
Solche passiven Schwingungstilger haben die Funktion, uner¬ wünschte 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 Te peratur- 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.
Die DE 39 13 547 AI (PAGUAG) beschreibt einen Drehschwin- gungstilger der zuvor genannten Art. Dabei besteht der Elastomerkörper aus einem Gummiring, der mit seiner Innen¬ seite einem Tragkörper und mit seiner Außenseite einer in konzentrischen Metallhülse anvulkanisiert ist. Auf die Metallhülse ist eine Schwungmasse derart aufgeschoben, daß die Schwungmasse damit über einen Preßsitz fest verbunden ist. Ein solcher Schwingungstilger ist in seiner Gesamtheit an die Randbedingungen einer bestimmten Tilgungssituation, wie Bauraum, Durchmesser der rotierenden Welle, erforder¬ liche Massenträgheit, zu tilgende Schwingungsfrequenz (Kennfrequenz) , etc. , entsprechend angepaßt. Je nach Til¬ gungssituation sind die Tilgerbestandteile ausgewählt und vorwiegend über Vulkanisationsverbindungen miteinander gekoppelt. Die individuelle Anpassung des Schwingungstil¬ gers insgesamt erfordert individuell gestaltete Herstel¬ lungsvorrichtungen, und zwar sowohl für die Fertigung von Musterteilen als auch für die Großserienproduktion. 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- gungsdampfer ist jedoch als Schwingungstilger der eingangs genannten Art unbrauchbar, da er unerwünschte Schwingungen nicht durch ernergieverzehrfreie 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 den Gegenstand des Anspruches 1.
Danach schafft die Erfindung einen Baukasten für den Zusam¬ menbau von Schwingungstilgern der eingangs genannten Art mit folgenden Grundbausteinen: einem aus dem Elastomerkör- per und entweder dem Tragkörper oder der Tilgermasse vorge¬ fertigten Verbundteil; und der (verbleibenden) Tilgermasse bzw. dem (verbleibenden) Tragkörper, die jeweils über einen Pressitz und/oder einen Haftsitz mit dem Verbundteil ver¬ bindbar sind.
Für den Zusammenbau des baukastenartigen Schwingungstilgers wird der Elastomerkörper zunächst entweder mit dem Tragkör- per (1. Alternative) oder mit der Tilgermasse (2. Alterna¬ tive) zu einem Verbundteil verbunden. Sodann wird das Ver¬ bundteil in die Tilgermasse eingeschoben (1. Alternative) bzw. auf den Tragkörper aufgeschoben (2. Alternative). Dabei wird das Verbundteil und entweder 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.
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 nach dem Baukastenprinzip aus we¬ nigstens zwei Bausteinen aufzubauen, d.h. ein baukasten¬ artig zusammnengebauten Schwingungstilger, dessen Bausteine lösbar miteinander verbunden sind. Die Bausteine sind dabei - je nach den Randbedingungen einer bestimmten Tilgungs¬ situation - in ihren Kenngrößen individuell verschieden ausgewählt und einfach über einen Preß- und/oder Haftsitz miteinander gekoppelt.
Die Erfindung stellt auch eine einfach lösbare Verbindung zwischen den verschiedenen Bausteinen des Baukastens zur Verfügung, wodurch einzelne Bausteine jederzeit gelöst und wieder miteinander verbunden und damit einfach durch andere Bausteine ersetzt werden können. Dies hat ggü. bekannten Schwingungstilgern besondere Vorteile: Je nach den Randbe¬ dingungen einer vorgefundenen Tilgungssituation - z.B. Bauraum, Durchmesser der rotierenden Welle, erforderliche Massenträgheit, Schwingungsfrequenz (Kennfrequenz) - werden Grundbausteine unterschiedlicher Kenndaten ausgewählt und zu dem gewünschten Schwingungstilger zusammengebaut. Dem- nach sind die Bausteine des Schwingungstilger-Baukastens wie "Katalogartikel11 handhabbar: Mit einer begrenzten An¬ zahl von Bausteinen, die in ihren Kenndaten individuell verschieden sind, kann durch einfachen Zusammenbau dersel¬ ben eine Vielfalt unterschiedlicher Schwingungstilgertypen realisiert werden. Dies reduziert nicht nur die Herstel¬ lungskosten (es sind weniger individuell angepaßte Herstel¬ lungsvorrichtungen notwendig) , sondern auch die Lagerhal¬ tung.
Sämtliche bei der Herstellung eines Schwingungstilgers erforderlichen Vorbehandlungsprozzese, wie Waschen, Sand¬ strahlen, Auftragen von Bindemittel, etc., können bereits an einem der Bausteine, dem Verbundteil, vor seinen Zusam¬ menbau mit dem verbleibenden Baustein 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 ist/wird im Baustein Ver¬ bundteil der Elastomerkörper entweder an dem Tragkörper oder an die Tilgermasse anvulkanisiert. Hierdurch wird eine besonders stabile Verbindung der beiden Grundbauteile des Verbundteiles gewährleistet, insbesondere dort, wo die radiale Belastung des Schwingungstilgers sehr groß ist. Andererseits hat der Einsatz der Vulkanisation keine nega¬ tiven Auswirkungen auf die Entwicklungszeit des erfindungs¬ gemäßen Baukasten-Schwingungstilgers - sofern die benötig- ten Verbundteile samt den zugehörigen Herstellungsvorrich¬ tungen 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. Bevor¬ zugt ist dazu der Elastomerkörper über seine Materialeigen¬ schaften an eine oder mehrere vorgegebene Schwingungs- bzw. Kennfrequenzen angepaßt. Auf diese Weise sind die Bausteine des Baukasten-Schwingungstilgers auf unterschiedliche Til- gungssituationen individuell abstimmbar.
Bei einer Variante des Verbundteilbausteins besteht der Elastomerkörper im wesentlichen aus mehreren über die äuße¬ re Mantelfläche des Tragkörpers (1. Alternative) oder die innere Mantelfläche der Tilgermasse (2. Alternative) ver¬ teilte, insbesondere achsparallele Gummistege. Durch Abmes¬ sung und Form der Gummistege läßt sich der hier beschriebe- ne Elastomerkörper einfach und effektiv in seinem gummiela¬ stischen Verhalten optimieren und auf gewünschte Kennfre¬ quenzen 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. Die Hülse kann direkt auf das Bauteil, also etwa eine rotierende Welle aufgeschoben wer- den, während der Topf einfach über einen stirnseitigen Flansch an dem Bauteil, also etwa der Welle ankoppelbar ist. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungform 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 abgwandten 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.
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.
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 sichernende - 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.
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. la,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- c liehe Bauraumgrößen, Wellendurchmesser und Kenn¬ frequenzen; Fig. 10a Längsschnitte von Tilgermassen für unterschiedli- b, c ehe Bauraumgrößen und Kennfrequenzen; und Fig. 11 einen Längsschnitt eines bekannten Schwingungs¬ tilgers.
In der nachfolgenden Figurenbeschreibung sind funktioneil 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. la und lb zeigen eine erste bevorzugte Variante für Bausteine eines erfindungsgemäßen Schwingungstilger- Baukastens vor ihrem Zusammenbau. Der in Fig. lb 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. la 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 Elastomerkorper 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 Metallhulse 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. la zeigt den Elastomerkorper 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- liehen 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. lb dargestellte Verbundteil 8 die Möglichkeit, durch Variieren der auf den Elastomerkörper 14 einwirkenden Preßkraft, d.h. durch Verändern des Deforma- tionsgrades und damit des gu mielastischen 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. lb 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 Elastomerkorper 14 derart ausgebildet, daß er einen besonders "rutschfesten" Sitz der Tilgermasse 16 auf dem Elastomerkörper 14 gewährleistet. Hierfür besitzt er im Langsprofil 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 Langsprofil 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 Elasto erkörpers 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¬ kastens. Fig. 4a zeigt eine - zur Tilgermasse der Fig. la 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 Metallhulse 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 Figuren 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 beiden Grundbausteine: 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 ausgelegt sind. Fig. 7a zeigt unterschiedliche ringförmige Tilgermassen 16, die je nach zur Verfügung ste¬ hendem Bauraum und/oder zu dämpfender Schwingungsfrequenz unterschiedlich geformt sind. Dabei hat die Tilgermasse 16 die Form eines Hohlzylindermantels, der zu einem Ende ent¬ weder 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 Figuren 9 und 10 eine Vielzahl indi¬ viduell gestalteter Bausteine des Schwingungstilger-Bau¬ kastens.
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

Patentansprüche
1. Baukasten 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: einem aus dem Elastomerkörper (14) und entweder dem Tragkörper (10) oder der Tilger¬ masse (16) vorgefertigten Verbundteil; und der (ver¬ bleibenden) Tilgermasse (16) bzw. dem (verbleibenden) Tragkörper (10) , die jeweils über einen Pressitz und/- oder einen Haftsitz mit dem Verbundteil verbindbar sind.
2. Baukasten 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. Baukasten 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. Baukasten nach einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet der Elastomerkörper (14) über seine Materialeigenschaften an eine oder mehrere vor¬ gegebene Schwingungsfrequenzen angepaßt ist.
5. Baukasten 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. Baukasten 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. Baukasten 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. Baukasten nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Tragteil (40) eine am Elastomerkörper (14) anvulkanisierte Hülse, insbesondere Metallhülse, ist.
9. Baukasten 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. Baukasten 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. Baukasten 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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