WO2011103992A1

WO2011103992A1 - Drehschwingungstilger

Info

Publication number: WO2011103992A1
Application number: PCT/EP2011/000823
Authority: WO
Inventors: Franz Kobus; Johann Loew
Original assignee: SGF SüDDEUTSCHE GELENKSCHEIBENFABRIK GMBH & CO. KG
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2011-09-01
Also published as: US20130210533A1; DE102010009411B4; DE102010009411A1; EP2539605A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungstilger (10) zum Dämpfen von Drehschwingungen einer Achse, insbesondere für Industrieanwendungen, mit einer Tilgernabe (16) mit einer Drehachse (M), einer zu der Tilgernabe (16) koaxialen Tilgermasse (12) und zumindest einer zwischen Tilgernabe (16) und Tilgermasse (12) angeordneten elastomeren Dämpfungsschicht (28). Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Tilgernabe (16) und die Tilgermasse (12) derart ausgebildet sind, dass eine Außenumfangsfläche (26) der Tilgernabe (16) mit einer Innenumfangsfläche (32) der Tilgermasse (12) bezüglich der Drehachse (M) in radialer Richtung sternförmig in Eingriff steht, wobei sich die Tilgernabe (16) und die Tilgermasse (12) in Richtung der Drehachse (M) des Drehschwingungstilgers (10) über die elastomere Dämpfungsschicht (28) aneinander abstützen.

Description

Drehschwingungstilger

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungstilger zum Dämpfen von Drehschwingungen einer Achse, insbesondere für Industrieanwendungen, mit einer Tilgernabe mit einer Drehachse, einer zu der Tilgernabe koaxialen Tilgermasse und zumindest einer zwischen Tilgernabe und Tilgermasse angeordneten elastomeren Dämpfungsschicht.

Derartige Drehschwingungstilger sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in dem Dokument EP 1 286 076 AI offenbart. Dieses Dokument beschreibt einen einstellbaren Lineartilger mit einer zweiteiligen Tilgermasse, die über Elastomerelemente mit einem Tilgerträger verbunden ist. Die zweiteilige Tilgermasse umfasst zwei Scheiben, die beispielsweise über Schrauben miteinander verbunden sind. Die Innenumfangsflächen der beiden die Tilgermasse bildenden Tilgerscheiben sind konisch ausgebildet, so dass sie mit der Außenumfangsfläche des Tilgerträgers korrespondieren können.

Ferner offenbart das Dokument EP 1 197 678 A2 einen Torsionsschwingungstilger mit einer von zwei Trägerscheiben gebildeten Tilgerträgerscheibe, wobei die konus- förmigen Trägerscheiben über Schrauben miteinander verbunden sind. Zumindest eine der beiden Trägerscheiben der Tilgerträgerscheibe weist eine im Querschnitt elliptische Form auf. Eine Tilgermasse weist eine zu der elliptischen Form der zumindest einen Tilgerscheibe korrespondierend geformte Ausnehmung auf. Die Tilgermasse ist mit der Trägerscheibe über Elastomerelemente verbunden.

Die voranstehend beschriebenen Drehschwingungstilgerkonstruktionen haben gemeinsam, dass sie gerade bei großen Tilgermassen bzw. hohen Drehzahlanforderungen die Tilgermasse nicht ausreichend in axialer und radialer Richtung führen können. Dadurch sind die beschriebenen Drehschwingungstilger sehr anfällig für Unwuchterscheinungen aufgrund von im Betrieb auftretenden Stößen und Schlägen, was sich negativ auf deren Lebensdauer auswirkt.

Neben der voranstehend beschriebenen unzureichenden Führung der Tilgermasse in axialer und radialer Richtung wirkt sich auch die Belastung der Elastomerelemente mit relativ großen Scherkräften, die durch das Massenträgheitsmoment der Tilgermasse auf die Elastomerelemente ausgeübt werden, negativ auf die Lebensdauer der Schwingungstilger der in den Dokumenten EP 1 286 076 AI und EP 1 197 678 A2 beschriebenen Art aus. Die Scherkräfte können zu Rissen in den Elastomerelementen oder gar zu deren Ablösung von dem Tilgerträger führen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschwingungstilger, insbesondere für Industrieanwendungen, bereitzustellen, der bei Verwendung von schweren Tilgermassen und auch bei hohen im Betrieb auftretenden Drehzahlen verbesserte Schwingungsdämpfungseigenschaften und eine hohe Lebensdauer aufweist.

Diese Aufgabe wird durch einen Drehschwingungstilger der eingangs bezeichneten Art gelöst, bei dem die Tilgernabe und die Tilgermasse derart ausgebildet sind, dass eine Außenumfangsfläche der Tilgernabe mit einer Innenumfangsfläche der Tilgermasse bezüglich der Drehachse in radialer Richtung sternförmig in Eingriff steht, wobei sich die Tilgernabe und die Tilgermasse in Richtung der Mittelachse des Drehschwingungstilgers über die elastomere Dämpfungsschicht aneinander abstützen.

Mit dem erfindungsgemäßen Drehschwingungstilger kann die Tilgermasse sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung geführt werden, wodurch der axiale Freiheitsgrad in Richtung der Drehachse des Schwingungstilgers nahezu beseitigt werden kann. Ferner können durch die radiale Führung Unwuchten aufgrund von Ungleichlauferscheinungen einer mit dem Drehschwingungstilger verbundenen Welle vermieden werden. Durch den in radialer Richtung sternförmigen Eingriff der Tilgernabe und der Tilgermasse wirken größtenteils nur Druckkräfte auf die elastomere Dämpfungsschicht zwischen der Tilgermasse und der Tilgernabe, die dementsprechend im Wesentlichen keinen Scherkräften ausgesetzt ist, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist. Mit dem erfindungsgemäßen Drehschwingungstilger können demnach auch sehr schwere Tilgermassen verwendet werden, ohne dass sich deren Einsatz negativ auf die Lebensdauer des Drehschwingungstilgers auswirkt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Tilgernabe an ihrer Außenumfangsfläche zumindest einen radialen Vorsprung auf, der in einer korrespondierenden Ausnehmung in der Innenumfangsfläche der Tilgermasse aufgenommen wird. Vorzugsweise umgibt dabei die elastomere Dämpfungsschicht den zumindest einen Vorsprung der Tilgernabe. Mit anderen Worten greift die Tilgernabe mit ihrem radialen Vorsprung in eine in der Innenumfangsfläche der Tilgermasse ausgebildete Ausnehmung über die elastomere Dämpfungsschicht ein, wodurch die elastomere Dämpfungsschicht fast ausschließlich mit Druckkräften belastet wird. Gleichzeitig schwingt aber die Tilgermasse mit einer phasenverschobenen Frequenz, die zum Kompensieren der Drehschwingungen der mit der Tilgernabe verbundenen Welle geeignet ist.

Werden für bestimmte Anwendungen relativ große und schwere Drehschwingungstilger benötigt, so können der Vorsprung oder die Vorsprünge auch separat von der Tilgernabe gefertigt und mit einer elastomeren Dämpfungsschicht versehen werden. Anschließend werden die Vorsprünge dann an der Tilgernabe angebracht, z.B. mit dieser verschraubt.

Der Drehschwingungstilger gemäß der vorliegenden Erfindung kann über den Aufbau der Tilgermasse bzw. einer Anpassung deren Geometrie auf bestimmte Anwendungsgebiete, d. h. bestimmte Frequenzbereiche, abgestimmt werden. Dementsprechend kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Tilgermasse mehrteilig, insbesondere zweiteilig oder dreiteilig aufgebaut ist. Die Einzelteile der Tilgermasse können dabei über Verbindungselemente miteinander verbunden werden. Durch die über Verbindungselemente, wie z. B. Schrauben oder Nieten, verbundenen Einzelteile der Tilgermasse kann die elastomere Dämpfungsschicht vorgespannt werden, so dass neben der Abstimmung auf eine bestimmte Frequenz auch im Betrieb in der Tilgermasse auftretende Zug- und Scherspannungen minimiert werden können. Mit anderen Worten, sind erfindungsgemäß die Einzelteile der Tilgermasse mittels der

Verbindungselemente derart gegeneinander verspannbar, dass die elastomere Dämpfungsschicht eine vorbestimmte Vorspannung aufweist. Ferner wird durch den mehrteiligen Aufbau der Tilgermasse der Herstell ungsprozess des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers deutlich vereinfacht, da der Tilger auf verschiedene Anwendungsgebiete bzw. auf bestimmte Frequenzen oder Frequenzbereiche ohne konstruktive Veränderungen und ohne Änderung des Vulkanisationswerkszeugs abgestimmt werden kann. Bei dem Herstellungsprozess kann die immer gleiche Tilgernabe mit einer vorbestimmten elastomeren Dämpfungsschicht versehen werden, die anschließend über die Tilgermasse und mittels der Verbindungsmittel mit einer vorbestimmten Vorspannung vorgespannt wird, welche zur Kompensation bestimmter Frequenzen geeignet ist.

In diesem Zusammenhang ist festzuhalten, dass die elastomere Dämpfungsschicht korrespondierend zu dem zumindest einen Vorsprung der Tilgernabe ausgebildet ist. Um die elastomere Dämpfungsschicht auf den sternförmigen Eingriff zwischen den Vorsprüngen der Tilgernabe und den Ausnehmungen in der Tilgermasse abzustimmen, ist die elastomere Dämpfungsschicht vorzugsweise sternförmig ausgebildet. Dabei kann die elastomere Dämpfungsschicht entweder mit der Tilgernabe oder der Tilgermasse oder mit Tilgernabe und Tilgermasse verbunden werden. Als Alternative dazu ist es ebenfalls denkbar, die Dämpfungsschicht als separates Bauteil auszuführen, das weder mit der Tilgernabe noch der Tilgermasse verbunden ist.

Um die Tilgermasse auch in axialer Richtung der Drehachse des Drehschwingungstilgers zu führen, umgibt die Tilgermasse gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Tilgernabe zu ihrer axialen AbStützung zumindest teilweise. Mit anderen Worten wird dadurch, dass sich die Tilgermasse an der Tilgernabe axial abstützt, die axiale Resonanzfrequenz des Schwingungstilgers von der torsionalen Resonanzfrequenz des Schwingungstilgers entkoppelt, was für die Abstimmung des Drehschwingungstilgers auf in radialer Richtung auftretende Schwingungen vorteilhaft ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Tilgermasse an ihrer Innenumfangsfläche zumindest einen radialen Vorsprung auf, der in zumindest einer korrespondierenden Ausnehmung der Tilgernabe aufgenommen ist. Vorzugsweise umgibt die elastomere Dämpfungsschicht dabei den zumindest einen Vorsprung der Tilgermasse. Mit anderen Worten ist gemäß dieser Ausführungsform die Tilgermasse an ihrer Innenumfangsfläche mit zumindest einem radialen Vorsprung versehen, der in eine korrespondierende Ausnehmung der Tilgernabe zur Herstellung des sternförmigen Eingriffs radial eingreift. Auch hier ist es denkbar die Vorsprünge unabhängig von der Tilgermasse herzustellen und erst anschließend eine vorbestimmte Anzahl von Vorsprüngen mit der Tilgermasse zu verbinden.

Die Tilgernabe kann erfindungsgemäß mehrteilig, insbesondere zweiteilig oder dreiteilig, aufgebaut sein. Vorzugsweise sind die Einzelteile der Tilgernabe dabei über Verbindungselemente miteinander verbindbar. Hierzu ist ferner festzuhalten, dass die Einzelteile der Tilgernabe mittels der Verbindungselemente derart gegeneinander verspannbar sind, dass die elastomere Dämpfungsschicht eine vorbestimmte Vorspannung aufweist. Mit anderen Worten nimmt die Tilgernabe gemäß dieser Ausführungsform die Tilgermasse zumindest teilweise auf, wodurch die die Vorsprünge der Tilgermasse umgebende elastomere Dämpfungsschicht durch den mehrteiligen Aufbau der Tilgermasse über die Verbindungselemente auf bestimmte Frequenzbereiche abgestimmt werden kann. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die elastomere Dämpfungsschicht korrespondierend zu dem zumindest einen Vorsprung ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die elastomere Dämpfungsschicht sternförmig ausgebildet.

Um auch bei dieser Ausführungsform die Tilgermasse axial zuführen, d. h. den axialen Freiheitsgrad der Tilgermasse möglichst gering zu halten, umgibt die Tilgernabe die Tilgermasse zu deren axialer AbStützung zumindest teilweise.

Zur Befestigung des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers an einem Wellenabschnitt weist die Tilgernabe erfindungsgemäß einen Befestigungsabschnitt auf.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Wellenanordnung mit einem Drehschwingungstilger der voranstehend beschriebenen Art.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Drehschwingungstilgers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Vorderansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 und Fig. 4 Schnittansichten der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Drehschwingungstilgers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine Vorderansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine Schnittansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Drehschwingungstilgers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 eine Vorderansicht der dritten Ausführungsform der Erfindung;

und Fig. 10 und Fig. 11 Schnittansichten der dritten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Drehschwingungstilgers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei der Drehschwingungstilger allgemein mit 10 bezeichnet ist.

Man erkennt aus Fig. 1 die dreiteilig aufgebaute Tilgermasse 12, die zwei äußere Tilgermassescheiben 12a und 12b sowie eine zwischen den Tilgermassescheiben 12a und 12b angeordnete Zwischenscheibe 12c aufweist. Die Tilgermassescheiben 12a, 12b und die Zwischenscheibe 12c sind über Schrauben 14 miteinander verbunden.

Ferner zeigt Fig. 1, dass die Tilgermasse 12 eine Tilgernabe 16 zumindest teilweise umgibt. Die Tilgernabe 16 weist einen Befestigungsabschnitt 18 auf, mit dem die Tilgernabe 16 an einem hier nicht gezeigten Wellenabschnitt angebracht werden kann. Die Tilgernabe 16 kann dabei über die Öffnungen 20 mit einem Wellenabschnitt verschraubt werden und/oder mit der Öffnung 22 auf einen Wellenabschnitt aufgesteckt werden. Ferner können die Öffnungen 20, 22 als Eingriff für Werkzeuge während des Herstellungsprozesses dienen.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht des Drehschwingungstilgers 10 gemäß der ersten Ausführungsform.

Man erkennt dabei aus Fig. 2, dass die Tilgernabe 16 mit Vorsprüngen 24 versehen ist, die in radialer Richtung von ihrer Außenumfangsfläche 26 vorspringen und gleichmäßig um den Umfang der Tilgernabe 16 verteilt sind. Die einzelnen Vorsprünge 24 sind in regelmäßigen Winkelabständen, bei dieser Ausführungsform um 40°, zueinander versetzt angeordnet. Demnach weist die Tilgernabe 16 gemäß dieser Ausführungsform eine zahnradähnliche Gestalt auf, die mit ihren Zähnen bzw. Vorsprüngen 24 mit der Tilgermasse 12 sternförmig in Eingriff steht.

Andeutungsweise erkennt man bereits in Fig. 2 eine elastomere Dämpfungsschicht 28 und Ausnehmungen 30 (in Fig. 2 verdeckt dargestellt) in der Tilgermasse 12, jedoch sind die elastomere Dämpfungsschicht 28 und die Ausnehmungen 30 in der eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IIa - IIa aus Fig. 2 zeigenden Fig. 3 deutlich erkennbar. Die elastomere Dämpfungsschicht 28 umgibt die radial sternförmig vorspringenden Vorsprünge 24 der Tilgernabe 16. Wie bereits erwähnt, weist die Tilgermasse 12 die zu den Vorsprüngen 24 korrespondierenden Ausnehmungen 30 auf, die in der von den Tilgermassescheiben 12a, 12b, 12c gebildeten Innenumfangsfläche 32 der Tilgermasse 12 ausgebildet sind und sich in radialer Richtung in die Tilgermasse 12 hinein erstrecken. Die Tilgermassescheiben 12a, 12b, 12c (in Fig. 2 nicht gezeigt) sind über die Schrauben 14 miteinander verbunden, um die elastomere Dämpfungsschicht 28 mit einer vorbestimmten Vorspannung zur Einstellung auf eine bestimmte Drehschwingungsfrequenz einstellen zu können. Die Schrauben 14 sind vorzugsweise in Bereichen zwischen den Ausnehmungen 30 der Tilgermasse 12 vorgesehen.

Aus Fig. 3 wird der dreiteilige Aufbau der Tilgermasse 12 mit den Tilgermassescheiben 12a, 12b und der Zwischenscheibe 12c deutlich ersichtlich. Die beiden Tilgermassescheiben 12a, 12b und die Zwischenscheibe 12c werden über die Schrauben 14 verklemmt, um die elastomere Dämpfungsschicht 28 mit einer vorbestimmten Vorspannung zu versehen. Der Vorsprung 24 der Tilgemabe 16 wird in der durch die Tilgerscheiben 12a, 12b und die Zwischenscheibe 12c gebildete Ausnehmung 30 in der Tilgermasse 12 aufgenommen und steht mit der Tilgermasse 12 über die elastomere Dämpfungsschicht 28 in Verbindung.

Die Tilgermasse 12 bzw. die Tilgerscheiben 12a und 12b umgeben die Tilgernabe 16 nahezu bis zu dem Befestigungsabschnitt 18, um Auslenkungen der Tilgermasse 12 in Richtung der Drehachse M relativ zu der Tilgernabe 16 begrenzen zu können. Mit anderen Worten kann sich die Tilgermasse 12 im Betrieb des Drehschwingungstilgers 10 an der Tilgernabe 16 über die elastomere Dämpfungsschicht abstützen.

Aus der Schnittansicht gemäß Fig. 3 wird ferner ersichtlich, dass sich die Tilgernabe 16 auch in Zwischenbereichen 34 zwischen den einzelnen Vorsprüngen 24, wenn auch in geringem Umfang, in die Tilgermasse 12 radial hinein erstreckt bzw. von der Tilgermasse 12 aufgenommen wird und über die elastomere Dämpfungsschicht 28 mit der Tilgermasse 12 in Verbindung steht.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IIb - IIb aus Fig. 2. Wiederum erkennt man die Tilgermassescheiben 12a, 12b sowie die Zwischenscheibe 12c, die zusammen die Ausnehmungen 30 bilden, in der der Vorsprung 24 der Tilgernabe 16 aufgenommen wird. Der Vorsprung 24 der Tilgernabe 16 steht mit der Ausnehmung 30 über die elastomere Dämpfungsschicht 28 in Eingriff. Bei einer vergleichenden Betrachtungsweise der Figuren 2 bis 4 wird erkennbar, wie die Tilgermasse 12 die Tilgernabe 16 teilweise umgibt, wodurch eine axiale Führung der Tilgermasse 12 erreicht wird. Da die Tilgernabe 16 mit der Tilgermasse 12 sternförmig radial in Eingriff steht, kann sich die Tilgermasse auch in radialer Richtung an den Vorsprüngen 24 der Tilgernabe 16 über die elastomere Dämpfungsschicht 28 abstützen (Fig. 3). Dies liegt daran, dass die Außenumfangsfläche 26 der Tilgernabe 16 inklusive der Vorsprünge 24 von der elastomeren Dämpfungsschicht 28 umgeben ist.

Die Schwingungsdämpfungseigenschaften des Drehschwingungstilgers 10 in torsio- naler, radialer und axialer Richtung werden mittels der elastomeren Dämpfungsschicht 28 festgelegt bzw. eingestellt.

Die Amplitude der Tilgermasse 12 relativ zu der Tilgernabe 16 wird durch die elastomere Dämpfungsschicht 28 bestimmt, da diese die Vorsprünge 24 umgibt und sich ebenfalls an die Ausnehmungen 30 in der Tilgermasse 12 anlegt. Im Betrieb verlagert sich die Tilgermasse 12 aufgrund ihres Massenträgheitsmoments in Umfangs- richtung des Drehschwingungstilgers 10 unter Komprimierung der Dämpfungsschicht 28 solange relativ zu der Tilgernabe 16 bis sich die Vorsprünge 24 an die Ausnehmungen 30 in der Tilgermasse 12 anlegen und die Verlagerung begrenzen. Mit anderen Worten wird eine maximal zulässige Amplitude durch die einen Zwischenraum zwischen den Vorsprüngen 24 und den Ausnehmungen 30 füllende Dämpfungsschicht 28 bestimmt. Die Verlagerung in Umfangsrichtung bzw. diese Relativdrehung zwischen Tilgermasse 12 und Tilgernabe 16 wird benötigt, um torsionale Schwingungen einer mit dem Drehschwingungstilger 10 verbundenen Welle (nicht gezeigt) dämpfen zu können.

Da auch in radialer und axialer Richtung die Vorsprünge 24 mit den Ausnehmungen 30 über die elastomere Dämpfungsschicht 28 in Kontakt stehen, wird die Tilgermasse 12 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung geführt, so dass der Drehschwingungstilger 10 radial und axial eine hohe Steifigkeit aufweist.

Im Folgenden werden weitere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Für gleichartige oder gleichwirkende Komponenten werden dieselben Bezugszeichen verwendet, jedoch mit einer fortlaufenden Ziffer vorangestellt.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einer zweiteilig aufgebauten Tilgermasse 112, die von den Tilgermasse- scheiben 112a und 112b gebildet wird. Die Tilgermassescheiben 112a und 112b werden bei dieser Ausführungsform der Erfindung über Niete 114 miteinander verbunden und umgeben erneut teilweise die Tilgernabe 116, von der abschnittsweise der Befestigungsabschnitt 118 in Fig. 5 erkennbar ist.

Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht des Schwingungstilgers 110, bei dem die Tilgernabe 116 Vorsprünge 124 aufweist, die sternförmig über die elastomere Dämpfungsschicht 128 in korrespondierende Ausnehmungen 130 in der Tilgermasse 112 eingreifen.

Die Tilgernabe 116 ist nicht wie bei der ersten Ausführungsform zahnradähnlich ausgeführt. Die Vorsprünge 124 springen zwar sternförmig von der Aussenumfangs- fläche 126 der Tilgernabe 116 vor, jedoch sind die einzelnen Vorsprünge 124 abge^¬ rundet. Da, wie aus Fig. 6 erkennbar ist, nicht nur die Vorsprünge 124, sondern auch die Zwischenabschnitte 134 zwischen den einzelnen Vorsprüngen 124 abgerundet sind, gehen die einzelnen Vorsprünge 124 harmonisch ineinander über. Die Tilgernabe 116 weist somit eine wellenförmige Umfangsgestalt auf. Dementsprechend sind die in Fig. 6 nur andeutungsweise erkennbaren Ausnehmungen 130 in der Tilgermasse 112 ebenfalls harmonisch ausgebildet, d. h. die einzelnen Ausnehmungen 130 in der Tilgermasse 112 gehen derart harmonisch ineinander über, dass ein sternförmiger Eingriff in radialer Richtung zwischen Tilgermasse 212 und Tilgernabe 216 gegeben ist.

Die einzelnen Vorsprünge 124 sind hier in regelmäßigen Winkelabständen ausgehend von ihrem Scheitelpunkt, bei dieser Ausführungsform um 72° zueinander versetzt, angeordnet.

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie VI - VI aus Fig. 6. Man erkennt aus Fig. 7, wie die Tilgerscheiben 112a und 112b über die Niete 114 miteinander verbunden sind, um die elastomere Dämpfungsschicht 128 mit einer

vorbestimmten Vorspannung zu versehen, die zur Kompensation einer bestimmten Drehschwingungsfrequenz geeignet ist. Man erkennt erneut, wie die Tilgermassescheiben 112a und 112b die Tilgernabe 116 bzw. deren Vorsprünge 124 umgeben, um eine axiale AbStützung der Tilgermasse 112 an der Tilgernabe 116 zu ermöglichen. Ferner erkennt man hier die in Umfangsrichtung regelmäßig ausgebildeten Vorsprünge 124, die in den Tilgermassescheiben 112a und 112b ausgebildeten Ausnehmungen 130 aufgenommen sind. Mit anderen Worten wird die Umfangsgestalt der Tilgernabe 116 auf die konstruktive Gestaltung Ausnehmungen 130 in der Tilgermasse 112 abgestimmt.

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des Drehschwingungstilgers 210 gemäß einer dritten Ausführungsform.

Andeutungsweise erkennt man bereits aus der perspektivischen Ansicht gemäß Fig. 8, dass die Tilgernabe 216 zweiteilig ausgeführt ist, d. h. mit einer Tilgernabenschei- be 216a und einer Tilgernabenscheibe 216b, die über Schrauben 214 miteinander verbunden sind. Die Tilgernabenscheiben 216a und 216b umgeben die Tilgermasse 212, so dass sich die Tilgermasse 212 in axialer Richtung an den flanschartig ausgebildeten Tilgernabenscheiben 216a und 216b abstützen kann.

Fig. 9 zeigt eine Vorderansicht des Drehschwinungstilgers 210, aus der erkennbar wird, dass nun an der Tilgermasse 212 radial einwärts vorspringende Vorsprünge 232 ausgebildet sind, die in korrespondierenden, von den Tilgernabenscheiben 216a und 216b gebildeten Ausnehmungen 238 aufgenommen werden. Die Tilgernabe 216 mit den Ausnehmungen 238 steht somit über die elastomere Dämpfungsschicht 228 radial sternförmig in Eingriff mit den Vorsprüngen 236 der Tilgermasse 212.

Um der elastomeren Dämpfungsschicht 228 auch bei dieser Ausführungsform eine vorbestimmte Vorspannung verleihen zu können, werden die beiden Tilgernabenscheiben 216a und 216b mittels der Schrauben 214 miteinander verschraubt. Im Vergleich zu den beiden voranstehend beschriebenen Ausführungsformen erkennt man, dass die Schrauben 214 nun deutlich näher an der Drehachse M des Drehschwingungstilgers 210 angeordnet sind, um die beiden Tilgernabenscheiben 216a und 216b miteinander verbinden zu können.

Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IXa - IXa aus Fig. 9, aus der ersichtlich wird, dass die beiden Tilgernabenscheiben 216a und 216b bei dieser Ausführungsform die Tilgermasse 212 umgeben, um eine axiale Abstützung der Tilgermasse 212 über die elastomere Dämpfungsschicht 228 an den Tilgernabenscheiben 216a und 216b zuzulassen.

Die beiden Tilgernabenscheiben 216a und 216b bilden ausgehend von ihrer Außen- umfangsfläche 226 die Ausnehmungen 238, in denen die korrespondierenden Vorsprünge 236 der Tilgermasse 212 aufgenommen werden bzw. in die die Vorsprünge 236 in radialer Richtung sternförmig eingreifen. Dabei wird aus Fig. 10 ersichtlich, dass sich die Tilgermasse 216 auch in Zwischenabschnitte 234 zwischen den einzelnen Vorsprüngen 236 in radialer Richtung in die Tilgernabe 216 hinein erstreckt bzw. die Zwischenabschnitte 234 werden von der Tilgernabe 216 aufgenommen.

Die Vorsprünge 236 an der Tilgermasse 212 sind bei dieser Ausführungsform in regelmäßigen Winkelabständen von 40° zueinander versetzt an der Innenumfangsflä- che 232 der Tilgermasse 212 angeordnet.

Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie IXb - IXb. Man erkennt aus Fig. 11 die beiden an der Tilgermasse 212 ausgebildeten Vorsprünge 236, sowie die in der Tilgernabe 216 ausgebildeten Ausnehmungen 238, in denen die Vorsprünge 236 der Tilgermasse 212 aufgenommen werden. Die Tilgernabenscheiben 216a und 216b weisen zwischen den Ausnehmungen 238 Abschnitte 240 auf, die sich in Richtung der jeweils anderen Tilgernabenscheibe 216a oder 216b erstrecken, um einen radialen Eingriff zwischen der Tilgermasse 212 und der Tilgernabe 216 herstellen zu können. Mit anderen Worten können sich die Vorsprünge 236 im Betrieb unter Komprimierung der elastomeren Dämpfungsschicht 228 an die Abschnitte 240 anlegen. Zwischen den Abschnitten 240 erstreckt sich ebenfalls die elastomere Dämpfungsschicht 228, die die Vorsprünge 236 der Tilgermasse 212 vollständig umgibt.

Bei vergleichender Betrachtungsweise der Figuren 9 bis 11 erkennt man, dass sich die Tilgermasse 212 in Richtung der Drehachse M des Drehschwingungstilgers 310 an den Tilgernabenscheiben 216a und 216b abstützen kann, wodurch die Tilgermasse 212 in axialer Richtung geführt wird, um die radiale Resonanzfrequenz des Drehschwingungstilgers unabhängig von der axialen Resonanzfrequenz des Drehschwingungstilgers 210 abstimmen zu können.

Ferner wird die Tilgermasse 212 durch den radialen Eingriff ihrer Vorsprünge 236 in die Ausnehmungen 238 der Tilgernabe 216 radial geführt, wobei eine Abstimmung des Drehschwingungstilgers 210 über die Härte bzw. verschiedene andere Materialeigenschaften der elastomeren Dämpfungsschicht 228 erfolgen kann.

Über die elastomere Dämpfungsschicht 228 erfolgt auch die Abstimmung des Drehschwingungstilgers 210 auf torsional auftretende Schwingungen, da über die elastomere Dämpfungsschicht festgelegt wird mit welcher Amplitude die Tilgermasse 212 phasenverschoben zur Tilgernabe 216 schwingt. Die maximal zulässige Amplitude, mit der die Tilgermasse 212 gegenphasig zu der Tilgernabe 216 schwingen kann, wird durch die mit der elastomeren Dämpfungsschicht 228 gefüllten Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen 236 der Tilgermasse 212 und den Ausnehmungen 238 der Tilgernabe 216 festgelegt. Mit anderen Worten legt sich die Tilgermasse 212 nach Erreichen der maximal zulässigen Amplitude unter Komprimierung der elastomeren Dämpfungsschicht 228 an die Abschnitte 240 der Tilgernabenscheiben 216a und 216b an. Gleichzeitig wird durch eine derartige Konstruktion des Drehschwingungstilgers 210 erreicht, dass die elastomere Dämpfungsschicht 228 größtenteils nur mit Druckkräften belastet wird.

Claims

Patentansprüche

1. Drehschwingungstilger (10) zum Dämpfen von Drehschwingungen einer Welle, insbesondere für Industrieanwendungen, mit:

- einer Tilgernabe (16) mit einer Drehachse (M),

- einer zu der Tilgernabe (16) koaxialen Tilgermasse (12), und

- zumindest einer zwischen Tilgernabe (16) und Tilgermasse (12) angeordneten elastomeren Dämpfungsschicht (28),

dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgernabe (16) und die Tilgermasse (12) derart ausgebildet sind, dass eine Außenumfangsfläche (26) der Tilgernabe (16) mit einer Innenumfangsfläche (32) der Tilgermasse (12) bezüglich der Drehachse (M) in radialer Richtung sternförmig in Eingriff steht, wobei sich die Tilgernabe (16) und die Tilgermasse (12) in Richtung der Drehachse (M) des Drehschwingungstilgers (10) über die elastomere Dämpfungsschicht (28) aneinander abstützen.

2. Drehschwingungstilger (10) nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgernabe (16) an ihrer Außenumfangsfläche (26) zumindest einen radialen Vorsprung (24) aufweist, der in einer korrespondierenden Ausnehmung (30) in der Innenumfangsfläche (32) der Tilgermasse (12) aufgenommen ist, wobei die elastomere Dämpfungsschicht (28) den zumindest einen Vorsprung (24) der Tilgernabe (16) umgibt.

3. Drehschwingungstilger (10) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (12) mehrteilig, insbesondere zweiteilig oder dreiteilig, aufgebaut ist, wobei die Einzelteile (12a, 12b, 12c) der Tilgermasse (12) über Verbindungselemente (14) miteinander verbindbar sind.

4. Drehschwingungstilger (10) nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelteile (12a, 12b, 12c) der Tilgermasse (12) mittels der Verbindungselemente (14) derart gegeneinander verspannbar sind, dass die elastomere Dämpfungsschicht (28) eine vorbestimmte Vorspannung aufweist.

5. Drehschwingungstilger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass elastomere Dämpfungsschicht (28) korrespondierend, insbesondere sternförmig, zu dem zumindest einen Vorsprung (24) der Tilgernabe (16) ausgebildet ist.

6. Drehschwingungstilger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (12) die Tilgernabe (16) zur axialen Abstützung zumindest teilweise umgibt.

7. Drehschwingungstilger (210) nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (212) an ihrer Innenumfangsfläche (226) zumindest einen radialen Vorsprung (236) aufweist, der in zumindest einer korrespondierenden Ausnehmung (238) der Tilgernabe (16) aufgenommen ist, wobei die elastomere Dämpfungsschicht (228) den zumindest einen Vorsprung (224) der Tilgermasse (212) umgibt.

8. Drehschwingungstilger (210) nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgernabe (216) mehrteilig, insbesondere zweiteilig oder dreiteilig, aufgebaut ist, wobei die Einzelteile (216a, 216b) der Tilgernabe (216) über Verbindungselemente (214) miteinander verbindbar sind.

9. Drehschwingungstilger (210) nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelteile der Tilgernabe (216a, 216b) mittels der Verbindungselemente (214) derart gegeneinander verspannbar sind, dass die e- lastomere Dämpfungsschicht (228) eine vorbestimmte Vorspannung aufweist.

10. Drehschwingungstilger (210) nach einem der Ansprüche 7 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass die elastomere Dämpfungsschicht (228) korrespondierend, insbesondere sternförmig, zu dem zumindest einen Vorsprung (236) der Tilgermasse (212) ausgebildet ist.

11. Drehschwingungstilger (210) nach einem der Ansprüche 7 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, dass Tilgernabe (216) die Tilgermasse (212) zur axialen Abstützung zumindest teilweise umgibt.

12. Drehschwingungstilger (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Tilgernabe (16) einen Befestigungsabschnitt (18) zur Befestigung an einem Wellenabschnitt aufweist.

13. Wellenanordnung mit einem Drehschwingungstilger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.