DE102016112240A1

DE102016112240A1 - Schwingungstilger mit einer rohrförmigen Tilgermasse, einer ringförmigen Elastomerfeder und einer rohrförmigen Basis

Info

Publication number: DE102016112240A1
Application number: DE102016112240.8A
Authority: DE
Inventors: Horst Zimmermann; Marlon Schwarz
Original assignee: Wegu GmbH Schwingungsdaempfung
Current assignee: Wegu GmbH Schwingungsdaempfung
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2018-01-11

Abstract

Bei einem Schwingungstilger (1) mit einer rohrförmigen Tilgermasse (2), die über eine ringförmige Elastomerfeder (3) elastisch an einer rohrförmigen Basis (4) abgestützt ist, sind die Tilgermasse (2) und die Basis (4) koaxial angeordnet und weisen eine gemeinsame Rohrachse (6) auf. Die Basis (4) ist bis auf ein Befestigungsende (5) innerhalb der Tilgermasse (2) angeordnet ist. Die Elastomerfeder (3) ist chemisch an die Basis (4) angebunden. Eine Einpresshülse (11) ist chemisch an die Elastomerfeder (3) angebunden und in einen am Innenumfang der Tilgermasse (2) ausgebildeten Presssitz (10) eingepresst. Die Elastomerfeder (3) stützt die Tilgermasse (2) – in Richtung der Rohrachse (6) betrachtet – beiderseits deren Schwerpunkts (14) an der Basis (4) ab. Die Tilgermasse (2) schlägt bei Auslenkunken gegenüber der Basis (4), die quer zu der Rohrachse (6) verlaufen und einen Grenzwert überschreiten, im Bereich ihres dem Befestigungsende (5) der Basis (4) näherliegenden Innenendes (9) über einen Puffer (13) aus chemisch an die Basis (4) angebundenem Elastomerwerkstoff (12) an der Basis (4) an. En Innendurchmesser der Tilgermasse (2) verläuft längs der Rohrachse (6), beginnend hinter dem Presssitz (10) und bis zu dem Innenende (9) mit stetigem Verlauf ab. Ein Außendurchmesser der Basis (4) ist über die gesamte Länge der Basis (4) längs der Rohrachse (6) konstant; und der Puffer (13) aus Elastomerwerkstoff (12) steht als um die Rohrachse (6) umlaufender Radialflansch von der Basis (4) ab.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungstilger mit einer rohrförmigen Tilgermasse, die über eine ringförmige Elastomerfeder elastisch an einer rohrförmigen Basis abgestützt ist, wobei der Schwingungstilger die Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufweist.
Schwingungstilger mit Elastomerfedern dienen zum Mindern von Schwingungen von Elementen und Strukturen, beispielsweise Teilen von Kraftfahrzeugen. Dazu wird eine Basis des Schwingungstilgers, an der seine Tilgermasse über die Elastomerfeder elastisch abgestützt ist, starr an die jeweilige Struktur bzw. das jeweilige Element angekoppelt. Die elastische Ankopplung der Tilgermasse an die Basis über die Elastomerfeder aus Elastomerwerkstoff bewirkt aufgrund der inneren Dämpfung des Elastomerwerkstoffs eine Dämpfung der Schwingungen der Tilgermasse gegenüber der Basis. Dies wiederum hat zur Folge, dass sich der Wirkungsbereich des Schwingungstilgers um seine Tilgereigenfrequenz verbreitert.
In aktuellen Kraftfahrzeugen kommen viele Schwingungstilger an vielen verschiedenen Stellen zum Einsatz. Die Summe ihrer Tilgermassen wirkt sich nicht relevant auf die Gesamtmasse des jeweiligen Kraftfahrzeugs aus, und auch die mit ihnen verbundenen Kosten sind nicht unerheblich. Schwingungstilger sind daher möglichst effizient und kostengünstig sowie auch kompakt auszubilden, so dass sie nur einen möglichst kleinen Raum beanspruchen.
STAND DER TECHNIK
Ein Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 ist aus der DE 20 2013 012 207 U1 bekannt. Hier ist an dem Innenende der Tilgermasse, das dem Befestigungsende der Basis näher liegt, ein nach innen gerichteter Anschlagflansch ausgebildet. Dieser Anschlagflansch schlägt dann, wenn die Tilgermasse bei Auslenkungen gegenüber der Basis, die quer zu der Rohrachse verlaufen und einen Grenzwert überschreiten, an der Basis an, wobei ein Überzug der Basis aus Elastomerwerkstoff als Anschlagpuffer vorgesehen ist. Die Basis weist ihrerseits mindestens einen neben der Elastomerfeder angeordneten Anschlagflansch auf, der mit Elastomerwerkstoff überzogen ist, um einen weiteren Anschlag für die Tilgermasse an der Basis auszubilden. Der bekannte Schwingungstilger begrenzt zwar effektiv die Auslenkungen der Tilgermasse gegenüber der Basis. Er ist jedoch aufwändig in der Herstellung, sowohl was die Fertigung der Basis und der Tilgermasse selbst, als auch was das chemische Anbinden des Elastomerwerkstoffs an die Basis anbelangt.
Aus der DE 10 2015 009 161 A1 ist ein Schwingungstilger mit einer Tilgermasse, einer Basis und einer die Tilgermasse elastisch an die Basis ankoppelnden Elastomerfeder bekannt, wobei eine Anschlageinrichtung vorgesehen ist, die Auslenkungen der Tilgermasse entlang einer Längsachse des Schwingungstilgers dämpfend begrenzt. Die Anschlageinrichtung ist an der Basis angeordnet und erstreckt sich von der Basis in radialer Richtung. Die Anschlageinrichtung weist einen Dämpfungskörper und ein Versteifungselement auf, das unmittelbar mit der Basis verbunden ist. An ihrem näher an einem Befestigungsende der Basis liegenden Innenende ist am Innenumfang der Tilgermasse ein nach innen gerichteter Radialflansch ausgebildet, der an der Anschlageinrichtung anschlägt und der zugleich einen Presssitz für die Elastomerfeder in der Tilgermasse begrenzt. Auch hier ist der Aufwand zur Herstellung des Schwingungstilgers erheblich. Die Basis weist zwar einen konstanten Außendurchmesser auf. Hiermit ist aber unmittelbar das Versteifungselement verbunden. Die Tilgermasse ist ähnlich komplex ausgebildet wie nach der DE 20 2013 012 207 U1 ; und der an die Basis anvulkanisierte Elastomerwerkstoff ist noch komplexer geformt als nach der DE 20 2013 012 207 U1 , indem er unter anderem nicht an eine äußere Einpresshülse anvulkanisiert ist, sondern eingebettete Versteifungselemente aus Metall aufweist.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, der kostengünstig herstellbar ist und dennoch eine ausreichende Funktionalität aufweist.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformern des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein erfindungsgemäßer Schwingungstilger weist eine rohrförmige Tilgermasse auf, die über eine ringförmige Elastomerfeder elastisch an einer rohrförmigen Basis abgestützt ist. Die Tilgermasse und die Basis sind koaxial angeordnet und weisen eine gemeinsame Rohrachse auf. Vorzugsweise sind die Tilgermasse und die Basis Rotationskörper und insoweit drehsymmetrisch in Bezug auf die gemeinsame Rohrachse ausgebildet. Zumindest sind die Tilgermasse und die Basis regelmäßig auf Grundlage solcher Rotationskörper hergestellt und/oder sie weisen nur kleine Abweichungen von solchen Rotationskörpern auf.
Die Basis ist bis auf ein Befestigungsende, über das die Basis an einem Element oder einer Struktur, dessen/deren Schwingung zu mindern sind, starr anzukoppeln ist, innerhalb der Tilgermasse angeordnet. Die Elastomerfeder ist chemisch an die Basis und an eine Einpresshülse angebunden, die in einen am Innenumfang der Tilgermasse ausgebildeten Presssitz eingepresst ist. Typischerweise ist die Elastomerfeder sowohl an die Basis als auch an die Einpresshülse anvulkanisiert. In Bezug auf die Funktion des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers zählt die Einpresshülse zu der Tilgermasse. Sie erhöht die physikalische Masse der Tilgermasse aber nur unwesentlich, d. h. in der Regel um nicht mehr als ein Prozent.
Die Elastomerfeder stützt die Tilgermasse – in Richtung der Rohrachse betrachtet – beiderseits des auf die Rohrachse fallenden Schwerpunkts der Tilgermasse an der Basis ab. Die Tilgermasse ist damit insbesondere für Kippschwingungen um ihren Schwerpunkt, bei denen sie gegenüber der Basis verkippt wird, elastisch an der Basis gelagert.
Die Tilgermasse schlägt bei Auslenkungen gegenüber der Basis, die beispielsweise bei den Kippschwingungen auftreten, quer zu der Rohrachse verlaufen und einen Grenzwert überschreiten, im Bereich ihres dem Befestigungsende der Basis näherliegenden Innenendes über einen Puffer aus chemisch an die Basis angebundenem Elastomerwerkstoff an der Basis an. Auch hier ist der Elastomerwerkstoff typischerweise an die Basis anvulkanisiert.
Bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger nimmt ein Innendurchmesser der Tilgermasse längs der Rohrachse in einem Bereich, der direkt hinter dem Presssitz beginnt und an dem Innenende endet, mit stetigem Verlauf ab. Der Presssitz, hinter dem dieser Bereich beginnt, endet mit der Einpresshülse oder einer Stufe, an die die Einpresshülse anschlägt oder bei weiterem Einpressen in den Presssitz anschlagen würde, dass der Verlauf des Innendurchmessers stetig ist, heißt, dass es hier keine Stufe gibt und kein Anschlagflansch am Innenumfang der Tilgermasse ausgebildet ist. Auf diese Weise ist die Herstellbarkeit der Tilgermasse erheblich vereinfacht.
Auch die Herstellbarkeit der Basis ist bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger vereinfacht, indem ein Außendurchmesser der Basis über die gesamte Länge der Basis längs der Rohrachse konstant ist. Um dennoch bei Auslenkungen der Tilgermasse gegenüber der Basis, die quer zu der Rohrachse verlaufen und den Grenzwert überschreiten, für ein Anschlagen der Tilgermasse an der Basis zu sorgen, steht der Puffer aus Elastomerwerkstoff als um die Rohrachse umlaufender Radialflansch von der Basis ab. Über diesen Puffer schlägt der Innenumfang der Tilgermasse, wenn deren Auslenkungen den Grenzwert überschreiten, relativ weich an der Basis an. Hiermit wird die Übertragung von Schwingungen der Tilgermasse auf die Basis und damit die Anregung sekundärer Schwingungen des Elements oder der Struktur, an das/die die Basis starr angekoppelt ist, vermieden. Der bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger als Radialflansch ausgebildete Puffer als Elastomerwerkstoff kann auch als zweite zwischen den die Tilgermasse und die Basis geschaltete Elastomerfeder interpretiert werden, die erst bei den Grenzwert überschreitenden Auslenkungen der Tilgermasse gegenüber der Basis wirksam wird und die die Gesamtsteifigkeit der elastischen Abstützung der Tilgermasse an der Basis für Auslenkungen oberhalb des Grenzwerts erhöht.
Der als Radialflansch ausgebildete Puffer aus Elastomerwerkstoff kann beim Anvulkanisieren des Elastomerwerkstoffs an die Basis problemlos in der gewünschten Form, d. h. insbesondere in der gewünschten Höhe über der Basis ausgebildet werden.
Trotzdem bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger weder am Innenumfang der Tilgermasse ein Innenflansch noch an dem Außenumfang der Basis ein Außenflansch als Teil der Tilgermasse bzw. Basis ausgebildet ist, ist bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger auch eine ausreichende Verliersicherung für die Tilgermasse für den Fall einer Ablösung der Elastomerfeder von der Basis und/oder der Einpresshülse realisierbar. Hierzu reicht eine so starke Abnahme des Innendurchmessers der Tilgermasse hinter dem Presssitz aus, dass die Elastomerfeder, die durch einen radial über die Basis überstehenden Kopf einer Befestigungsschraube oder eine zwischen diesem Kopf und der Basis angeordnete Unterlegscheibe auf der Basis gehalten wird, nicht an deren Innenende aus der Tilgermasse austreten kann. Darüber hinaus kann auch der Kopf der Befestigungsschraube oder die Unterlegscheibe von so großem Durchmesser sein, dass er bzw. sie nicht an deren Innenende aus der Tilgermasse austreten kann. Dazu muss die Basis nicht so lang ausgebildet sein, dass der Kopf der Befestigungsschraube bzw. die Unterlegscheibe außerhalb der Tilgermasse angeordnet ist, um ein Anschlagen der Tilgermasse an dem Kopf der Befestigungsschraube bzw. der Unterlegscheibe zu verhindern. Vielmehr kann die Basis so kurz ausgebildet sein, dass der Kopf der Befestigungsschraube bzw. die Unterlegscheibe so nah an der Elastomerfeder liegt, dass es zu keinem Anschlagen der Tilgermasse an dem Kopf bzw. der Unterlegscheibe kommt, weil die größten Auslenkungen der Tilgermasse quer zu der Rohrachse gegenüber der Basis an den Enden der Tilgermasse auftreten.
Bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger ist die Basis regelmäßig für den Durchgriff einer Befestigungsschraube ausgebildet, deren Kopf sich an einem dem Befestigungsende gegenüberliegenden Abstützende der Basis abstützt. Dabei kann das Abstützende der Basis um mindestens einen, anderthalb oder zwei Innendurchmesser der Basis gegenüber dem dem Abstützende näher liegenden Außenende der Tilgermasse in die Tilgermasse hineinversetzt sein. Damit liegt der Kopf der Befestigungsschraube vollständig in der Tilgermasse, und dennoch wird ein Anschlagen der Tilgermasse an dem Kopf der Befestigungsschraube oder einer zwischen diesem und der Basis angeordneten Unterlegscheibe wird verhindert. Zudem ist die Basis nur so lang wie nötig ausgebildet. Aus sämtlichen dieser Gründe ist es bevorzugt, wenn das Abstützende der Basis um mindestens zwei Innendurchmesser der Basis gegenüber dem Außenende der Tilgermasse in die Tilgermasse hineinversetzt ist.
Vorzugsweise nimmt der Innerdurchmesser der Tilgermasse längs der Rotorachse, beginnend direkt hinter dem Presssitz und bis zu dem Innenende linear ab. Das heißt, der Innenumfang verläuft in diesem Bereich kegelmantelförmig mit konstantem Kegelwinkel. Konkret kann dieser Kegelwinkel zwischen 6° und 15° betragen. Bevorzugt beträgt er zwischen 7° und 10° oder etwa 8°. Diese Ausgestaltung der Tilgermasse an ihrem Innenumfang ist einfach zu realisieren.
Dies gilt auch für die im Folgenden beschriebenen weiteren Ausgestaltungsdetails der Tilgermasse. So ist es bevorzugt, wenn der Innendurchmesser der Tilgermasse längs der Rohrachse, an dem Außenende beginnend und bis in den Presssitz hinein stetig verläuft und dabei monoton abnimmt. Ein stetiger Verlauf weist keine Stufen auf; und eine monotone Abnahme des Innendurchmessers bedeutet, dass er entweder konstant bleibt oder abnimmt, d. h. in der definierten Richtung jedenfalls nicht anwächst.
Konkret kann der Innendurchmesser der Tilgermasse längs der Rohrachse, direkt hinter einer steileren Einführrampe an dem Außenende beginnend und bis direkt vor eine in den Presssitz führende weitere Rampe linear abnehmen oder konstant sein. Ein weiterer Kegelwinkel des Innenumfangs der Tilgermasse im Bereich der Einführrampe kann dabei 20° bis 40° oder etwa 30° betragen, und noch ein weiterer Kegelwinkel des Innenumfangs der Tilgermasse im Bereich der weiteren Rampe kann 40° bis 70° oder 50° bis 65° oder etwa 60° betragen.
Der Innendurchmesser der Tilgermasse in dem Presssitz ist vorzugsweise konstant. Zu dem Innenende der Tilgermasse hin kann der Presssitz grundsätzlich mit einer Stufe enden, an die die Einpresshülse anschlagen kann.
Vorzugsweise nimmt der Innendurchmesser der Tilgermasse jedoch von deren Außenende bis zu deren Innenende mit stetigem, d. h. stufenlosem Verlauf ab. Auf diese Weise ist die Herstellbarkeit der Tilgermasse besonders vereinfacht. Dabei kann die Einpresshülse auf eine definierte Tiefe in die Tilgermasse eingepresst sein. Da die Presshülse sowieso in beiden Richtungen der Rohrachse in dem Presssitz in der Tilgermasse festliegen muss, ist es nicht erforderlich, dass der Presssitz einseitig durch eine Stufe begrenzt wird.
Eine minimale Länge der Elastomerfeder längs der Rohrachse beträgt bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger vorzugsweise zwischen anderthalb und zweieinhalb, d. h. etwa zwei, Dicken der Elastomerfeder zwischen der Basis und der Einpresshülse. Hierdurch wird die Tilgermasse für Kippschwingungen um ihren Schwerpunkt ideal an der Basis abgestützt. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein Innendurchmesser der Einpresshülse und eine Länge der Tilgermasse in einem Verhältnis von 0,8 zu 2 bis 1,2 zu 2, d. h. von etwa 1 zu 2 stehen.
Bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger können weiterhin ein Innendurchmesser der Einpresshülse und ein Außendurchmesser der Basis in einem Verhältnis von 2 zu 0,8 bis 2 zu 1,2, d. h. von etwa 2 zu 1, stehen. Weiterhin können der Innendurchmesser der Einpresshülse und ein Außendurchmesser der Tilgermasse in einem Verhältnis von 1 zu 1,3 bis 1 zu 1,8, d. h. von etwa 2 zu 3 stehen.
Die minimale Länge des Puffers aus Elastomerwerkstoff längs der Rohrachse und die radiale Erstreckung des Puffers über der Basis stehen bei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger vorzugsweise in einem Verhältnis von 1 zu 1,5 bis 1,5 zu 1 oder von 1 zu 1,2 bis 1,2 zu 1, d. h. von etwa 1 zu 1. Der Puffer ist damit ausreichend knickstabil, so dass beim Anschlagen der Tilgermasse der Elastomerwerkstoff im Wesentlichen auf Druck beansprucht wird.
Ein Außendurchmesser der Tilgermasse kann zwischen deren Innenende zu deren Außenende bei erfindungsgemäßen Schwingungstilger zunehmen. Konkret kann der Außendurchmesser in dieser Richtung stufenförmig zunehmen. Diese Zunahme kann die Abnahme des Innendurchmessers der Tilgermasse in der entgegengesetzten Richtung in Bezug auf die Masseverteilung der Tilgermasse um ihre Mitte zwischen ihrem Innenende und ihrem Außenende kompensieren. Zudem kann der Mittelpunkt der Elastomerfeder gegenüber einem geometrischen Mittelpunkt der Tilgermasse zu deren Innenende hin versetzt sein. Weiterhin ist es möglich, die Tilgermasse an Ihrem Außenumfang mit beliebigen Rillen und/oder Stufen zu versehen, um zum Beispiel ein Anschlagen der Tilgermasse an angrenzenden Bauteilen zu verhindern, insbesondere bevor sie von dem Puffer aus Elastomerwerkstoff abgebremst wird.
Vorzugsweise stützt die Elastomerfeder die Tilgermasse – in Richtung der Rohrachse betrachtetbei dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger punktsymmetrisch zu dem Schwerpunkt der Tilgermasse an der Basis ab.
Die Basis des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers kann ein abgelängter Rohrabschnitt, ein Pressteil, ein Spritzteil oder Gussteil, jeweils insbesondere aus Metall, sein. Die Tilgermasse kann dem gegenüber insbesondere ein Drehteil aus Metall oder ein formgedrehtes Gussteil aus Metall sein. Die oben beschriebenen Gestaltungsdetails des Innen- und Außenumfangs der Tilgermasse lassen sich leicht durch Abdrehen eines bereits rohrförmigen Rohlings realisieren.
Die Einpresshülse des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers ist typischerweise ein abgelängter Rohrabschnitt oder ein eingerollter Blechabschnitt aus Metall. Die Elastomerfeder und der Puffer können aus einem selben Elastomerwerkstoff, und damit in einem einfach gehaltenen Formwerkzeug an die Basis anvulkanisiert sein.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Elastomerwerkstoff die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Elastomerwerkstoff, zwei Elastomerwerkstoffe oder mehr Elastomerwerkstoffe vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, die der jeweilige Schwingungstilger aufweist.
Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
1 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schwingungstilgers.
2 zeigt den Schwingungstilger gemäß 1 mit zu 1 senkrechter Blickrichtung auf ein Außenende seiner Tilgermasse.
3 ist ein Längsschnitt durch den Schwingungstilger gemäß den 1 und 2.
4 ist ein Längsschnitt nur durch die Tilgermasse des Schwingungstilgers gemäß den 1 bis 3.
FIGURENBESCHREIBUNG
Der in den 1 bis 3 dargestellte Schwingungstilger 1 weist eine Tilgermasse 2 auf, die über eine Elastomerfeder 3 elastisch an einer Basis 4 abgestützt ist. Die Basis 4 ist ein einfacher Hohlzylinder mit konstantem Innen- und Außendurchmesser. Sie liegt bis auf ein Befestigungsende 5 innerhalb der rohrförmig ausgebildeten Tilgermasse 2. Dabei sind die Tilgermasse 2 und die Basis 4 koaxial zueinander um eine gemeinsame Rohrachse 6 angeordnet. Ein Abstützende 7 der Basis 4, an dem sich ein Kopf einer Befestigungsschraube anlegen kann, um das Befestigungsende 5 an einem Element oder einer Struktur festzulegen, dessen/deren Schwingungen abzumindern sind, liegt gegenüber einem Außenende 8 der Tilgermasse in die Tilgermasse hinein versetzt. Demgegenüber steht das Befestigungsende 5 über das gegenüberliegende Innenende 9 der Tilgermasse leicht über. Ein Innendurchmesser der rohrförmigen Tilgermasse 2 nimmt von dem Außenende 8 zu dem Innenende 9 monoton ab, wobei auf etwa halber Strecke ein Presssitz 10 ausgebildet ist, in den eine Einpresshülse 11 eingepresst ist. An die Anpresshülse 11 ist die Elastomerfeder 3 ebenso wie an die Basis 4 anvulkanisiert. Aus demselben Elastomerwerkstoff 12 wie die Elastomerfeder 3 ist nahe des Befestigungsendes 5, aber innerhalb der Tilgermasse 2 ein Puffer 13 in Form eines von der Basis 4 abstehenden Radialflansches an die Basis 4 anvulkanisiert. An diesen Puffer 13 schlägt die Tilgermasse 2 an, wenn sich ihr Innenende 9 bei Auslenkungen gegenüber der Tilgermasse 4 quer zu der Rohrachse 6 über einen Grenzwert hinaus an die Tilgermasse 4 annähert. Dabei geht es insbesondere um Auslenkungen der Tilgermasse 2 gegenüber der Basis 4 bei Kippschwingungen um eine Schwerpunkt 14 der Tilgermasse, zu dem die Elastomerfeder 3 etwa punktsymmetrisch ausgebildet ist. Um den geringeren Innendurchmesser der Tilgermasse 2 an ihrem Innenende 9 gegenüber ihrem Außenende 3 auszugleichen, nimmt ein Außendurchmesser der Tilgermasse 2 zwischen dem Innenende 9 und dem Außenende 8 in einer Stufe zu, bevor an dem Außenende 8 wieder abnimmt. Zudem ist der Mittelpunkt der Elastomerfeder 3 gegenüber dem geometrischen Mittelpunkt der Tilgermasse zwischen deren Enden 8, 9 etwas zu dem Innenende 9 hin versetzt.
4 zeigt Details der Ausgestaltung des Innenumfangs der Tilgermasse 2, d. h. des Verlaufs ihres Innendurchmessers zwischen ihrem Außenende 8 und ihrem Innenende 9. Zunächst ist am Außenende 8 eine Einführrampe 15 für ein einfaches Einführen der Einpresshülse 11 in das Innere der Tilgermasse 2 vorgesehen. Ein Kegelwinkel 16 des Innenumfangs der Tilgermasse 2 im Bereich dieser Einführrampe 15 beträgt etwa 30 °. Hieran schließt sich ein Bereich mit etwa konstantem Innendurchmesser der Tilgermasse 2 an. Dieser Bereich reicht bis an eine weitere Rampe 17 mit einem Kegelwinkel 18 des Innenumfangs von etwa 60 °, an die sich der Presssitz 10 mit wieder konstanten Innendurchmesser anschließt. Der Presssitz 10 endet an einer Stufe 20 des Innenumfangs der Tilgermasse 2. Hinter der Stufe 20 bis zu dem Innenende 9 nimmt der Innendurchmesser der Tilgermasse 2 linear ab, wobei ein Kegelwinkel 19 des Innenumfangs hier etwa 8 ° beträgt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Tilgermasse 2 ist die Stufe 20 jedoch nicht vorhanden. Vielmehr weist der Innendurchmesser der Tilgermasse 2 zwischen deren Enden 8 und 9 vorzugsweise insgesamt einen stetigen Verlauf ohne Stufen auf. Der Presssitz 10 endet dann mit der maximalen Tiefe, auf die die Einpresshülse 11 in die Tilgermasse 2 eingepresst wird.
Bezugszeichenliste

1: Schwingungstilger
2: Tilgermasse
3: Elastomerfeder
4: Basis
5: Befestigungsende
6: Rohrachse
7: Abstützende
8: Außenende
9: Innenende
10: Presssitz
11: Einpresshülse
12: Elastomerwerkstoff
13: Puffer
14: Schwerpunkt
15: Einführrampe
16: Kegelwinkel
17: weitere Rampe
18: Kegelwinkel
19: Kegelwinkel
20: Stufe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202013012207 U1 [0004, 0005, 0005]
DE 102015009161 A1 [0005]

Claims

Schwingungstilger (1) mit einer rohrförmigen Tilgermasse (2), die über eine ringförmige Elastomerfeder (3) elastisch an einer rohrförmigen Basis (4) abgestützt ist, wobei – die Tilgermasse (2) und die Basis (4) koaxial angeordnet sind und eine gemeinsame Rohrachse (6) aufweisen, – die Basis (4) bis auf ein Befestigungsende (5) innerhalb der Tilgermasse (2) angeordnet ist, – die Elastomerfeder (3) chemisch an die Basis (4) und an eine Einpresshülse (11) angebunden, die in einen am Innenumfang der Tilgermasse (2) ausgebildeten Presssitz (10) eingepresst ist, – die Elastomerfeder (3) – in Richtung der Rohrachse (6) betrachtet – die Tilgermasse (2) beiderseits deren Schwerpunkt (14) an der Basis (4) abstützt, – die Tilgermasse (2) bei Auslenkunken gegenüber der Basis (4), die quer zu der Rohrachse (6) verlaufen und einen Grenzwert überschreiten, im Bereich ihres dem Befestigungsende (5) der Basis (4) näherliegenden Innenendes (9) über einen Puffer (13) aus chemisch an die Basis (4) angebundenem Elastomerwerkstoff (12) an der Basis (4) anschlägt, dadurch gekennzeichnet, dass – ein Innendurchmesser der Tilgermasse (2) längs der Rohrachse (6), beginnend hinter dem Presssitz (10) und bis zu dem Innenende (9) mit stetigem Verlauf abnimmt, – ein Außendurchmesser der Basis (4) über die gesamte Länge der Basis (4) längs der Rohrachse (6) konstant ist und – der Puffer (13) aus Elastomerwerkstoff (12) als um die Rohrachse (6) umlaufender Radialflansch von der Basis (4) absteht.
Schwingungstilger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (4) für den Durchgriff einer Befestigungsschraube ausgebildet ist, deren Kopf sich an einem dem Befestigungsende (5) gegenüberliegenden Abstützende (7) der Basis (4) abstützt, wobei das Abstützende (7) der Basis (4) um mindestens einen, anderthalb oder zwei Innendurchmesser der Basis (4) gegenüber der dem Abstützende (7) näherliegenden Außenende (8) der Tilgermasse (2) in die Tilgermasse (2) hinein versetzt ist.
Schwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Tilgermasse (2) längs der Rohrachse (6), beginnend hinter dem Presssitz (10) und bis zu dem Innenende (9) linear abnimmt.
Schwingungstilger (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kegelwinkel (19) des Innenumfangs der Tilgermasse (2) beginnend hinter dem Presssitz (10) und bis zu dem Innenende (9) zwischen 6° und 15° oder zwischen 7° und 10° beträgt.
Schwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Tilgermasse (2) längs der Rohrachse (6), an dem Außenende (8) beginnend und bis in den Presssitz (10) stetig verläuft und monoton abnimmt.
Schwingungstilger (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Tilgermasse (2) längs der Rohrachse (6), hinter einer steileren Einführrampe (15) an dem Außenende (8) beginnend und bis vor eine in den Presssitz (10) führende weitere Rampe (17) linear abnimmt oder konstant ist.
Schwingungstilger (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Kegelwinkel (16) des Innenumfangs der Tilgermasse (2) im Bereich der Einführrampe (15) 20° bis 40° beträgt und/oder dass noch ein weiterer Kegelwinkel (18) des Innenumfangs der Tilgermasse (2) im Bereich der weiteren Rampe (17) 40° bis 70° oder 50° bis 65° beträgt.
Schwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Tilgermasse (2) in dem Presssitz (10) konstant ist.
Schwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Tilgermasse (2) längs der Rohrachse (6), von deren Außenende (8) bis zu deren Innenende (9) mit stetigem Verlauf abnimmt.
Schwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine minimale Länge der Elastomerfeder (3) längs der Rohrachse (6) zwischen anderthalb und zweieinhalb Dicken der Elastomerfeder (3) zwischen der Basis (4) und der Einpresshülse (11) beträgt.
Schwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser der Einpresshülse (11) und eine Länge der Tilgermasse (2) in einem Verhältnis 0,8 zu 2 bis 1,2 zu 2 stehen.
Schwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser der Einpresshülse (11) und ein Außendurchmesser der Basis (4) in einem Verhältnis von 2 zu 0,8 bis 2 zu 1,2 stehen und/oder dass der Innendurchmesser der Einpresshülse (11) und ein Außendurchmesser der Tilgermasse (2) in einem Verhältnis von 1 zu 1,3 bis 1 zu 1,8 stehen.
Schwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die minimale Länge des Puffers (13) längs der Rohrachse (6) und die radiale Erstreckung des Puffers (13) über der Basis (4) in einem Verhältnis von 1 zu 1,5 bis 1,5 zu 1 oder von 1 zu 1,2 bis 1,2 zu 1 stehen.
Schwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerfeder (3) – in Richtung der Rohrachse (6) betrachtet – die Tilgermasse (2) punktsymmetrisch zu deren Schwerpunkts (14) an der Basis (4) abstützt.
Schwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (4) ein abgelängter Rohrabschnitt, ein Pressteil, ein Spritzteil oder ein Gussteil aus Metall ist.
Schwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (2) ein Drehteil aus Metall oder ein formgedrehtes Gussteil ist.
Schwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einpresshülse (11) ein abgelängter Rohrabschnitt oder ein eingerollter Blechabschnitt aus Metall ist.
Schwingungstilger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerfeder (3) und der Puffer (13) aus einem selben Elastomerwerkstoff (12) an die Basis (4) anvulkanisiert sind.