DE102019215908A1 - Tilgersystem - Google Patents

Abstract

Ein Tilgersystem (1) weist einen Tilgermassen (7) relativ bewegbar aufnehmenden Tilgermassenträger (2) auf, der ebenso wie die Tilgermassen (7) mit Führungsbahnen (10, 12) für jeweils eine über je eine Mittenachse (21) verfügende Koppelvorrichtung (11) versehen ist. Die jeweilige Koppelvorrichtung (11) ist im Eingriffsbereich der entsprechenden Führungsbahn (10) des Tilgermassenträgers (2) mit einem bezogen auf die Mittenachse (21) ersten Radius (R1) und im Eingriffsbereich der entsprechenden Führungsbahn (12) mit einem vom ersten Radius (R1) abweichenden, bezogen auf die Mittenachse (21) zweiten Radius (R2) ausgebildet. Sowohl die Festlegung des ersten Radius (R1) als auch die Festlegung des zweiten Radius (R2) und damit die Festlegung des Radienverhältnisses (V) erfolgt in Abhängigkeit von der Flächenpressungsgrenze (Pmax) an den Kontaktstellen (26, 27) zwischen der Koppelvorrichtung (11) und den Führungsbahnen (12) des Tilgermassenträgers (2) zum einen und der Koppelvorrichtung (11) und den Führungsbahnen (10) der Tilgermassen (7) zum anderen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Tilgersystem mit einem zumindest eine Tilgermasse relativ bewegbar aufnehmenden Tilgermassenträger, der ebenso wie die zumindest eine Tilgermasse mit Führungsbahnen für jeweils eine über je eine Mittenachse verfügende Koppelvorrichtung versehen ist, und die jeweilige Koppelvorrichtung im Eingriffsbereich der entsprechenden Führungsbahn des Tilgermassenträgers mit einem bezogen auf die Mittenachse ersten Radius und im Eingriffsbereich der entsprechenden Führungsbahn mit einem vom ersten Radius abweichenden, bezogen auf die Mittenachse zweiten Radius ausgebildet ist.
• Ein derartiges Tilgersystem ist durch die DE 10 2013 210 043 A1 bekannt. Bei diesem Tilgersystem sind axial beidseits eines Tilgermassenträgers Tilgermassen vorgesehen, von denen jede Führungsbahn zur Aufnahme jeweils eines axialen Endbereiches einer walzenförmigen Koppelvorrichtung vorgesehen ist. Die jeweilige Koppelvorrichtung weist axial zwischen diesen Endbereichen einen Mittenbereich auf, der in jeweils eine entsprechende Führungsbahn im Tilgermassenträger eingreift. Die Endbereiche der Koppelvorrichtung sind hierbei mit einem bezogen auf eine Mittenachse der Koppelvorrichtung ersten Radius versehen, während der Mittenbereich einen bezogen auf die Mittenachse der Koppelvorrichtung zweiten Radius aufweist. Der zweite Radius ist hierbei geringfügig größer gewählt als der erste Radius.
• Den Koppelvorrichtungen kommt, gemeinsam mit den Führungsbahnen, die Aufgabe zu, die Tilgermassen bei anregungsbedingten Auslenkungen in Umfangsrichtung aus einer Ruhelage heraus derart zu führen, dass der Masseschwerpunkt ms der Tilgermasse entlang einer vorbestimmten Bahnkurve bewegt wird. Der größere Radius im Mittenbereich der Koppelvorrichtung kann darüber hinaus eine axiale Anlauffunktion für die Tilgermassen erfüllen, und gewährleistet zudem eine Axialsicherungsfunktion gegen ein Lösen der Koppelvorrichtung aus der Führungsbahn des Tilgermassenträgers. Zur Erfüllung dieser Funktionen genügt bereits ein geringer Größenunterschied zwischen dem ersten Radius und dem zweiten Radius, so dass das Radienverhältnis nur unwesentlich vom Wert 1 abweicht. Maßnahmen, um die Leistungsfähigkeit des Tilgersystems positiv beeinflussen zu können, gehen aus der DE 10 2013 210 043 A1 allerdings nicht hervor.
• Die DE 10 2016 123 973 A1 behandelt ebenfalls ein Tilgersystem mit Koppeleinrichtungen zwischen den Führungsbahnen von Tilgermassenträger und Tilgermassen, bei denen die Endbereiche mit einem bezogen auf eine Mittenachse der Koppelvorrichtung ersten Radius versehen sind, und der Mittenbereich mit einem bezogen auf die Mittenachse der Koppelvorrichtung zweiten Radius, der von dem ersten Radius abweicht. Hierdurch soll eine Über- oder Untersetzung erzielt werden, um den effektiven Schwingwinkel zu vergrößern, auch wenn der tatsächliche Schwingwinkel nicht vergrößert werden kann.
• Auch die DE 10 2017 119 244 A1 ist auf ein Tilgersystem mit Koppelvorrichtungen zwischen den Führungsbahnen von Tilgermassenträger und Tilgermassen gerichtet, jedoch greifen die Führungsbahnen von Tilgermassenträger und Tilgermassen bei diesen Koppelvorrichtungen jeweils auf dem gleichen Radius an. Allerdings greift die jeweilige Koppelvorrichtung an ihren Kontaktstellen gegenüber den Führungsbahnen von Tilgermassenträger und Tilgermassen nicht jeweils senkrecht zu diesen Führungsbahnen an, sondern kann dies über einen von der Normale abweichenden Winkel vornehmen, der abhängig vom Reibwert zwischen der Koppelvorrichtung und dieser Führungsbahn ist. Zur Einstellung dieses Winkels wird ein vorbestimmtes Radienverhältnis zwischen den Führungsbahnen von Tilgermassenträger und Tilgermassen eingestellt. Ziel dieser Maßnahme ist unter anderem eine Erhöhung des Radialhubes der Tilgermassen, eine Verbesserung des Tragverhaltens der Koppelvorrichtung sowie eine Erniedrigung der Flächenpressung bei unterschiedlichen Blechdicken des Tilgermassenträgers.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tilgersystem zu schaffen, das bezogen auf den vorhandenen Bauraum ein Maximum an Leistungsfähigkeit zur Tilgung von antriebsbedingten Anregungen bereitstellen kann.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Tilgersystem vorgesehen mit einem zumindest eine Tilgermasse relativ bewegbar aufnehmenden Tilgermassenträger, der ebenso wie die zumindest eine Tilgermasse mit Führungsbahnen für jeweils eine über je eine Mittenachse verfügende Koppelvorrichtung versehen ist, und die jeweilige Koppelvorrichtung im Eingriffsbereich der entsprechenden Führungsbahn des Tilgermassenträgers mit einem bezogen auf die Mittenachse ersten Radius und im Eingriffsbereich der entsprechenden Führungsbahn mit einem vom ersten Radius abweichenden, bezogen auf die Mittenachse zweiten Radius ausgebildet ist.
• Von besonderer Bedeutung hierbei ist, dass sowohl die Festlegung des ersten Radius der Koppelvorrichtung als auch die Festlegung des zweiten Radius der Koppelvorrichtung und damit die Festlegung des Radienverhältnisses in Abhängigkeit von der Flächenpressungsgrenze (Pmax) an den Kontaktstellen zwischen der Koppelvorrichtung und den Führungsbahnen des Tilgermassenträgers zum einen und der Koppelvorrichtung und den Führungsbahnen der zumindest einen Tilgermasse zum anderen erfolgt.
• Zwischen dem jeweiligen Radius einer Koppelvorrichtung und der jeweils zugeordneten Führungsbahn eines Tilgermassenträgers oder einer Tilgermasse besteht der Zusammenhang, dass bei Zunahme dieses Radius die Flächenpressung an der Kontaktstelle dieser Koppelvorrichtung und der zugeordneten Führungsbahn abnimmt. Sofern das Erfordernis besteht, innerhalb des vorhandenen Bauraums die Leistungsfähigkeit des Tilgersystems zur Tilgung von antriebsbedingten Anregungen zu steigern, ist vorgesehen, den jeweiligen Radius der Koppelvorrichtung zu vergrößern, und/oder die Flächenpressung an der Kontaktstelle des entsprechenden Abschnittes der Koppelvorrichtung gegenüber der zugeordneten Führungsbahn von Tilgermassenträger oder Tilgermasse soweit zu steigern, dass die Flächenpressungsgrenze (Pmax) erreicht ist. Da die Flächenpressungsgrenze (Pmax) vom Material der Koppelvorrichtung sowie der zugeordneten Führungsbahn von Tilgermassenträger oder Tilgermasse und von der Größe der Kontaktfläche abhängig ist, besteht nur in einer Materialänderung oder in einer Änderung der Kontaktfläche, insbesondere in Erstreckungsrichtung der Mittenachse der Koppelvorrichtung, die Möglichkeit, die Flächenpressungsgrenze (Pmax) zu beeinflussen. Während einer Materialänderung zumeist Kosten- und Eigenschaftsbedingt Grenzen gesetzt sind, würde eine Änderung der Kontaktfläche in Erstreckungsrichtung der Mittenachse der Koppelvorrichtung mit einer axialen Vergrößerung des die Führungsbahn aufweisenden Bauteiles einhergehen, was dann, wenn nur ein begrenzter Bauraum verfügbar ist, zumeist nicht erfolgen kann. Insofern besteht im Wesentlichen die Möglichkeit, den Radius der Koppelvorrichtung an der Kontaktstelle mit der zugeordneten Führungsbahn für eine Leistungssteigerung des Tilgersystems zu vergrößern. Ein Maximum an Leistungsfähigkeit zur Tilgung von antriebsbedingten Anregungen wird erreicht, wenn der Radius der Koppelvorrichtung größtmöglich ist, und zudem die Flächenpressung an der Kontaktstelle des entsprechenden Abschnittes der Koppelvorrichtung gegenüber der zugeordneten Führungsbahn von Tilgermassenträger oder Tilgermasse bis zum Erreichen der Flächenpressungsgrenze Pmax gesteigert ist.
• Einer Vergrößerung des Radius der Koppelvorrichtung an der Kontaktstelle mit der zugeordneten Führungsbahn sind allerdings bauraumbedingt Grenzen gesetzt, da die Tilgermassen sowie der Tilgermassenträger radial außerhalb der jeweiligen Führungsbahnen zur Gewährleistung einer hinreichenden Steifigkeit und Stabilität eine Materialmindeststärke aufweisen müssen. Diesbezüglich sind die Tilgermassen wegen ihrer im Vergleich zum Tilgermassenträger geringeren Baugröße als kritischer zu bewerten als der Tilgermassenträger, während der letztgenannte insbesondere dann, wenn er axial beidseits Tilgermassen aufnimmt, und/oder eine geringere Ausdehnung in Erstreckungsrichtung der Mittenachsen der Koppelvorrichtungen aufweist, einer erhöhten Flächenpressung im Kontaktbereich seiner Führungsbahnen gegenüber der Koppelvorrichtung im Vergleich zu den Tilgermassen unterworfen ist.
• Dies alles berücksichtigend, wird durch ein Tilgersystem innerhalb eines vorhandenen Bauraums ein Maximum an Leistungsfähigkeit zur Tilgung von antriebsbedingten Anregungen bereitgestellt, wenn die Festlegung des Radienverhältnisses der Koppelvorrichtung in Abhängigkeit von der Flächenpressungsgrenze (Pmax) an den Kontaktstellen zwischen der Koppelvorrichtung und den Führungsbahnen des Tilgermassenträgers zum einen und der Koppelvorrichtung und den Führungsbahnen der zumindest einen Tilgermasse zum anderen erfolgt.
• Die Flächenpressungsgrenze (Pmax) an den Kontaktstellen zwischen der Koppelvorrichtung und den Führungsbahnen des Tilgermassenträgers zum einen und der Koppelvorrichtung und den Führungsbahnen der zumindest einen Tilgermasse zum anderen ergibt sich wie folgt: $$\text{Pmax}=\sqrt{\mathrm{0,175}\ast \frac{\text{F}\ast \text{E}}{\text{Ieff}}\ast \frac{\text{RK}+\text{re}}{\text{RK}\ast \text{re}}}$$

  
• Hierbei gibt die Fliehkraft F die von der zumindest einen Tilgermasse erzeugte Belastung an, E das Elastizitätsmodul des Materials, leff die effektive Traglänge der Kontaktstelle, RK den Radius der Koppelvorrichtung an der Kontaktstelle und re den Ersatzradius der Führungsbahn, welcher der Krümmung der Führungsbahn bei 0° Auslenkwinkel entspricht, und sich aus der Ordnungsauslegung und Geometrieparametern ergibt, und wobei die Fliehkraft F wie folgt definiert ist: $$\text{F}=\text{m}*{\mathrm{\omega }}^2\ast \text{r}$$

  
• Die Masse m ist durch die zumindest eine Tilgermasse vorgegeben, während ω die Winkelgeschwindigkeit angibt, die sich aus der maximalen Auslegungsdrehzahl n mit ω= 2*π*n*1/60s bestimmt, und r den Schwerpunktradius des Massenschwerpunkts ms der zumindest einen Tilgermasse um die Zentralachse des Tilgersystems.
• Da die Werte der vorgenannten Geometrieparameter für die Auslegung benötigt werden, soll nachfolgend Stellung zu diesen Geometrieparametern genommen werden. So ist beispielsweise das Gewicht der Tilgermassen ohne die jeweiligen Koppelvorrichtungen ebenso relevant wie die Bemessung der Tilgermassen in Erstreckungsrichtung einer Zentralachse des Tilgersystems unter Berücksichtigung des zu erwartenden Traganteils der Führungsbahnen gegenüber der gesamten Tilgermasse, sowie der Schwerpunktradius der Tilgermassen in Bezug zur Zentralachse. Weitere Geometrieparameter sind die Bemessung des Tilgermassenträgers in Erstreckungsrichtung der Zentralachse unter Berücksichtigung des zu erwartenden Traganteils der Führungsbahnen gegenüber dem gesamten Tilgermassenträger, die maximal geforderte Drehzahl um die Zentralachse des Tilgersystems und die maximal zulässige Flächenpressung des für Tilgermassenträger oder Tilgermassen verwendeten Materials. Weitere Geometrieparameter können Einfluss nehmen, sind aber für die Auslegung vernachlässigbar, und daher nicht explizit genannt.
• Dies alles berücksichtigend, hat sich herausgestellt, dass das Radienverhältnis des kleineren Radius gegenüber dem größeren Radius kleiner als der Wert 0,75 ist, und bei Auslegung für einen Vierzylinder, also auf die 2. Ordnung idealerweise zumindest im Wesentlichen den Wert 0,57 annimmt. Eine derart ausgelegte Koppelvorrichtung ist an einer starken Stufung erkennbar zwischen einem Erstreckungsbereich, in welcher ein erster Radius realisiert ist, und einem anderen Erstreckungsbereich, in welchem ein zweiter Radius gegeben ist.
• Um trotz dieser starken Stufung der Koppelvorrichtung Probleme bezüglich Biegefestigkeit und Herstellbarkeit zu vermeiden, ist vorgesehen, den Übergang zwischen dem kleineren Radius und dem größeren Radius mittels einer Ausnehmung zu gestalten, die sich in Radialrichtung, beginnend auf dem Umfangsbereich des kleineren Radius, in Richtung zum größeren Radius bis nahezu in den Umfangsbereich der Koppelvorrichtung erstreckt. Bei diesem Übergang mittels der den beiden Radien zugeordneten Ausnehmung liegt in Radialrichtung zumindest angenähert in Form eines Kreissegmentes vor. In Umfangsrichtung erstreckt sich die dem Übergang zwischen den beiden Radien zugeordnete Ausnehmung zumindest im Wesentlichen ringförmig um die Mittenachse der Koppelvorrichtung.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
• 1 eine Draufsicht auf ein Tilgersystem mit einem Tilgermassenträger und mit Tilgermassen, die eine Position einnehmen, die bei einer die Schwerkraft übersteigenden Fliehkraft, aber ohne eingeleitete Torsionsschwingung, erreicht ist, mit einer Tilgermasse in Schnittdarstellung;
• 2 eine Darstellung des Tilgersystems gemäß dem Schnitt A - A in 1;
• 3 eine Herauszeichnung des in 1 mit X bezeichneten Ausschnittes eines Tilgermassenteils einer Tilgermasse, eine Führungsbahn dieses Tilgermassenteils sowie, in Strichlinierung, die entsprechende Führungsbahn des Tilgermassenträgers und eine diese Führungsbahnen in Wirkverbindung bringende Koppelvorrichtung;
• 4 eine Herauszeichnung des in 1 mit Y bezeichneten Ausschnittes des Tilgermassenträgers, darstellend eine Führungsbahn des Tilgermassenträgers sowie, in Strichlinierung, die entsprechende Führungsbahn eines Tilgermassenteils einer Tilgermasse, und eine diese Führungsbahnen in Wirkverbindung bringende Koppelvorrichtung;
• 5 eine Herauszeichnung des in 2 mit Z bezeichneten Ausschnittes des Tilgersystems;
• 6 eine räumliche Darstellung der in 5 gezeigten Koppelvorrichtung.
• In 1 und 2 ist ein Tilgersystem 1 mit einem Tilgermassenträger 2 dargestellt, der axial beidseits zur Aufnahme von Tilgermassenteilen 3a, 3b vorgesehen ist. Die beiden Tilgermassenteile 3a, 3b stehen in Erstreckungsrichtung einer Zentralachse 4 des Tilgersystems 1 über ein Zwischenelement 5 in Wirkverbindung miteinander, und sind gemeinsam mit diesem Zwischenelement 5 mittels Befestigungselementen 6 zur Bildung je einer Tilgermasse 7 untereinander verbunden, die im Axialbereich des Zwischenelementes 5 in eine Radialaussparung 20 des Tilgermassenträgers 2 eintaucht. Die Tilgermassenteile 3a, 3b und damit die Tilgermassen 7 verfügen über einen Massenschwerpunkt ms mit einem Schwerpunktradius r und weisen zumindest angenähert eine bogenförmige Gestalt auf, mit umfangsseitigen Enden 8 und einem umfangsseitigen Mittenbereich 9. Die umfangsseitigen Enden 8 sind mit ersten Führungsbahnen 10 ausgebildet, von denen jede zur Aufnahme je einer zumindest im Wesentlichen walzenförmigen Koppelvorrichtung 11 dient. Diese Koppelvorrichtungen 11 greifen jeweils in zweite Führungsbahnen 12 ein, die im Tilgermassenträger 2 vorgesehen sind. Bei von einem nicht gezeigten Antrieb, wie einer Brennkraftmaschine, erzeugten Anregungen einer bestimmten Ordnung, beispielsweise der 2. Ordnung bei einem Vierzylinderantrieb, werden die Tilgermassen 7 in Umfangsrichtung aus der in 1 gezeigten Ruheposition in Umfangsrichtung in den Führungsbahnen 10 und 12 ausgelenkt, und reduzieren hierdurch die Stärke der Anregungen.
• Die erste Führungsbahn 10 in einer der Tilgermassen 7 ist in 3 vergrößert dargestellt, und verfügt über eine Krümmung, bei welcher ein Mittenbereich 13 stärker an die Zentralachse 4 angenähert ist als zwei Endbereiche 14, die sich umfangsseitig beidseits an den Mittenbereich 13 anschließen (vgl. 1). Die Tilgermassen 7 werden bei Drehung des Tilgersystems 1 um die Zentralachse 4 unter der Wirkung der Fliehkraft F radial nach außen gedrückt, und durch die Koppelvorrichtungen 11 ohne eingeleitete Anregungen in dieser Position, welche die Ruhelage bildet, gehalten. Die jeweilige Koppelvorrichtung 11 verfügt über eine Mittenachse 21. Die mit der Koppelvorrichtung 11 ebenfalls zusammenwirkende zweite Führungsbahn 12 ist in 3 lediglich teilweise in strichlinierter Darstellung erkennbar.
• Die zweite Führungsbahn 12 im Tilgermassenträger 2 ist in 4 vergrößert dargestellt, und verfügt über eine Krümmung, die derjenigen der strichliniert eigezeichneten ersten Führungsbahnen 10 entgegengesetzt ist, so dass ein Mittenbereich 15 weiter von der Zentralachse 4 entfernt ist als zwei Endbereiche 16, die sich umfangsseitig beidseits an den Mittenbereich 15 anschließen (vgl. 1). Die Koppelvorrichtungen 11 stützen sich bei Drehung des Tilgersystems 1 um die Zentralachse 4 unter der Wirkung der Fliehkraft F radial nach außen am Mittenbereich 15 der Führungbahn 12 ab, und werden dadurch ohne eingeleitete Anregungen in dieser Position, die die Ruhelage bildet, gehalten.
• Radial außen ist der Tilgermassenträger 2 mit umfangsseitigem Versatz von 180 Grad zueinander mit Ansteuerelementen 19 versehen, die mit einer nicht gezeigten Energiespeichereinrichtung eines Torsionsschwingungsdämpfers in Wirkverbindung stehen, und über welche die Anregungen eingeleitet werden.
• Wie die 5 oder 6 am deutlichsten erkennen lassen, verfügt die jeweilige Koppelvorrichtung 11, jeweils ausgehend von ihrer Mittenachse 21, über Enden 22 mit einem ersten Radius R1 zum Umfangsbereich 23 dieser Enden 22, und über einen axial zwischen den Enden 22 vorgesehenen Mittenabschnitt 24 mit einem zweiten Radius R2 zum Umfangsbereich 25 dieses Mittenabschnittes 24. Der Mittenabschnitt 24 mit dem Radius R2 ist hierbei zum Eingriff in die entsprechende Führungsbahn 12 des Tilgermassenträgers 2 bestimmt, die Enden 22 mit dem Radius R1 dagegen zum Eingriff in die entsprechenden Führungsbahnen 10 der entsprechenden Tilgermasse 7. Die Radien R1 und R2 sind hierbei unterschiedlich bemessen, wobei hier der Radius R1 deutlich kleiner ausgelegt ist als der Radius R2. Entsprechend unterscheiden sich auch, wie die 3 und 4 zeigen, die Führungsbahnen 10 und 12 bezüglich ihrer Bemessung deutlich voneinander, wobei die zur Aufnahme der Enden 22 der jeweiligen Koppelvorrichtung 11 bestimmten Führungsbahnen 10 kleiner sind als die zur Aufnahme des Mittenabschnittes 24 der Koppelvorrichtung 11 dienenden zweiten Führungsbahnen 12.
• Sowohl die Festlegung des ersten Radius R1 der Koppelvorrichtung 11 als auch die Festlegung des zweiten Radius R2 der Koppelvorrichtung 11 und damit die Festlegung des Radienverhältnisses V = R1/R2 erfolgt jeweils in Abhängigkeit von der Flächenpressungsgrenze Pmax an Kontaktstellen 26, 27 zwischen der jeweiligen Koppelvorrichtung 11 und den Führungsbahnen 12 des Tilgermassenträgers 2 zum einen und der Koppelvorrichtung 11 und den Führungsbahnen 10 der Tilgermassenteile 3a, 3b der jeweiligen Tilgermasse 7 zum anderen.
• Die Flächenpressungsgrenze Pmax an den Kontaktstellen 26, 27 zwischen der Koppelvorrichtung 11 und der Führungsbahn 12 des Tilgermassenträgers 2 zum einen und der Koppelvorrichtung 11 und den Führungsbahnen 10 der Tilgermassenteile 3a, 3b der jeweiligen Tilgermasse 7 zum anderen ergibt sich wie folgt: $$\text{Pmax}=\sqrt{\mathrm{0,175}\ast \frac{\text{F}\ast \text{E}}{\text{Ieff}}\ast \frac{\text{RK}+\text{re}}{\text{RK}\ast \text{re}}}$$

  
• Hierbei gibt die Fliehkraft F die von der Tilgermasse 7 erzeugte Belastung an, E das Elastizitätsmodul des Materials, leff die effektive Traglänge der Kontaktstelle, RK den Radius R1 oder R2 der Koppelvorrichtung 11 an der Kontaktstelle 26 oder 27 und re den Ersatzradius r1 oder r2 der Führungsbahn 10 oder 12 (vgl. 3 oder 4), welcher der Krümmung dieser Führungsbahn 10 oder 12 bei 0° Auslenkwinkel entspricht, und sich aus Ordnungsauslegung und Geometrieparametern ergibt.
• Die Kraft F ist wie folgt definiert: $$\text{F}=\text{m}*{\mathrm{\omega }}^2\ast \text{r}$$

  
• Hierbei ist die Masse m durch jeweilige Tilgermasse 7 vorgegeben, während ω die Winkelgeschwindigkeit angibt, die sich aus der maximalen Auslegungsdrehzahl n mit ω= 2*π*n*1/60s bestimmt, und r den Schwerpunktradius des Massenschwerpunkts ms der zumindest einen Tilgermasse 7 um die Zentralachse 4 des Tilgersystems 1.
• Da die Werte der vorgenannten Geometrieparameter für die Auslegung benötigt werden, sollen nachfolgend einige dieser Geometrieparameter angegeben werden. So ist beispielsweise die Masse m der Tilgermassen 7 ohne die jeweiligen Koppelvorrichtungen 11 ebenso relevant wie die Bemessung der Tilgermassen 7 in Erstreckungsrichtung der Zentralachse 4 des Tilgersystems 1 unter Berücksichtigung des zu erwartenden Traganteils der Führungsbahnen 10 gegenüber der Tilgermasse 7, sowie der Schwerpunktradius rs der Tilgermassen 7 in Bezug zur Zentralachse 4 des Tilgersystems 1. Weitere Geometrieparameter sind die Bemessung des Tilgermassenträgers 2 in Erstreckungsrichtung der Zentralachse 4 unter Berücksichtigung des zu erwartenden Traganteils der Führungsbahnen 12 gegenüber dem gesamten Tilgermassenträger 2, die maximal geforderte Drehzahl um die Zentralachse 4 des Tilgersystems 1 und die maximal zulässige Flächenpressung Pmax des für den Tilgermassenträger 2 oder für die Tilgermassen 7 verwendeten Materials. Weitere Geometrieparameter können Einfluss nehmen, sind aber für die Auslegung von spürbar geringerer Bedeutung, und daher nicht explizit genannt.
• Dies alles berücksichtigend, hat sich herausgestellt, dass das Radienverhältnis V des kleineren Radius R1 gegenüber dem größeren Radius R2 kleiner als der Wert 0,75 ist, und bei Auslegung für einen Vierzylinder, also auf die 2. Ordnung, idealerweise zumindest im Wesentlichen den Wert 0,57 annimmt. Eine derart ausgelegte Koppelvorrichtung 11 ist an einer starken Stufung erkennbar zwischen einem Erstreckungsbereich, in welcher der kleinere Radius R1 realisiert ist, und einem anderen Erstreckungsbereich, in welchem der größere Radius R2 gegeben ist.
• Um trotz dieser starken Stufung der Koppelvorrichtung 11 Probleme bezüglich Biegefestigkeit und Herstellbarkeit zu vermeiden, ist vorgesehen, einen Übergang 29 zwischen dem kleineren Radius R1 und dem größeren Radius R2 mittels einer Ausnehmung 28 zu gestalten, die sich in Radialrichtung, beginnend auf dem Umfangsbereich 23 der Enden 22 der Koppelvorrichtung 11, mithin also des kleineren Radius R1, in den Mittenabschnitt 24 der Koppelvorrichtung 11 hinein und damit zum größeren Radius R2 bis nahezu in den Umfangsbereich 25 dieses Mittenabschnittes 24 erstreckt, wie 5 zeigt. Bei diesem Übergang 29 verfügt die Ausnehmung 28 in Radialrichtung zumindest angenähert über die Form eines Kreissegmentes mit einem Radius ra. In Umfangsrichtung erstreckt sich die dem Übergang 29 zugeordnete Ausnehmung 28 zumindest im Wesentlichen ringförmig um die Mittenachse 21 der Koppelvorrichtung 11.
• Bezugszeichenliste

1

Tilgersystem

2

Tilgermassenträger

3

Tilgermassenteile

4

Zentralachse des Tilgersystems

5

Zwischenelement

6

Befestigungselementen

7

Tilgermasse

8

umfangsseitige Enden der Tilgermasse

9

umfangsseitiger Mittenbereich der Tilgermasse

10

erste Führungsbahnen in der Tilgermasse

11

Koppelvorrichtung

12

zweite Führungsbahnen im Tilgermassenträger

13

Mittenbereich der ersten Führungsbahnen

14

Endbereiche der ersten Führungsbahnen

15

Mittenbereich der zweiten Führungsbahnen

16

Endbereiche der zweiten Führungsbahnen

17

Befestigungselemente

18

Nabe

19

Ansteuerelemente

20

Radialaussparung

21

Mittenachse

22

Enden der Koppelvorrichtung

23

Umfangsbereich der Enden

24

Mittenabschnitt der Koppelvorrichtung

25

Umfangsbereich des Mittenabschnittes

26

Kontaktstelle

27

Kontaktstelle

28

Ausnehmung

29

Übergang

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102013210043 A1 [0002, 0003]
• DE 102016123973 A1 [0004]
• DE 102017119244 A1 [0005]

Claims (7)

1. Tilgersystem (1) mit einem zumindest eine Tilgermasse (7) relativ bewegbar aufnehmenden Tilgermassenträger (2), der ebenso wie die zumindest eine Tilgermasse (7) mit Führungsbahnen (10, 12) für jeweils eine über je eine Mittenachse (21) verfügende Koppelvorrichtung (11) versehen ist, und die jeweilige Koppelvorrichtung (11) im Eingriffsbereich der entsprechenden Führungsbahn (10) des Tilgermassenträgers (2) mit einem bezogen auf die Mittenachse (21) ersten Radius (R1) und im Eingriffsbereich der entsprechenden Führungsbahn (12) mit einem vom ersten Radius (R1) abweichenden, bezogen auf die Mittenachse (21) zweiten Radius (R2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Festlegung des ersten Radius (R1) der Koppelvorrichtung (11) als auch die Festlegung des zweiten Radius (R2) der Koppelvorrichtung (11) und damit die Festlegung des Radienverhältnisses (V) in Abhängigkeit von der Flächenpressungsgrenze (Pmax) an den Kontaktstellen (26, 27) zwischen der Koppelvorrichtung (11) und den Führungsbahnen (12) des Tilgermassenträgers (2) zum einen und der Koppelvorrichtung (11) und den Führungsbahnen (10) der zumindest einen Tilgermasse (7) zum anderen erfolgt.
2. Tilgersystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenpressungsgrenze (Pmax) an den Kontaktstellen (26, 27) zwischen der Koppelvorrichtung (11) und den Führungsbahnen (12) des Tilgermassenträgers (2) zum einen und der Koppelvorrichtung (11) und den Führungsbahnen (10) der zumindest einen Tilgermasse (7) zum anderen sich wie folgt ergibt: $$\text{Pmax}=\sqrt{\mathrm{0,175}\ast \frac{\text{F}\ast \text{E}}{\text{Ieff}}\ast \frac{\text{RK}+\text{re}}{\text{RK}\ast \text{re}}}$$

   

   wobei die Fliehkraft (F) die von der zumindest einen Tilgermasse (7) erzeugte Belastung angibt, (E) das Elastizitätsmodul des Materials, (Ieff) die effektive Traglänge der Kontaktstelle, (RK) den Radius (R1) oder (R2) der Koppelvorrichtung (11) an der Kontaktstelle und (re) den Ersatzradius für (r1) oder (r2) der Führungsbahn (10 oder 12), welcher der Krümmung der Führungsbahn bei 0° Auslenkwinkel entspricht, und sich aus der Ordnungsauslegung und Geometrieparametern ergibt, und wobei die $$\text{F}=\text{m}*{\mathrm{\omega }}^2\ast \text{r}$$

   

   und die Masse (m) durch die zumindest eine Tilgermasse (7) vorgegeben ist, während (ω) die Winkelgeschwindigkeit angibt, die sich aus der maximalen Auslegungsdrehzahl (n) mit ω= 2*π*n*1/60s bestimmt, und (r) den Schwerpunktradius des Massenschwerpunkts (ms) der zumindest einen Tilgermasse (7) um die Zentralachse (4) des Tilgersystems (1).
3. Tilgersystem (1) nach Anspruch 1 oder nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Radienverhältnis (V) des kleineren Radius (R1) gegenüber dem größeren Radius (R2) kleiner als der Wert 0,75 ist.
4. Tilgersystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Radienverhältnis (V) des kleineren Radius (R1) gegenüber dem größeren Radius (R2) bei einer Auslegung auf die 2. Ordnung idealerweise zumindest im Wesentlichen den Wert 0,57 annimmt.
5. Tilgersystem (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Koppelvorrichtung (11) der Übergang (29) zwischen dem kleineren Radius (R1) und dem größeren Radius (R2) mittels einer Ausnehmung (28) erfolgt, die sich in Radialrichtung, beginnend auf dem Umfangsbereich (23) des kleineren Radius (R1), in Richtung zum größeren Radius (R2) bis nahezu in den Umfangsbereich (25) der Koppelvorrichtung (11) erstreckt.
6. Tilgersystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Übergang (29) zwischen den beiden Radien zugeordnete Ausnehmung (28) in Radialrichtung zumindest angenähert in Form eines Kreissegmentes mit dem Radius (ra) vorliegt.
7. Tilgersystem (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Übergang (29) zwischen den beiden Radien (R1, R2) zugeordnete Ausnehmung (28) sich zumindest im Wesentlichen ringförmig in Umfangsrichtung um die Mittenachse (21) der Koppelvorrichtung (11) erstreckt.

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