DE10261940B4 - Passive vibration absorber - Google Patents
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Abstract
Passiver Schwingungstilger mit einer ringförmigen Tilgermasse, einer Elastomerfeder aus Elastomerwerkstoff und einer Basis, wobei die ringförmige Tilgermasse koaxial zu einer Tilgerhauptachse, auf der die Basis angeordnet ist, ausgerichtet und über die Elastomerfeder, die sich radial zu der Tilgerhauptachse zwischen der Basis und der sie umgebenden Tilgermasse erstreckt, elastisch an die Basis angekoppelt ist und wobei der Elastomerwerkstoff der Elastomerfeder sowohl an die Basis als auch die Tilgermasse anvulkanisiert ist, wobei zwischen der Basis und der Tilgermasse eine die Elastomerfeder unterbrechende Zwischenhülse angeordnet ist, an die der Elastomerwerkstoff der Elastomerfeder beidseitig anvulkanisiert ist, und wobei die Elastomerfeder erste Speichen zwischen der Basis und der Zwischenhülse und zweite Speichen zwischen der Zwischenhülse und der Tilgermasse aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Elastomerfeder (6) nicht über die gesamte axiale Länge der Tilgermasse (19) erstreckt, so dass sie die Tilgermasse (7) nur an einem ihrer axialen Enden elastisch an die Basis (11) ankoppelt.passive Vibration damper with an annular absorber mass, an elastomeric spring made of elastomeric material and a base, wherein the annular absorber mass coaxial with a main Tilgerachse, on which the base arranged is, aligned and over the elastomeric spring extending radially to the main absorber axis between the base and the surrounding absorber mass extends, elastic is coupled to the base and wherein the elastomeric material of the Elastomer spring vulcanized to both the base and the absorber mass is, wherein between the base and the absorber mass one, the elastomeric spring interrupting intermediate sleeve is arranged, to which the elastomeric material of the elastomeric spring vulcanized on both sides, and wherein the elastomer spring first Spokes between the base and the intermediate sleeve and second spokes between the intermediate sleeve and the absorber mass, characterized in that the elastomer spring (6) not over the entire axial length the absorber mass (19) extends so that they the absorber mass (7) elastically coupled to the base (11) only at one of its axial ends.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen passiven Schwingungstilger mit einer Tilgermasse, einer Elastomerfeder und einer Basis, der die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist.The The invention relates to a passive vibration absorber an absorber mass, an elastomer spring and a base, which the Features of the preamble of claim 1 has.
Das Grundprinzip eines passiven Schwingungstilgers mit einer elastisch angekoppelten Tilgermasse ist soweit bekannt, dass es hier nicht näher erläutert werden muss. Bei einem passiven Schwingungstilger, bei dem die elastische Ankopplung der Tilgermasse über eine Elastomerfeder erfolgt, wird eine Dämpfung der schwingenden Tilgermasse durch die Elastomerfeder ausgenutzt, bei der in der Elastomerfeder Schwingungsenergie in Wärme umgewandelt wird.The Basic principle of a passive vibration absorber with an elastic Coupled absorber mass is so far known that it is not here be explained in more detail got to. In a passive vibration damper, where the elastic Coupling of the absorber mass over an elastomeric spring takes place, is an attenuation of the oscillating absorber mass exploited the elastomeric spring, in which in the elastomeric spring vibration energy in heat is converted.
Ein Schwingungstilger, bei dem eine sich ringförmig um eine Tilgerhauptachse erstreckende Tilgermasse über eine Elastomerfeder elastisch an eine Basis angekoppelt ist, ist aus der JP-8193640 A bekannt. Die Basis ist hier eine Platte, an die die Elastomerfeder anvulkanisiert ist. Gleichzeitig ist die Elastomerfeder an die ringförmige Tilgermasse anvulkanisiert. Dabei ist die Tilgerhauptachse, um die herum die Tilgermasse rotationssymmetrisch ausgebildet ist, senkrecht zu der Platte ausgerichtet. Die ebenfalls ringförmige Elastomerfeder erstreckt sich also parallel, genauer gesagt koaxial zu der Tilgerhauptachse. Durch die freie Mitte der ringförmigen Tilgermasse greift eine Befestigungsschraube hindurch, die sich mit einem Bund an der Platte der Basis abstützt und mit einem Außengewinde durch eine zentrale Bohrung in der Platte hindurchgreift, um den Schwingungstilger an einem Bauteil zu befestigen, dessen Schwingungen passiv gedämpft werden sollen. An ihrem dem Befestigungsgewinde gegenüberliegenden Ende weist die Befestigungsschraube als Verliersicherung für die Tilgermasse einen Kopf auf, dessen Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der Tilgermasse ist. Der bekannte Schwingungstilger ist zur Dämpfung von Schwingungen vorgesehen, die senkrecht zu der Tilgerhauptachse verlaufen. Dabei kommt es zu einer Kippbewegung der Tilgermasse gegenüber der Basis, durch die bezüglich der Tilgerhauptachse einander gegenüberliegende Bereiche der Elastomerfeder wechselseitig auf Druck und Zug beansprucht werden. Als nachteilig stellt sich bei dem bekannten Schwingungstilger heraus, dass die Tilgereigenfrequenz für Schwingungen in Richtung der Tilgerhauptachse so viel höher liegt als quer zu der Hauptachse, dass der passive Schwingungstilger für eine Schwingungstilgung auch in der Richtung der Tilgerhauptachse in der Regel nicht nutzbar ist.One Vibration absorber, in which a ring around a Tilgerhauptachse extending absorber mass over an elastomeric spring is elastically coupled to a base is from JP-8193640 A known. The base here is a plate, on the vulcanized spring is vulcanised. At the same time is the elastomer spring to the annular Tilgermasse vulcanised. Here is the main absorber axis, around it the absorber mass is rotationally symmetrical, vertical aligned to the plate. The likewise annular elastomer spring extends ie parallel, more precisely coaxial with the main axis of the absorber. Through the free center of the annular absorber mass grips a fixing screw that fits with a collar supported on the plate of the base and with an external thread passes through a central bore in the plate to the vibration damper to attach to a component whose vibrations are passively damped should. At its opposite end of the fastening thread has the Fixing screw as captive for the absorber mass one head on, whose outer diameter greater than the inner diameter of the absorber mass is. The well-known vibration absorber is for damping provided by oscillations perpendicular to the main axis of the absorber run. This leads to a tilting movement of the absorber mass across from the base through which the absorber main axis opposing portions of the elastomeric spring be subjected mutually to pressure and train. As a disadvantage turns out in the known vibration absorber that the Tilgerigenfrequenz for vibrations in the direction of the absorber main axis is so much higher than transverse to the main axis, that the passive vibration absorber for vibration damping too in the direction of the absorber main axis usually not usable is.
Ein
passiver Schwingungstilger mit einer ringförmigen Tilgermasse, einer Elastomerfeder
aus Elastomerwerkstoff und einer Basis, wobei die ringförmige Tilgermasse
koaxial zu einer Tilgerhauptachse, auf der die Basis angeordnet
ist, ausgerichtet und über
die Elastomerfeder, die sich radial zu der Tilgerhauptachse zwischen
der Basis und der sie umgebenden Tilgermasse erstreckt, elastisch
an die Basis angekoppelt ist und wobei der Elastomerwerkstoff der
Elastomerfeder sowohl an die Basis als auch die Tilgermasse anvulkanisiert
ist, ist aus der
Ein
Drehschwingungstilger für
eine Antriebswelle mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs
1 ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen passiven Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, der in den verschiedenen Schwingungsrichtungen besonders einfach auf bestimmte Tilgereigenfrequenzen abzustimmen ist.Of the Invention is based on the object, a passive vibration absorber to show with the features of the preamble of patent claim 1 in the different directions of vibration particularly easy to vote on certain Tilgereigenfrequenzen.
Erfindungsgemäß wir diese Aufgabe durch einen passiven Schwingungstilger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des neuen Schwingungstilgers sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.According to the invention we this Task by a passive vibration absorber with the characteristics of claim 1. Advantageous embodiments of the new vibration absorber are in the dependent claims 2 to 6 described.
Bei dem neuen Schwingungstilger ist zwischen der Basis und der Tilgermasse eine die Elastomerfeder unterbrechende Zwischenhülse angeordnet, an die der Elastomerwerkstoff der Elastomerfeder beidseitig anvulkanisiert ist. Der Hauptmassekörper der Tilgermasse ist nur an einem seiner axialen Enden elastisch an die Basis angekoppelt. Dadurch ergeben sich Schwingungsbewegungen des Hauptmassekörpers senkrecht zu der Tilgerhauptachse, bei denen es sich um Kippbewegungen handelt. Gleichzeitig kann der Hauptmassekörper auch in Richtung der Tilgerhauptachse schwingen. Die Unterteilung der Elastomerfeder durch die Zwischenhülse ermöglicht es, den neuen Schwingungstilger in den verschiedenen Schwingungsrichtungen besonders einfach auf bestimmte Tilgereigenfrequenzen abzustimmen. Um dies näher zu erläutern sei ein Schwingungstilger betrachtet, bei dem die Elastomerfeder vier 90°-drehsymmetrisch angeordnete gleiche erste Speichen zwischen der Basis und der Zwischenhülse und vier 90°-drehsymmetrisch angeordnete gleiche zweite Speichen zwischen der Zwischenhülse und der Tilgermasse aufweist. Durch relatives Verdrehen der Speichen um die Tilgerhauptachse können die Tilgereigenfrequenzen für die Kippbewegungen der Tilgermasse variiert werden. Wenn sich die ersten und die zweiten Speichen jeweils in einer Linie befinden, ist die Ankopplung der Tilgermasse an die Basis bei Kippbewegungen in dieser Richtung relativ hart, d.h. die Tilgereigenfrequenz ist relativ groß. Wenn sich immer eine erste Speiche zwischen zwei zweiten Speichen befindet, ist die Ankopplung bei Kippbewegungen in Richtung jeder der Speichen hingegen relativ weich und die Tilgereigenfrequenz entsprechend größer. Auf die Tilgereigenfrequenz für Schwingungen in Richtung der Tilgerhauptachse hat diese Relativverdrehung hingegen keine Auswirkungen, d.h., die Tilgereigenfrequenz für die Kippbewegungen kann variiert werden, ohne dass dies eine bereits zuvor eingestellte Tilgereigenfrequenz für die Axialschwingungen beeinflusst. Die Tilgereigenfrequenz für die Kippschwingungen kann unabhängig von der Tilgereigenfrequenz der Axialschwingungen beispielsweise auch dadurch variiert werden, dass Shore-härtere und Shore-weichere Anteile der Elastomerfeder wechselweise von innen nach außen verlagert werden und umgekehrt. Je mehr die Shore-weichen Anteile der Elastomerfeder nahe der Tilgerhauptachse konzentriert werden, desto weicher wird die Ankopplung der Tilgermasse an die Basis für Kippschwingungen. Für die Axialschwingung ist es relativ uninteressant, wo sich die Shore-weichen und wo sich die Shore-harten Anteile der Elastomerfeder in radialer Richtung befinden.at The new vibration absorber is between the base and the absorber mass arranged an elastomer spring interrupting intermediate sleeve, to which the Elastomer material of the elastomeric spring vulcanised on both sides is. The main mass body the absorber mass is elastic only at one of its axial ends connected to the base. This results in oscillatory movements of the main mass body perpendicular to the main axis of the absorber, which are tilting movements is. At the same time, the main mass body can also in the direction of the main Tilgerachse swing. The subdivision of the elastomeric spring through the intermediate sleeve makes it possible the new vibration absorber in the different vibration directions particularly easy to tune to certain Tilgereigenfrequenzen. To get closer to this to explain Consider a vibration damper, in which the elastomeric spring four 90 ° rotationally symmetric arranged same first spokes between the base and the intermediate sleeve and four 90 ° rotationally symmetric arranged same second spokes between the intermediate sleeve and the absorber mass has. By relative twisting of the spokes around the main absorber axis the Tilgereigen frequencies for the tilting movements of the absorber mass are varied. When the first and the second spokes are each in a line, is the coupling of the absorber mass to the base during tilting movements relatively hard in this direction, i. the tidal frequency is relatively large. When getting a first spoke between two second spokes is the coupling with tilting movements towards each the spokes, however, relatively soft and the Tilgereigenfrequenz correspondingly larger. On the toleration frequency for Vibrations in the direction of the absorber main axis has this relative rotation on the other hand, no effects, that is, the natural absorption frequency for the tilting movements can be varied without any pre-set Tilgereigenfrequenz for influences the axial vibrations. The natural absorption frequency for the tilting vibrations can be independent from the Tilgereigenfrequenz the Axialschwingungen for example also be varied by that Shore-harder and Shore-softer shares the elastomer spring alternately shifted from the inside to the outside and vice versa. The more the soft parts of the elastomer spring concentrated near the main axis of the absorber, the softer it becomes the coupling of the absorber mass to the base for tilting vibrations. For the axial vibration It is relatively uninteresting, where the Shore-soft and where the Shore-hard portions of the elastomeric spring in the radial direction are located.
Durch die Verteilung der bereits angesprochenen Speichen um die Tilgerhauptachse können auch gezielt zwei unterschiedliche Tilgereigenfrequenzen für zwei unterschiedliche, sich auf der Tilgerhauptachse schneidende Schwingungsebenen der Kippschwingungen eingestellt werden. Leicht nachvollziehbar ist dies in jedem Fall, in dem die jeweiligen Speichen nicht 90°-drehsymmetrisch sondern nur achsensymmetrisch angeordnet sind und sich dann in Paaren von dicht beieinander angeordneten Speichen gegenüberliegen. In der so definierten Richtung ist die Ankopplung der Tilgermasse an die Basis relativ hart, quer dazu relativ weich.By the distribution of the already mentioned spokes around the main axis of the absorber can also specifically two different Tilgereigenfrequenzen for two different, on the Tilgerachse axis intersecting vibration levels of tilting vibrations be set. Easy to understand this is in any case, in which the respective spokes are not 90 ° -symmetrical but only are arranged axially symmetrically and then in pairs of tight opposite to each other arranged spokes. In the so defined Direction is the coupling of the absorber mass to the base relatively hard, across it relatively soft.
Die mit der Zwischenhülse verbundenen Vorteile bei der Abstimmung der Elastomerfeder kommen unabhängig davon zum Tragen, ob bei dem passiven Schwingungstilger eine separate Außenhülse neben einem Hauptmassekörper vorgesehen ist oder ob die Elastomerfeder direkt an eine einstückige Tilgermasse anvulkanisiert ist. Im letzteren Fall wird die Tilgermasse aus Gründen der Herstellbarkeit des passiven Schwingungstilgers zudem ihren kleinsten Innendurchmesser auch im Bereich der Elastomerfeder aufweisen.The with the intermediate sleeve associated advantages in the vote of the elastomer spring come independently of it, whether in the passive vibration damper a separate Outer sleeve next to a main mass body is provided or whether the elastomeric spring directly to a one-piece absorber mass is vulcanized. In the latter case, the absorber mass for reasons of Manufacturability of the passive vibration absorber also their smallest inner diameter also in the field of elastomeric spring.
Bei dem neuen Schwingungstilger erstreckt sich die Elastomerfeder nicht über die gesamte axiale Länge der Tilgermasse. Damit gibt es Bereiche, in denen der radiale Abstand der Tilgermasse zu der Basis kleiner sein kann als die radiale Erstreckung der Elastomerfeder. Diese Bereiche werden genutzt, um zwecks Erhöhung ihrer physikalischen Gesamtmasse zusätzliches Material der Tilgermasse näher an der Basis anzuordnen. Um gleichzeitig eine gute Herstellbarkeit des neuen passiven Schwingungstilgers zu erreichen, wird die Elastomerfeder nicht unmittelbar an einen Hauptmassekörper der Tilgermasse anvulkanisiert sondern an eine Außenhülse, die Teil der Tilgermasse ist und die nach dem Anvulkanisieren der Elastomerfeder mit dem Hauptmassekörper der Tilgermasse verbunden wird. Auf Seiten der Basis kann die Elastomerfeder an eine Innenhülse anvulkanisiert sein. Charakteristisches Merkmal des neuen Schwingungstilgers ist dabei, dass der Innendurchmesser der Außenhülse größer ist als der minimale Innendurchmesser des Hauptmassekörpers der Tilgermasse, weil diese außerhalb des Bereichs der Elastomerfeder näher an die Tilgerhauptachse heranreicht, um dort das bereits angesprochene zusätzliche Material unterzubringen.In the new vibration damper, the elastomer spring does not extend over the entire axial length of the absorber mass. Thus, there are areas where the radial distance of the absorber mass to the base can be smaller than the radial extent of the elastomer spring. These areas are used to place additional absorber mass material closer to the base to increase their overall physical mass. At the same time to achieve good manufacturability of the new passive vibration absorber, the elastomer spring is not vulcanized directly to a main mass body of the absorber mass but to an outer sleeve which is part of the absorber mass and which is connected to the main mass body of the absorber mass after vulcanization of the elastomeric spring. On the part of Based on the elastomeric spring can be vulcanized to an inner sleeve. Characteristic feature of the new vibration absorber is that the inner diameter of the outer sleeve is greater than the minimum inner diameter of the main mass body of the absorber mass, because it reaches closer to the main axis of the absorber outside the range of the elastomer spring to accommodate there already mentioned additional material.
Bevorzugt ist es, wenn der Innendurchmesser der Außenhülse mindestens so groß ist wie der Mittelwert des minimalen Innendurchmessers und des maximalen Außendurchmessers des Hauptmassekörpers der Tilgermasse. Die Dimensionierung im Einzelfall hängt von der zu erreichenden Tilgereigenfrequenz und den zu erwartenden Amplituden der Schwingungen des Hauptmassekörpers der Tilgermasse relativ zu der Basis ab.Prefers It is when the inner diameter of the outer sleeve is at least as large as the mean of the minimum inner diameter and the maximum External diameter of the main mass body the absorber mass. The dimensioning in each case depends on the Tilgereigenfrequenz to be achieved and the expected amplitudes the vibrations of the main mass body the absorber mass relative to the base.
Die Außenhülse, an die die Elastomerfeder anvulkanisiert ist, kann in axialer Richtung in einer ringförmige Ausnehmung an einem axialen Ende des Hauptmassekörpers eingepresst sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, an beiden axialen Enden des Hauptmassekörpers Elastomerfedern zwischen der Basis in Form von Innenhülsen und Außenhülsen vorzusehen. Hierdurch würde aber der bauliche Aufwand des neuen Schwingungstilgers erheblich vergrößert. Das Einpressen der Außenhülse in die ringförmige Ausnehmung des Hauptmassekörpers ist mit geringem Aufwand bei gleichzeitig guter Haltbarkeit der erreichten Verbindung verbunden.The Outer sleeve, on the vulcanized spring is vulcanized, can in the axial direction in an annular Recess be pressed at one axial end of the main mass body. Basically It is also conceivable, at both axial ends of the main mass body elastomer springs to provide between the base in the form of inner sleeves and outer sleeves. hereby but would the structural complexity of the new vibration absorber significantly increased. The Pressing the outer sleeve in the annular Recess of the main mass body is with little effort at the same time good durability of connected connection.
Der Hauptmassekörper des neuen Schwingungstilgers kann eine durchgehende zylindermantelförmige Außenoberfläche mit dem maximalen Außendurchmesser aufweisen. Außerdem kann er anschließend an die Ausnehmung zur Aufnahme der Außenhülse und zumindest von Teilen der Elastomerfeder eine durchgehende zylindermantelförmige Innenoberfläche mit dem minimalen Innendurchmesser aufweisen. Die Innenoberfläche kann aber auch sich zu dem der ringförmigen Ausnehmung gegenüberliegenden Ende des Hauptmassekörpers hin trichterförmig erweiternd vorgesehen sein, um damit mehr Spielraum für die Kippbewegungen des Hauptmassekörpers relativ zu der Basis zu schaffen. Umgekehrt kann sich natürlich auch die Basis in dieser Richtung verjüngen.Of the Bulk body of the new vibration absorber can be a continuous cylinder jacket outer surface with the maximum outside diameter exhibit. Furthermore he can then to the recess for receiving the outer sleeve and at least parts the elastomeric spring with a continuous cylinder jacket-shaped inner surface with have the minimum inner diameter. The inner surface can but also to that of the annular Recess opposite End of the main mass body funnel-shaped be provided widening, so that more room for the tilting movements of the main mass body relative to the base. Conversely, of course, too rejuvenate the base in this direction.
In der bevorzugten konkreten Ausführungsform des neuen Schwingungstilgers ist die axiale Erstreckung des Hauptmassekörpers mindestens 40%, vorzugsweise mindestens 50%, größer als sein maximaler Durchmesser. Dabei beträgt die axiale Erstreckung der Elastomerfeder zwischen 20 bis 40% der axialen Erstreckung des Hauptmassekörpers.In the preferred concrete embodiment of the new vibration absorber, the axial extent of the main mass body is at least 40%, preferably at least 50%, greater than its maximum diameter. It is the axial extent of the elastomeric spring between 20 to 40% of axial extent of the main mass body.
Zur Befestigung des neuen Schwingungstilgers kann eine Befestigungsschraube vorgesehen sein, die durch den Massehauptkörper und eine Innenhülse der Basis, an die der Elastomerwerkstoff der Elastomerfeder anvulkanisiert ist, hindurchgreift. Wenn die Befestigungsschraube einen Kopf, welcher einen größeren Außendurchmesser als der minimale Innendurchmesser des Massehauptkörpers hat, aufweist, wird durch die Befestigungsschraube zugleich eine Verliersicherung für die Tilgermasse des neuen Schwingungstilgers ausgebildet. Mit einem Schaft, der einen kleineren Außendurchmesser als der minimale Innendurchmesser hat, kann die Befestigungsschraube in den Massekörper hineinragen, bis sie sich mit einem Radialbund an der Innenhülse der Basis abstützt. Ein Befestigungsgewinde der Befestigungsschraube greift durch die Innenhülse hindurch und ragt über diese hinaus, um damit den Schwingungstilger anzuschrauben.to Attachment of the new vibration absorber can be a fixing screw provided by the mass main body and an inner sleeve of the Base to which the elastomeric material of the elastomer spring vulcanizes is, reaches through. When the fixing screw has a head, which one larger outer diameter than the minimum inner diameter of the mass main body has, has, by the fastening screw at the same time a captive for the Tilgermasse the new vibration absorber trained. With a Shank that has a smaller outside diameter than the minimum inside diameter, the fixing screw can into the mass body protrude until they are with a radial collar on the inner sleeve of Base supported. A fastening thread of the fastening screw engages through the inner sleeve through and sticking out these out to screw on the vibration damper.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben, dabei zeigtThe Invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment and described, shows
Der
in den
- 11
- Schwingungstilgervibration absorber
- 22
- TilgerhauptachseTilgerhauptachse
- 33
- HauptmassekörperBulk body
- 44
- Außenhülseouter sleeve
- 55
- Speichespoke
- 66
- Elastomerfederelastomer spring
- 77
- Zwischenhülseintermediate sleeve
- 88th
- Speichespoke
- 99
- Innenhülseinner sleeve
- 1010
- Befestigungsschraubefixing screw
- 1111
- BasisBase
- 1212
- Radialbundradial collar
- 1313
- Befestigungsgewindemounting thread
- 1414
- Kopfhead
- 1515
- Schaftshaft
- 1616
- Außendurchmesserouter diameter
- 1717
- InnendurchmesserInner diameter
- 1818
- Außendurchmesserouter diameter
- 1919
- Tilgermasseabsorber mass
- 2020
- ElastomerwerkstoffElastomer material
- 2121
- InnendurchmesserInner diameter
- 2222
- Außendurchmesserouter diameter
- 2323
- Ausnehmungrecess
- 2424
- Pfeilarrow
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Cited By (1)
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