DE102006028705B3

DE102006028705B3 - Passiver Schwingungstilger

Info

Publication number: DE102006028705B3
Application number: DE200610028705
Authority: DE
Inventors: Willi Gebhardt; Horst Zimmermann; Ralf Krause; Dennis Dörfler
Original assignee: Wegu GmbH and Co KG
Current assignee: Wegu GmbH Schwingungsdaempfung
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-06-21

Abstract

Ein passiver Schwingungstilger (1) weist eine starre Basis (2) mit einer Ankoppelfläche (5) zum starren Ankoppeln der Basis (2) an eine zu dämpfende Struktur und mit mindestens einer Anbindungsfläche (7), eine an die Anbindungsfläche (7) der Basis (2) angebundene Elastomerfeder (8) und eine Tilgermasse (10) auf, die mit ihrem einen Ende an die Elastomerfedern (8) angebunden ist. Die Basis (2) erstreckt sich in Form mindestens eines Auslegers (12) auf einer deren Seiten längs der Elastomerfeder (8) und der daran angebundenen Tilgermasse (10) bis hinter das Ende (13) der Tilgermasse (10), das der genannten Anbindungsfläche (7) der Basis (2) abgekehrt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen passiven Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung solche passiven Schwingungstilger mit mehreren Tilgermassen.
STAND DER TECHNIK
Passive Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1, die zwei elastisch an eine Basis angekoppelte Tilgermassen aufweisen, sind üblicherweise dazu vorgesehen, Schwingungen einer zu dämpfenden Struktur bei zwei unterschiedlichen Erregungsfrequenzen und/oder Eigenfrequenzen der Struktur zu dämpfen. Dazu sind die Tilgereigenfrequenzen der beiden Tilgermassen auf unterschiedliche Werte abgestimmt. Dies kann durch unterschiedliche Größen, d. h. unterschiedliche Gewichte der Tilgermassen, unterschiedliche Trägheitsmomente bezüglich ihrer Ankopplung an die Basis und/oder unterschiedliche Eigenschaften der Elastomerfedern realisiert werden.
Alternativ können mehrere mit gleicher Eigenfrequenz synchron schwingende Tilgermassen bei einem Schwingungstilger dazu vorgesehen sein, lineare Dämpfungskräfte auf die zu dämpfende Struktur bereitzustellen. Auch dieser Anwendungsfall wird durch die vorliegende Erfindung abgedeckt, obwohl sie primär solche passiven Schwingungstilger bei denen mehrere Tilgermassen auf unterschiedliche Tilgereigenfrequenzen abgestimmt sind.
Beim Einsatz von passiven Schwingungstilgern im Kraftfahrzeugbau wird gefordert, dass deren Tilgermassen nicht nur über Elastomerfedern mit deren Basen verbunden sind, sondern auch Verliersicherungen vorgesehen werden, die ein unkontrolliertes Herabfallen der Tilgermassen bei einem Totalausfall der Elastomerfedern verhindern.

Aus der DE 100 41 993 C1 ist ein passiver Schwingungstilger mit einer einzigen Tilgermasse bekannt, bei dem eine Verliersicherung dadurch ausgebildet ist, dass die Tilgermasse und die Elastomerfeder eine zentrale Ausnehmung aufweisen, durch die eine Befestigungsschraube zur Befestigung der Basis an der zu dämpfenden Struktur hindurch greift. Dabei ist ein Kopf der Befestigungsschraube größer als der minimale Durchmesser der Ausnehmung in der Tilgermasse. So fängt der Kopf der Befestigungsschraube die Tilgermasse auf, falls sie sich von der Elastomerfeder oder mit dieser von der Basis ablöst. Für einen passiven Schwingungstilger mit mehreren Tilgermassen ist dieses Prinzip der Ausbildung einer Verliersicherung nicht geeignet.

Ein passiver Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der US 5,887,843 bekannt. Hier weist die Basis einen Bügel mit zwei einander gegenüberliegenden Bereichen auf, die zwei Anbindungsflächen für eine Tilgermasse ausbilden. Die Ankoppelfläche zum starren Ankoppeln der Basis an eine zu dämpfende Struktur ist in dem Mittelbereich des Bügels zwischen den Anbindungsflächen ausgebildet. Dabei verläuft die Ankoppelfläche etwa senkrecht zu den Anbindungsflächen und senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Schwingungstilgers. Durchgangsbohrungen durch die Basis zur Festlegung des Schwingungstilgers über die Ankoppelfläche verlaufen in der Haupterstreckungsebene des Schwingungstilgers.

Ein weiterer Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der US 5,180,147 bekannt. Hier wird die Basis durch ein hutförmiges Profil ausgebildet, in dessen Randbereichen senkrecht zu seiner Haupterstreckungsebene verlaufende Ankoppelflächen und in der Haupterstreckungsebene verlaufende Durchgangsbohrungen zum Festlegen an einer zu dämpfenden Struktur vorgesehen sind. Die Tilgermasse ist über vier Federarme angebunden, die jeweils von einer ihrer Ecken zu einer Ecke des freien Querschnitts des Hutprofils verlaufen.

Aus der DE 698 27 037 T2 ist es bekannt, über einer Tilgermasse eines Schwingungstilgers ein als Verliersicherung dienendes und an der Basis des Schwingungstilgers gesichertes hutförmiges Profil anzuordnen. Dabei verläuft eine Anbindungsfläche einer Elastomerfeder für die Tilgermasse an der Basis parallel zu einer Ankoppelfläche der Basis an eine zu dämpfende Struktur, und Durchgangsbohrungen durch die Basis zum Befestigen an der zu dämpfenden Struktur verlaufen senkrecht dazu.

Aus der DE 90 03 365 U1 ist ein Schwingungstilger zum Anordnen im Handgriff eines Elektrogeräts bekannt.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen passiven Schwingungstilger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, der von seiner Grundkonstruktion her besonders einfach die Bereitstellung einer zuverlässigen Verliersicherung auch für mehrere Tilgermassen ermöglicht.

LÖSUNG

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Erfindung durch einen passiven Schwingungstilger mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des neuen passiven Schwingungstilgers sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Bei dem neuen passiven Schwingungstilger erstreckt sich die Basis in Form mindestens eines Auslegers auf einer deren Seiten längs der Elastomerfeder und der daran angebundenen Tilgermasse bis hinter das Ende der Tilgermasse, das der genannten Anbindungsfläche der Basis abgekehrt ist. Auf diese Weise verhindert die Basis ein Entfernen der Tilgermasse in der Richtung, die von der Anbindungsfläche der Basis für die Elastomerfeder, an welche die Tilgermasse angebunden ist, weg zeigt, und in der Richtung, in der sich der Ausleger längs der Tilgermasse erstreckt. Hierdurch allein wird zwar keine vollständige Verliersicherung bereitgestellt, eine solche vollständige Verliersicherung ergibt sich aber, wie die weitere Beschreibung der vorliegenden Erfindung zeigen wird, durch eine Ergänzung des neuen Schwingungstilgers mit einfachen zusätzlichen Elementen, die in demselben Schritt an der Basis befestigt werden können, in dem die Basis an die zu dämpfende Struktur angekoppelt wird.

Die Ankoppelfläche zum starren Ankoppeln der Basis an die zu dämpfende Struktur verläuft bei dem neuen Schwingungstilger senkrecht zu der Anbindungsfläche. Zum Befestigen der Basis an der zu dämpfenden Struktur kann die Basis eine senkrecht zu der Ankoppelfläche und damit wieder parallel zu der Anbindungsfläche verlaufende Durchgangsbohrung aufweisen. Dabei ist mit dem Begriff Durchgangsbohrung hier nur eine zylindrische oder auch andersartige Ausnehmung gemeint, die von einer Seite der Basis bis auf deren andere Seite reicht. Diese Ausnehmung muss nicht durch Bohren hergestellt sein.

Die Formstabilität der Basis kann in Bezug auf deren längs der Elastomerfeder und der Tilgermasse verlaufenden Ausleger deutlich erhöht werden, wenn sich die Basis in Form zweier Ausleger auf wie enander geenüberliegenden Seiten längs der Elastomerfeder und der an diese angebundene Tilgermasse erstreckt, so dass die beiden Ausleger einen geschlossenen Ring um die Tilgermasse ausbildet. Dieser Ring sichert zudem die Tilgermasse gegen ein Verlieren in jeder Richtung der durch den Ring definierten Ebene.

Die Ausleger der Basis bis hinter das andere Enden der Tilgermasse erlaubt es, die Tilgermasse auch mit ihrem anderen Ende über eine weitere Elastomerfeder an die Basis anzubinden. Hierdurch kann die Tilgereigenfrequenz der Tilgermasse gezielt beeinflusst werden. Durch eine beidseitige Anbindung der Tilgermassen an beiden Enden wird auch ihre Querbewegung begrenzt, so dass ein Anschlagen der Tilgermasse an die Ausleger der Basis vermieden wird.

Wenn ein solches Anschlagen bei der gewünschten Eigenfrequenz der Tilgermasse nicht grundsätzlich vermeidbar ist, können seitliche Anschlagpuffer aus Elastomerwerkstoff zwischen der Tilgermasse und der Basis vorgesehen sein. Diese Anschlagpuffer können an der Tilgermasse und/oder an der Basis ausgebildet, d. h. an diese anvulkanisiert sein.

Die gesamte Basis des neuen Schwingungstilgers einschließlich der Ausleger und einer etwaigen Durchgangsbohrung zur Befestigung an der zu dämpfenden Struktur kann ein abgelängter Abschnitt eines Profils sein. D. h., die Basis wird vollständig dadurch ausgebildet, dass ein Abschnitt von einem solchen Profil abgelängt wird.

Insbesondere kann die Basis ein angelängter Abschnitt eines Leichmetallstrangpressprofils sein, das zu vergleichsweise günstigen Herstellkosten mit gleichzeitig großer Variabilität in Bezug auf die Profilgestaltung verfügbar ist.

Auch die Tilgermasse des neuen Schwingungstilgers kann durch einfaches Ablängen eines Stangenmaterials bereitgestellt werden. Sie muss beispielsweise nicht aus einem drehbaren Stahl hergestellt werden, um irgendwelche zentralen Ausnehmungen ausbilden zu können. Bei dem neuen Schwingungstilger ist die Tilgermasse im Querschnitt üblicherweise auch nicht zylindrisch sondern rechteckig, um den Freiraum gegenüber den Auslegern der Basis voll auszunutzen.

Dennoch kann die Tilgermassen des neuen Schwingungstilgers auch mit einer Querbohrung versehen sein, wobei "Querbohrung" einen Verlauf quer zu der Richtung zwischen den beiden Enden der jeweiligen Tilgermasse bedeutet.

Durch eine solche Querbohrung kann sich eine an der Basis gesicherte Schlaufe aus verformbarem Band erstrecken, um eine Verliersicherung für die Tilgermasse auszubilden. Eine Sicherung der Schlaufe an der Basis ergibt sich beispielsweise automatisch dann, wenn sich die Basis ringförmig um die Tilgermassen erstreckt und die Schlaufe durch die Bohrungen der Tilgermassen in diesen Ring der Basis eingreift.

Besonders bevorzugt ist es bei dem neuen passiven Schwingungstilger jedoch, wenn die Verliersicherung durch ein sich auf mindestens einer freien Seite längs der Tilgermassen erstreckendes Abschirm- und/oder Abfangblech ausgebildet wird. Ein solches Abschirm- oder Abfangblech oder auch eine Mehrzahl solcher Bleche bildet dann zusammen mit der Basis einen geschlossenen Käfig für die Tilgermasse aus. Ein Abschirmblech kann zudem die Funktion haben, eine thermische Belastung des Elastomerwerkstoffs von Seiten der zu dämpfenden Struktur zu begrenzen.

Eine Möglichkeit, ein Abschirm- bzw. Abfangblech, das eine zuverlässige Verliersicherung zusammen mit der Basis ausbildet, bereitzustellen, besteht darin, die Basis mit den daran angebundenen Tilgermassen in einem Rohrabschnitt anzuordnen. In Richtung der offenen Rohrenden werden die Tilgermassen dabei von den Auslegern der Basis gesichert.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen des neuen Schwingungstilgers weist die Basis zwei Anbindungsflächen auf, wobei an jede der beiden Anbindungsflächen eine Elastomerfeder und an jede der beiden Elastomerfedern eine Tigermasse mit ihrem einen Ende angebunden ist und wobei sich die Basis in Form von Auslegern auf jeweils mindestens einer deren Seiten längs jeder der beiden Elastomerfedern und der daran angebundenen Tilgermassen bis hinter die Enden der Tilgermassen, die den genannten Anbindungsflächen der Basis abgekehrt sind, erstreckt. Die Basis stellt dabei für beide Tilgermassen die Grundstruktur einer Verliersicherung bereit.

Wie bereits eingangs angesprochen wurde, sind mehrere Tilgermassen bei dem neuen Schwingungstilger in aller Regel auf unterschiedliche Tilgereigenfrequenzen abgestimmt. Hierzu können die beiden Tilgermassen unterschiedlich schwer sein. Dies kann bei gleichen äußeren Abmessungen durch unterschiedliche Materialien der Tilgermassen oder auch durch unterschiedlich große Ausnehmungen, wie beispielsweise die schon genannten Bohrungen, in beiden Tilgermassen realisiert werden. Die beiden Tilgermassen können auch unterschiedlich lang sein, wodurch sich unterschiedliche Trägheitsmomente um die Elastomerfeder oder bei beidseitiger Anbindung der Tilgermassen über Elastomerfedern an die Basis auch unterschiedlich langer Elastomerfedern ergeben. Auch alle anderen dem Fachmann bekannten Möglichkeiten zur unterschiedlichen Abstimmung von Tilgereigenfrequenzen der Tilgermassen eines Schwingungstilgers mit mehreren Tilgermassen können hier angewandt werden. Hierzu zählen u. a. unterschiedliche Elastomerwerkstoffe der einzelnen Elastomerfedern.

Die Basis selbst kann auch bei stark unterschiedlicher Abstimmung der Tilgereigenfrequenzen der beiden Schwingungstilger spiegelsymmetrisch zu einer zwischen den beiden Anbindungsflächen hindurch verlaufende Symmetrieebene ausgebildet sein. So kann insbesondere eine Basis in Kombination mit unterschiedlichen Tilgermassen und/oder Elastomerfedern zur Ausbildung unterschiedlicher passiver Schwingungstilger verwendet werden, deren Tilgermassen nicht nur auf unterschiedliche, sondern auch auf unterschiedlich weit voneinander entfernte Tilgereigenfrequenzen abstimmbar sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung 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. 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.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
1 zeigt eine erste Ausführungsform des neuen passiven Schwingungstilgers mit zwei Tilgermassen in einem Querschnitt parallel zu der Haupterstreckungsebene des Schwingungstilgers.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schwingungstilgers in der Ausführungsform gemäß 1.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform des neuen passiven Schwingungstilgers mit zwei Tilgermassen in einer 1 entsprechenden Querschnittsansicht.
4 zeigt den Schwingungstilger in der Ausführungsform gemäß 3 in einer 2 entsprechenden perspektivischen Ansicht.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform des neuen passiven Schwingungstilgers mit zwei Tilgermassen in einer Außenansicht mit Blickrichtung auf seine Haupterstreckungsebene.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform des neuen passiven Schwingungstilgers mit zwei Tilgermassen in derselben Blickrichtung wie in 5.
7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform des neuen passiven Schwingungstilgers mit zwei Tilgermassen in derselben Blickrichtung wie in 5 und 6.
8 zeigt den neuen passiven Schwingungstilger in der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 oder 3 und 4 im zusammen mit Abschirm- und Abfangblechen an eine zu dämpfende Struktur angebauten Zustand in einer Seitenansicht.
9 zeigt den neuen passiven Schwingungstilger in der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 oder 3 und 4 oder 5 im Zusammen mit einem Blechformkörper an eine zu dämpfende Struktur angebauten Zustand in einer Längsansicht; und
10 zeigt den neuen passiven Schwingungstilger in der Ausführungsform gemäß 1 und 2 oder 3 und 4 oder 5 oder 6 im innerhalb eines Rohrabschnitts an eine zu dämpfende Struktur angebauten Zustand in einer Längsansicht.
11 zeigt eine der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 verwandte Ausführungsform des neuen passiven Schwingungstilgers mit nur einer Tilgermasse, in einer Außenansicht mit Blickrichtung auf die Haupterstreckungsebene des Schwingungstilgers.
12 zeigt eine weitere Ausführungsform des neuen passiven Schwingungstilgers mit einer Tilgermasse ebenfalls in einer Außenansicht mit Blickrichtung auf seine Haupterstreckungsebene; und
13 zeigt eine der Ausführungsform gemäß 12 verwandte Ausführungsform des neuen passiven Schwingungstilgers wieder mit zwei Tilgermassen erneut in einer Außenansicht mit Blickrichtung auf die Haupterstreckungsebene des Schwingungstilgers.
FIGURENBESCHREIBUNG
Der in den 1 und 2 in zwei Ansichten dargestellte Schwingungstilger 1 weist eine starre Basis 2 auf. Die starre Basis 2 ist ein abgelängter Abschnitt 3 eines Leichtmetallstrangpressprofils 4 aus einer Aluminiumlegierung. An der Basis 2 ist eine Ankoppelfläche 5 ausgebildet, über die die Basis 4 beim Einsatz des Schwingungstilgers 1 starr an einer zu dämpfenden Struktur angekoppelt wird. Für die Befestigung des Schwingungstilgers 1 ist eine Durchgangsbohrung 6 vorgesehen, die senkrecht in die Ankoppelfläche 5 einmündet und den Durchtritt einer sich mit ihrem Kopf an der Basis 1 abstützenden und mit ihrem Gewinde in die zu dämpfende Struktur eingreifenden Befestigungsschraube erlaubt. Die Durchgangsbohrung 6 ist keine Bohrung im engeren Sinne, d. h. nicht durch Bohren eingebracht, sondern direkt beim Herstellen des Leichtmetallstrangpressprofils 4 ausgespart worden. Parallel zu der Durchgangsbohrung 6 und parallel zueinander erstrecken sich zwei Anbindungsflächen 7, die zur Anbindung je einer Elastomerfeder 8 vorgesehen sind. An jede der Elastomerfedern 8 ist ein Ende 9 einer Tilgermasse 10 angebunden, die so über die Elastomerfeder 8 elastisch an die Basis 2 angekoppelt ist. Jede der Tilgermassen 10 dient dazu, der zu dämpfenden Struktur, an die die Basis 2 starr angekoppelt wird, Schwingungsenergie zu entziehen, die in der Elastomerfeder 8 dissipiert wird. Wirksam ist dieser Entzug von Schwingungsenergie dann, wenn die Tilgereigenfrequenz der jeweiligen Tilgermasse 10 auf die Frequenz der Schwingungen der zu dämpfenden Struktur abgestimmt ist. Die bei dem Schwingungstilger 1 vorhandenen zwei Tilgermassen 10 ermöglichen es, den Schwingungstilger 1 auf zwei unterschiedliche Tilgereigenfrequenzen abzustimmen, so dass er für Schwingungen der zu dämpfenden Struktur bei zwei unterschiedlichen Frequenzen wirksam ist. Diese unterschiedliche Abstimmung kann durch unterschiedliche Ausbildung der Elastomerfedern 8, beispielsweise durch Verwendung unterschiedlicher Elastomerwerkstoffe 11, oder durch unterschiedliche Gewichte der Tilgermassen 10 realisiert werden. Andere Möglichkeiten wurden bereits in der allgemeinen Beschreibung der Erfindung angesprochen. In der Ausführungsform des Schwingungstilgers 1, der in den 1 und 2 wiedergegeben ist, weist die Basis 2 Ausleger 12 auf, die sich auf beiden Seiten der Tilgermassen 10 bis hinter deren hintere Enden 13 erstrecken und dort ineinander übergehen, so dass jede der Tilgermassen 10 in der Haupterstreckungsebene gemäß 1 ringförmig von der Basis 2 umschlossen wird. Auf diese Weise wird ein Entfernen der Tilgermassen 10 von der Basis 2 in allen in dieser Haupterstreckungsebene verlaufenden Richtungen durch die Ausleger 12 der Basis 2 verhindert. Die Tilgermassen 10 selbst sind hier abgelängte Abschnitte 14 eines Stangenmaterials 15 von rechteckigem Querschnitt. Der Elastomerwerkstoff 11 der Elastomerfedern 8 erstreckt sich allseitig um die Tilgermassen 10, um einen Korrosionsschutzüberzug auszubilden. Er bedeckt auch den Innenumfang 16 der Ausleger 12. Auf diese Weise sind seitliche Anschlagpuffer 17 für die Tilgermassen 10 an den Auslegern 12 der Basis 2 ausgebildet, die ein hartes Anschlagen der Tilgermassen 10 an die Basis 2 verhindern. Der Aufbau der Basis 2 ist spiegelsymmetrisch zu einer in 1 eingezeichneten und dort senkrecht zu der Zeichenebene verlaufende Symmetrieebene 18. Die Basis 2 ist jedoch nicht rotationssymmetrisch zu der dort ebenfalls eingezeichneten Achse 19. Dennoch können beide Tilgermassen 10 so an die Basis 2 angekoppelt sein, dass sie dieselben Tilgereigenfrequenzen für Schwingungen in der Zeichenebene gemäß 1 und senkrecht dazu aufweisen.
Die Ausführungsform des Schwingungstilgers 1 gemäß den 3 und 4 unterscheidet sich von derjenigen gemäß den 1 und 2 dadurch, dass die Tilgermassen 10 auch an ihrem hinteren Ende 13 über je eine Elastomerfeder 20 an Anbindungsflächen 21 der Basis 2 angekoppelt sind. Hierdurch wird die Bewegungsrichtung der Tilgermassen 10 von einer Kippbewegung um die Elastomerfedern 8 auf eine Parallelbewegung zu den Auslegern 12 verschoben. Ohne Änderungen der Elastomerfedern 8 geht hiermit natürlich eine erhebliche Erhöhung der Tilgereigenfrequenzen beider Tilgermassen 10 einher.
Die 5 und 6 skizzieren zwei Ausführungsbeispiele des Schwingungstilgers 1, bei denen die Basis 2 mit den Auslegern 12 die Tilgermassen 10 jeweils nicht ringförmig in der Haupterstreckungsebene der Basis 2 umschließt. Vielmehr sind Ausleger 12 vorgesehen, die sich jeweils nur auf einer Seite längs der Tilgermassen 10 bis hinter deren Enden 13 erstrecken. Jeder dieser Ausleger 12 ist im Wesentlichen L-förmig. Bei der Ausführungsform gemäß 5 erstrecken sich beide Ausleger 12 auf der hier oberen Seite der Tilgermassen 10. Bei der Ausführungsform gemäß 6 erstrecken sich die beiden Ausleger 12 auf unterschiedlichen Seiten längs der Tilgermassen 10 bis hinter deren Enden 13. Zudem ist 6 zu entnehmen, dass die Basis 2 auch in Bezug auf die Länge der Ausleger 12 nicht symmetrisch zu der Symmetrieachse 18 sein muss. So erstreckt sich die Basis 2 hier nach rechts in Anpassung an eine dort kleinere Tilgermasse 10 weniger weit als nach links.
Der in 7 wiedergegebene Schwingungstilger 1 weist auf der hier links wiedergegebenen Seite eine von den Auslegern 12 der Basis 2 in der Zeichenebene ringförmig umschlossene Tilgermasse 10 auf, die nur an ihrem Ende 9 über eine Elastomerfeder 8 an die Basis 2 angekoppelt ist. Auf der hier linken Seite erstreckt sich nur ein Ausleger 12 auf einer Seite längs der Tilgermasse 10 bis hinter deren Ende 9. Hier ist eine weitere Elastomerfeder 20 vorgesehen, über die die Tilgermasse 10 an eine weitere Anbindungsfläche 21 der Basis 2 angebunden ist. Beide Tilgermassen 10 weisen überdies je eine Querbohrung 22 auf, durch die sich eine Schlaufe 23 aus verformbarem Band 24 erstreckt. Dadurch dass die Schlaufe 23 in den auf der rechten Seite der Basis 2 aus den Auslegern 12 gebildeten Ring greift, stellt sie eine Verliersicherung für beide Tilgermassen 10 gegenüber der Basis 2 dar, selbst wenn diese nicht mehr von den Elastomerfedern 8 und 20 gehalten werden.
8 zeigt die Einbausituation eines Schwingungstilgers 1 gemäß den 1 und 2 oder 3 und 4. Über eine Befestigungsschraube 25 ist der Schwingungstilger 1 an eine Konsole 26 angeschraubt, die an der zu dämpfenden Struktur 27 vorgesehen ist. Dabei sind zwischen der Konsole 26 und dem Schwingungstilger 1 ein Abschirmblech 28 und zwischen dem Schwingungstilger 1 und dem Kopf 29 der Befestigungsschraube 25 ein Abfangblech 30 eingeklemmt. Das Abschirmblech 28 hat die Funktion, Wärmestrahlung von der zu dämpfenden Struktur 27, beispielsweise einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, von den Elastomerfedern 8 und 20 bzw. insgesamt von dem Elastomerwerkstoff 11 fernzuhalten. Zudem bildet das Abschirmblech 28 auch einen Schutz vor dem Austreten der Tilgermassen 10 zwischen der Basis 2 und der Struktur 27 aus, wenn die Elastomerfedern 8 und 20 ausfallen sollten.
Nach außen (hier oben) wird ein Austreten der Tilgermassen durch das Abfangblech 30 verhindert. Dieses Abfangblech 30 ist dann als Verliersicherung ausreichend, d. h. es wird kein zusätzliches Abschirmblech 28 benötigt, wenn der Abstand zwischen der Struktur 27 und der Basis 2 hinreichend klein ist (und keine thermischen Belastungen des Schwingungstilgers 1 zu befürchten sind).
9 skizziert ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Abschirmblech 28 und das Abfangblech 30 von einem einteiligen Blechformkörper 31 ausgebildet werden. Der Blechformkörper 31 verhindert im Falle der Zerstörung der Elastomerfedern 8 und 20 auch ein seitliches Austreten der Tilgermassen 10 aus der Basis 2. So bildet der Blechformkörper 31 auch eine vollständige Verliersicherung für den Schwingungstilger 1 gemäß 5 aus.
10 zeigt den Fall, dass der Schwingungstilger 1 in einem Blechformkörper 31 angeordnet ist, der aus einem Rohrabschnitt 32 geformt ist. Der Blechformkörper 31 erstreckt sich so in der Zeichenebene 10 allseitig um die Basis 2 und verhindert in all deren Richtungen eine Entfernung der Tilgermassen 10 von der Basis 2 selbst bei einem Totalausfall der Elastomerfedern 8 und 20. So wird auch für den Schwingungstilger 1 gemäß 6 eine vollständige Verliersicherung in Bezug auf die Tilgermassen 10 ausgebildet. Die Verliersicherung in der Blickrichtung der 9 und 10 wird jeweils durch die dort hinter die Tilgermassen 10 greifenden Ausleger 12 der Basis 2 gewährleistet.
11 zeigt eine Ausführungsform des Schwingungstilgers 1, die derjenigen gemäß den 1 und 2 entspricht, außer dass hier nur eine Tilgermasse 10 vorgesehen ist, die in der wiedergegebenen Haupterstreckungsebene von zwei Auslegern 12 ringförmig umschlossen wird. Außerdem sind die Anschlagpuffer 17 an dem Innenumfang 16 der Ausleger 12 punktuell auf Höhe des der Anbindungsfläche 7 abgekehrten Endes 13 der Tilgermasse 10 vorgesehen. Eine vollständige Verliersicherung für die Tilgermasse 10 des Schwingungstilgers 1 gemäß 11 kann grundsätzlich genauso ausgebildet werden, wie anhand der vorangegangenen 8 bis 10 erläutert wurde.
Die Ausführungsform des Schwingungstilgers 1 gemäß 12 weist gegenüber der Ausführungsform gemäß 11 folgende Unterschiede auf: Statt einer Durchgangsbohrung sind zwei Durchgangsbohrungen 6 für jeweils eine Befestigungsschraube zur Befestigung der Basis 2 an der zu dämpfenden Struktur vorgesehen. Hierdurch können seitliche Kräfte um die Achse der Durchgangsbohrungen auch ohne eine wechselseitige Führung zwischen der Basis 2 und der zu dämpfenden Struktur leicht aufgenommen werden. Weiterhin sind die Elastomerfedern 8 und 20, die hier an beiden Enden 9 und 13 der Tilgermasse 10 vorgesehen sind, jeweils in zwei Teilfedern 33 bzw. 34 aufgeteilt. Jede der Teilfedern 33 bzw. 34 verbindet eine Kante der quaderförmigen Tilgermasse 10 mit einer Ecke des freien Querschnitts der Basis 2. bei dieser Anordnung der Elastomerfedern 8 und 20 besteht keinerlei Gefahr eines Anschlags der Tilgermasse 10 an die Ausleger 12 der Basis 2, so dass hier entsprechend auch keine zusätzlichen Anschlagpuffer vorgesehen sind.
Die Ausführungsform des Schwingungstilgers 1 gemäß 13 weist im Gegensatz zu derjenigen gemäß 12 wieder zwei Tilgermassen 10 auf, wobei die Basis 2 spiegelsymmetrisch zu der Symmetrieebene 18 durch die Durchgangsbohrungen 6 ausgebildet ist. Zusätzlich sind hier beide Tilgermassen 10 jeweils würfelförmig ausgebildet, so dass sie in der Ansicht der 13 quadratisch erscheinen. Dabei ist die hier links wiedergegebene Tilgermasse 10 kleiner als die hier rechts wiedergegebene Tilgermasse 10. Die dadurch bei gleicher Dichte der Tilgermassen 10 tendenziell höhere Tilgereigenfrequenz der linken Tilgermasse 10 wird aber durch die längeren und damit weicheren Elastomerfedern 8 und 20 bzw. die längeren Teilfedern 33 und 34 kompensiert, sofern die Elastomerfedern 8 und 20 hier nicht massiver oder aus einem härteren Elastomerwerkstoff 11 ausgebildet sind als bei der rechten Tilgermasse 10. Die linke Tilgermasse 10 kann aber aufgrund einer höheren Dichte auch schwerer sein als die grundsätzlich größere rechte Tilgermasse 10 und dadurch in Verbindung mit den längeren Teilfedern 33 und 34 gezielt auf eine niedrigere Tilgereigenfrequenz abgestimmt sein als die rechte Tilgermasse 10.

1: Schwingungstilger
2: Basis
3: Abschnitt
4: Leichtmetallstrangpressprofil
5: Anlagefläche
6: Durchgangsbohrung
7: Anbindungsfläche
8: Elastomerfeder
9: Ende
10: Tilgermasse
11: Elastomerwerkstoff
12: Ausleger
13: Ende
14: Abschnitt
15: Stangenmaterial
16: Innenumfang
17: Anschlagpuffer
18: Symmetrieebene
19: Achse
20: Elastomerfeder
21: Anbindungsfläche
22: Querbohrung
23: Schlaufe
24: Band
25: Befestigungsschraube
26: Konsole
27: Struktur
28: Abschirmblech
29: Kopf
30: Abfangblech
31: Blechformkörper
32: Rohrabschnitt
33: Teilfeder
34: Teilfeder

Claims

Passiver Schwingungstilger mit einer starren Basis, die eine Ankoppelfläche zum starren Ankoppeln der Basis an eine zu dämpfende Struktur und mindestens eine Anbindungsfläche aufweist, mit einer an die Anbindungsfläche der Basis angebundenen Elastomerfeder und mit einer Tilgermasse, die mit ihrem einen Ende an die Elastomerfeder angebunden ist, wobei sich die Basis in Form mindestens eines Auslegers auf einer deren Seiten längs der Elastomerfeder und der daran angebundenen Tilgermasse bis hinter das Ende der Tilgermasse erstreckt, das der genannten Anbindungsfläche der Basis abgekehrt ist, und wobei die Anbindungsfläche senkrecht zu der Ankoppelfläche verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankoppelfläche (5) parallel zu einer Hauptersteckungsebene des Schwingungstilgers (1) verläuft, in der sich der Ausleger (12) längs der Elastomerfeder (8) und der daran angebundenen Tilgermasse (10) erstreckt.
Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (2) eine senkrecht zu der Ankoppelfläche (5) und parallel zu den Anbindungsflächen (7) verlaufenden Durchgangsbohrung (6) aufweist.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Basis (2) in Form zweier Ausleger (12) auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten längs der Elastomerfeder (8) und der an diese angebundenen Tilgermasse (10) erstreckt, so dass die beiden Ausleger (12) einen geschlossenen Ring um die Tilgermasse (10) ausbilden.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (10) auch mit ihrem anderen Ende (13) über eine weitere Elastomerfeder (20) an die Basis (2) angebunden ist.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass seitliche Anschlagpuffer (17) aus Elastomerwerkstoff (11) zwischen der Tilgermasse (10) und der Basis (2) vorgesehen sind.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (2) ein abgelängter Abschnitt (3) eines Profils ist.
Schwingungstilger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (2) ein abgelängter Abschnitt (3) eines Leichtmetallstrangpressprofils (4) ist.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (10) ein abgelängter Abschnitt (14) eines Stangenmaterials (15) ist.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermasse (10) eine durchgehende Querbohrung (22) aufweist.
Schwingungstilger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch die Querbohrung (22) eine an der Basis (2) gesicherte Schlaufe (23) aus verformbarem Band (24) erstreckt.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschirmblech (28) und/oder ein Abfangblech (30) vorgesehen ist, das sich auf mindestens einer freien Seite längs der Tilgermasse (10) erstreckt.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (2) mit der daran angebundenen Tilgermasse (10) in einem Rohrabschnitt (21) angeordnet ist.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (2) zwei Anbindungsflächen (7) aufweist, wobei an jede der beiden Anbindungsflächen (7) eine Elastomerfeder (8) und an jede der beiden Elastomerfedern (8) eine Tigermasse (10) mit ihrem einen Ende angebunden ist und wobei sich die Basis (2) in Form von Auslegern (12) auf jeweils mindestens einer deren Seiten längs jeder der beiden Elastomerfedern (8) und der daran angebundenen Tilgermassen (10) bis hinter die Enden (13) der Tilgermassen (10), die den genannten Anbindungsflächen (7) der Basis (2) abgekehrt sind, erstreckt.
Schwingungstilger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsflächen (7) in einander entgegen gesetzte Richtungen weisen.
Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Tilgermassen (10) unterschiedlich schwer sind und/oder unterschiedlich lang sind.
Schwingungstilger nach einem der Patentansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (2) spiegelsymmetrisch zu einer zwischen den Anbindungsflächen (7) hindurch verlaufenden Symmetrieebene (18) ausgebildet ist.