DE102005033528B3

DE102005033528B3 - Schaltbarer Tilger

Info

Publication number: DE102005033528B3
Application number: DE200510033528
Authority: DE
Inventors: Hans-Gerd Dr. Eckel; Friedrich Back; Bernhard Röhrig; Markus Leibach
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Vibracoustic SE
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2025-07-15

Abstract

Ein Tilger, umfassend ein erstes und ein zweites Auflager (1, 2), welche mittels einer Federung (3) federnd und relativ beweglich zueinander angeordnet sind, wobei die Federung (3) mindestens zwei miteinander wirkverbindbare Federanordnungen (4, 5, 11) umfasst und wobei zumindest das erste Auflager (1) einer Tilgermasse (6) zuordenbar ist, ist im Hinblick auf die Aufgabe, eine problemlose Anpassung an verschiedene Anwendungszwecke zu gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Herstellung oder Trennung der Wirkverbindung der Federanordnungen (4, 5, 11) vorgesehen sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Tilger, umfassend ein erstes und ein zweites Auflager, welche mittels einer Federung federnd und relativ beweglich zueinander angeordnet sind, wobei die Federung mindestens zwei miteinander wirkverbindbare Federanordnungen umfasst, wobei zumindest das erste Auflager einer Tilgermasse zuordenbar ist und wobei Mittel zur Herstellung oder Trennung der Wirkverbindung der Federanordnungen vorgesehen sind.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Tilger zeigen eine Eigenfrequenz, welche im Wesentlichen durch Tilgermassen, Steifigkeit und die Dämpfung von Lagerelementen bestimmt wird. Bei Systemen mit mehreren Eigenfrequenzen können zur Reduktion störender Schwingungen mehrere Tilger eingesetzt werden. Bei relativ nahe zusammen liegenden Eigenfrequenzen können zwei Tilger oder in einer Kompromissabstimmung auch ein einziger Tilger verwendet werden, um störende Schwingungen zu reduzieren. Wenn zwei Eigenfrequenzen nur bei unterschiedlichen Systemkonfigurationen, d. h. nicht gleichzeitig, auftreten können, ist ein in der Eigenfrequenz veränderlicher schaltbarer Tilger einsetzbar. Zur Veränderung dessen Eigenfrequenz kann die Tilgermasse variiert werden. Die schnelle Veränderung einer Tilgermasse ist jedoch sehr aufwändig.

Ganz konkret stellt sich dieses Problem bei der Reduktion der Amplituden der Torsionseigenfrequenzen einer Cabriolet-Karosserie. Cabrios besitzen bei geschlossenem Verdeck eine höhere Torsionseigenfrequenz als bei offenem Verdeck. Die Torsionseigenfrequenzen eines Cabrios sind darüber hinaus generell niedriger als die von Fahrzeugen mit festem Dach. Dies führt zu verschiedenen Schwingungsproblemen. Dabei ist insbesondere eine extreme Schwingungsamplitude am zentralen Rückspiegel zu nennen.

Tilger in Cabrios gehören seit langer Zeit zum Stand der Technik. Nachteil dieser Tilger ist jedoch deren eingeschränkte Funktion, da die Abstimmung der Tilger auf beide Fälle, nämlich offenes und geschlossenes Verdeck, nicht in ausreichendem Maße erfolgen kann.

Aus der DE 40 30 990 A1 ist ein Tilger bekannt, welcher eine Tilgermasse aufweist, die durch zwei Federn gehalten ist. Diese Tilgermasse ist als zylindrischer Körper ausgebildet, an dessen Stirnseiten die Federn angeordnet sind. Des Weiteren ist aus der DE 31 25 830 C1 ein Tilger bekannt, welcher durch Federn gelagert ist, die in speziell ausgeformten Halterungen festgelegt sind. Die geometrische Ausbildung der Halterungen nimmt Einfluss auf die Federkennung.

Aus der DE 199 39 049 A1 ist ein gattungsbildender Tilger bekannt. Die Dämpfungscharakteristik des Tilgers wird durch die Dimensionierung und werkstofftechnischen Parameter der Federanordnungen sowie der Dimensionierung der Tilgermasse festgelegt.

Die DE 40 37 786 C2 offenbart einen Tilger, welcher in einem Käfig als Federung zwei vorgespannte Federanordnungen aufweist, die einen Hebel zwischen sich aufnehmen. Bei schwingender Bewegung des Käfigs um dessen Ruhelage wirken beide vorgespannten Federanordnungen zusammen, da der Hebel mit diesen dauerhaft in Verbindung steht.

Die DE 43 28 667 C1 offenbart einen Tilger, welcher eine Federung mit einer Federanordnung, nämlich einem gummielastischen Element, aufweist. In dieses ist zur einfachen Befestigung mit einer Trägheitsmasse ein Klemmelement eingebettet.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Tilgern ist nachteilig, dass deren Federkennungen durch permanente bauliche Gegebenheiten festgelegt sind. Insoweit ist ein variabler Einsatz nicht möglich.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Tilger der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine problemlose Anpassung an verschiedene Anwendungszwecke gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch einen Tilger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist ein Tilger dadurch gekennzeichnet, dass zur flexiblen Veränderung der Federkennung der Federung mehrere Federanordnungen sowohl zusammenwirkend als auch allein wirkend schaltbar sind.

In erfindungsgemäßer Weise ist in einem ersten Schritt erkannt worden, dass die gattungsbildenden Tilger im Hinblick auf deren praktische Verwendung erhebliche Nachteile aufweisen. In einem zweiten Schritt ist erkannt worden, dass dies mit deren starrer und festgelegter Federkennung einhergeht. In einem dritten Schritt ist schließlich erkannt worden, dass dieser Nachteil auf raffinierte Weise dadurch überkommen werden kann, dass mehrere Federanordnungen zusammen wirkend oder allein wirkend ausgestaltbar sind. Schließlich ist erkannt worden, dass eine Anpassung eines Tilgers an seinen jeweiligen Verwendungszweck dadurch flexibel anpassbar ist, dass Mittel zur Herstellung oder Trennung der Wirkverbindung zwischen den Federanordnungen vorgesehen sind.

Folglich ist ein Tilger angegeben, der die eingangs genannte Aufgabe löst.

Die Mittel könnten einen Seilzug oder Bowdenzug umfassen. Diese konkrete Ausgestaltung stellt sicher, dass der Tilger durch einen von ihm beabstandeten Aktor bedienbar ist. Insoweit sind aufwendige Vorkehrungen direkt am Tilger nicht notwendig. Die Vorkehrung eines Seilzugs oder eines Bowdenzugs ist des Weiteren von Vorteil, da diese Mittel mechanisch ausgebildet sind und aufgrund ihres einfachen Aufbaus nahezu keinen Störungen unterworfen sind. Vor diesem Hintergrund ist auch denkbar, elektromagnetische Aktoren, hydraulische oder pneumatische Aktoren zu verwenden. Vorteilhaft können solche Aktoren dann eingesetzt werden, wenn in der Nähe des schaltbaren Tilgers eine Energiequelle vorhanden ist. Als Energiequelle für einen pneumatischen Aktor könnte die Luftfederung, für einen hydraulischen Aktor die Servolenkung eines Kraftfahrzeugs dienen.

Die Federanordnungen könnten Elastomerschubfedern umfassen. Elastomerschubfedern sind besonders stabil und können durch geeignete Materialwahl im Hinblick auf ihre Steifigkeit leicht eingestellt werden.

Durch die Herstellung der Wirkverbindung zwischen den Federanordnungen könnte eine Reihenschaltung realisierbar sein. Durch eine Reihenschaltung ist es möglich, die Steifigkeit eines Tilgers zu erniedrigen. Hierdurch ist ein weicher Tilger darstellbar.

Bei Verwendung des Tilgers in einem Cabrio könnte der Seilzug oder Bowdenzug direkt mit dem Aktor verbunden werden, welcher für das Öffnen oder Schließen des Cabrioverdecks vorgesehen ist. Des Weiteren ist denkbar, den Seilzug oder Bowdenzug an einer relativ zum Chassis bewegte Stelle des Verdecks anzuschließen. Das Öffnen oder Schließen des Verdecks stellt insoweit ein Signal für die Veränderung der Tilgerfrequenz dar. Dieses kann direkt mechanisch übertragen werden, ohne komplexe Sensoren vorzusehen.

Die Mittel könnten eine Klaue umfassen. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass die Klaue zwei halbkreisförmig gebogene, schwenkbare Schenkel umfasst. Die Vorkehrung einer Klaue hat den Vorteil, dass durch die Bedienung der Mittel mittels eines Seilzugs ein schwingungsaktives Element wirksam umgriffen werden kann. Hierbei ist insbesondere vorteilhaft, dass eine Klaue, welche halbkreisförmig gebogene Schenkel aufweist, einen zylindrischen Körper fest umgreifen und festlegen kann.

Die Schenkel könnten entweder mit dem ersten oder mit dem zweiten Auflager fest verbunden sein. Ganz in Abhängigkeit davon, mit welchem Auflager die Schenkel der Klaue schwenkbar verbunden sind, ist es möglich, ausschließlich eine der Federanordnungen wirken zu lassen. Dabei ist frei wählbar, welche der beiden Federanordnungen ihre Funktion entfalten kann.

Die Klaue könnte durch einen Seilzug oder Bowdenzug bedienbar sein. Hierdurch ist eine besonders einfache mechanische Betätigung der Klaue realisierbar.

Das erste Auflager könnte als erste zylindrische Hülse ausgebildet sein. Diese konkrete Ausgestaltung erlaubt es, diese in eine hohlzylindrische Tilgermasse einzufügen.

Die erste Hülse könnte das zweite Auflager konzentrisch umgeben. Diese konkrete Ausgestaltung ist von Vorteil, wenn man die Federelemente radial anordnen will. Die radiale Anordnung der Federelemente erlaubt eine gleichmäßige Dämpfung in allen Richtungen.

Das zweite Auflager könnte als Nabe ausgebildet sein. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, die Nabe stiftförmig oder stabförmig auszugestalten. Diese konkrete Ausgestaltung erlaubt es, die Nabe problemlos in Ausnehmungen einzufügen und darin festzulegen.

Das zweite Auflager könnte von einer zweiten zylindrischen Hülse konzentrisch umgeben sein. Diese konkrete Ausgestaltung erlaubt einen schichtweisen Aufbau um die stiftförmige Nabe. Vor diesem Hintergrund könnten erste Elastomerschubfedern zwischen der ersten und der zweiten Hülse und zweite Elastomerschubfedern zwischen der zweiten Hülse und dem zweiten Auflager angeordnet sein. Bei dieser konkreten Ausgestaltung ist realisierbar, dass die Nabe an die zweite Hülse festgelegt wird, wobei nur die ersten Elastomerschubfedern wirken können. Dies ist nämlich dann der Fall, wenn die Klaue die zweite Hülse umgreift und somit die zweite Hülse mit der Nabe starr verbindet. Diese konkrete Ausgestaltung erlaubt einen besonders festen und wirksamen Verbund zwischen Nabe und zweiter Hülse.

Die Elastomerschubfedern könnten speichenähnlich, sich radial erstreckend zwischen den Hülsen angeordnet sein. Dabei ist denkbar, dass die Elastomerschubfedern sich in einer Richtung verjüngend ausgestaltet sind. Dies erlaubt die Abstimmung auf geometrische und schwingungsdynamische Gegebenheiten.

Durch die Wirkverbindung könnte eine Parallelschaltung der Federanordnungen herstellbar sein. Die Parallelschaltung zweier Federanordnungen erlaubt höhere Federraten. Dies hängt damit zusammen, dass bei einer Parallelschaltung zweier Federn sich deren Federkonstanten addieren. Bei einer Reihenschaltung hingegen addieren sich die Kehrwerte einer jeden einzelnen Feder zum Kehrwert der Gesamtfederkonstante.

Die Elastomerschubfedern der Federanordnungen könnten auch länglich ausgebildet und übereinander liegend angeordnet sein. Diese konkrete Ausgestaltung erlaubt einen besonders flachen Aufbau des Tilgers.

In einer Elastomerschubfeder könnte das Auflager angeordnet sein. Bei dieser konkreten Ausgestaltung ist denkbar, dass durch geeignete Mittel eine zweite Elastomerschubfeder mit der ersten Elastomerschubfeder wirkverbunden wird, wobei nur eine Elastomerschubfeder in ihrem homogenen Aufbau durch das Auflager modifiziert wird. Eine Anordnung des Auflagers in der Mitte und innerhalb der Elastomerschubfeder erlaubt die Ausbildung zweier schwingungsfähiger Schenkel der Elastomerschubfeder. Dies realisiert ein harmonisches Schwingungsverhalten.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeit, die Lehre der vorliegenden Erfindung auf vorteilhafte Weise auszugestalten und weiter zu bilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.

Kurzbeschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung zeigen
1 einen Tilger, welcher konzentrisch angeordnete Hülsen aufweist,
2 einen Tilger mit länglichen Elastomerschubfedern, wobei eine Zusatzfeder unten angeordnet ist, und
3 einen Tilger, bei dem eine Zusatzfeder oberhalb der das Auflager tragenden Elastomerschubfeder angeordnet ist.
Ausführung der Erfindung
1 zeigt einen Tilger mit einem ersten Auflager 1 und einem zweiten Auflager 2, welche mittels einer Federung 3 federnd und relativ beweglich zueinander angeordnet sind. Die Federung 3 umfasst mindestens zwei miteinander wirkverbindbare Federanordnungen 4, 5. Dem ersten Auflager 1 ist eine Tilgermasse 6 zugeordnet. Der Tilger weist Mittel 7 zur Herstellung oder Trennung der Wirkverbindung der Federanordnungen 4, 5 auf. Die Mittel 7 sind als Seilzug ausgebildet.
Die Federanordnungen 4, 5 umfassen sich radial erstreckende Elastomerschubfedern. Durch den Seilzug 7 können die Federanordnungen 4, 5 in Reihe geschaltet werden. Die Mittel zur Wirkverbindung der Federanordnungen 4, 5 umfassen eine Klaue, welche aus zwei halbkreisförmig gebogene Schenkeln 8, 9 besteht. Die Schenkel 8, 9 sind mit dem zweiten Auflager 2 fest verbunden und dabei schwenkbar.
Das erste Auflager 1 ist als zylindrische Hülse ausgebildet, welches das zweite Auflager 2 konzentrisch umgibt. Das zweite Auflager 2 ist als stiftförmige Nabe ausgebildet. Das zweite Auflager 2 wird von einer zweiten zylindrischen Hülse 10 konzentrisch umgeben.
Erste Elastomerschubfedern 4 sind zwischen der ersten Hülse 1 und der zweiten Hülse 10 angeordnet. Zweite Elastomerschubfedern 5 sind zwischen der zweiten Hülse 10 und dem Auflager 2 angeordnet.
Wenn die Klaue die Hülse 10 freigibt, sind die Federanordnungen 4, 5 in Reihe geschaltet. Im Falle der starren Verbindung zwischen Hülse 10 und Auflager 2 wirkt nur die Federanordnung 4, das heißt die ersten Elastomerschubfedern 4.
2 zeigt einen Tilger, dessen Federanordnungen 11 einer Parallelschaltung unterworfen werden können. Die Federanordnungen 11 sind als längliche Elastomerschubfedern ausgebildet und übereinander liegend angeordnet. In einer oberen Elastomerschubfeder ist das Auflager 2 angeordnet. Die in der Mitte der Elastomerschubfedern liegenden Kerne sind durch einen Seilzug 7 kraftschlüssig aneinanderlegbar und damit mit dem Chassis eines Kraftfahrzeugs verbunden. Eine durch den Seilzug 7 ausgeübte Kraft ist der Gewichtskraft der u-förmig ausgestalteten Tilgermasse entgegengerichtet. In diesem Fall wirkt der statische Traganteil der unteren Elastomerschubfeder entlastend für die obere Elastomerschubfeder. Die u-förmig ausgestaltete Tilgermasse wird von beiden Elastomerschubfedern zugleich getragen.
3 zeigt einen schaltbaren Tilger gemäß 2, wobei die Elastomerschubfeder, welcher das Auflager 2 zugeordnet ist, unterhalb der zweiten Elastomerschubfeder angeordnet ist. Die in der Mitte der Elastomerschubfeder liegenden Kerne sind durch einen Seilzug 7 kraftschlüssig aneinanderlegbar und damit mit dem Chassis eines Kraftfahrzeugs verbunden. Eine durch den Seilzug 7 ausgeübte Kraft ist der Gewichtskraft der u-förmig ausgestalteten Tilgermasse gleichgerichtet. Bei dieser Anordnung erhöht sich folglich der statische Traganteil der unteren Elastomerschubfeder um die Federkraft der oberen Elastomerschubfeder. Diese Federkraft ergibt sich aus dem Freigang und der Federrate der oberen Feder. Die untere Elastomerschubfeder wird daher stärker belastet.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass die zuvor rein willkürlich gewählten Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.

Claims

Tilger, umfassend ein erstes und ein zweites Auflager (1, 2), welche mittels einer Federung (3) federnd und relativ beweglich zueinander angeordnet sind, wobei die Federung (3) mindestens zwei miteinander wirkverbindbare Federanordnungen (4, 5, 11) umfasst, wobei zumindest das erste Auflager (1) einer Tilgermasse (6) zuordenbar ist und wobei Mittel (7) zur Herstellung oder Trennung der Wirkverbindung der Federanordnungen (4, 5, 11) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur flexiblen Veränderung der Federkennung der Federung (3) mehrere Federanordnungen (4, 5, 11) sowohl zusammen wirkend als auch allein wirkend schaltbar sind.
Tilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) einen Seilzug oder einen Bowdenzug umfassen.
Tilger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnungen (4, 5, 11) Elastomerschubfedern umfassen.
Tilger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wirkverbindung eine Reihenschaltung der Federanordnungen (4, 5) herstellbar ist.
Tilger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) eine Klaue umfassen.
Tilger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klaue zwei halbkreisförmig gebogene, schwenkbare Schenkel (8, 9) umfasst.
Tilger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (8, 9) entweder mit dem ersten oder mit dem zweiten Auflager (1, 2) fest verbunden sind.
Tilger nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klaue durch einen Seilzug oder Bowdenzug bedienbar ist.
Tilger nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Auflager (1) als erste zylindrische Hülse (1) ausgebildet ist.
Tilger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (1) das zweite Auflager (2) konzentrisch umgibt.
Tilger nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Auflager (2) als Nabe ausgebildet ist.
Tilger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Auflager (2) von einer zweiten zylindrischen Hülse (10) konzentrisch umgeben ist.
Tilger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass erste Elastomerschubfedern (4) zwischen der ersten und der zweiten Hülse (1, 10) und zweite Elastomerschubfedern (5) zwischen der zweiten Hülse (10) und dem Auflager (2) angeordnet sind.
Tilger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wirkverbindung eine Parallelschaltung der Federanordnungen (11) herstellbar ist.
Tilger nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerschubfedern (11) länglich ausgebildet und übereinander liegend angeordnet sind.
Tilger nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Elastomerschubfeder (11) das Auflager (2) angeordnet ist.