DE102013217091A1

DE102013217091A1 - Tilgersystem

Info

Publication number: DE102013217091A1
Application number: DE102013217091.2A
Authority: DE
Inventors: Kyrill Siemens
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2015-03-05

Abstract

Ein Tilgersystem (1) ist mit einem Tilgermassenträger (3) versehen, an welchem zumindest eine relativ zu demselben bewegbare Tilgermasse (7) aufgenommen ist, wobei der Tilgermasse (7) an zumindest einer Seite jeweils wenigstens ein Anschlag (31) zugeordnet ist, und wobei die Tilgermasse (7) zumindest bei einem Betriebszustand, bei welchem eine Drehbewegung des Tilgermassenträgers (3) um eine Zentralachse (15) eine vorbestimmte Grenzdrehzahl überschritten hat, innerhalb eines zugelassenen Bewegungsbereichs verbleibt, der einerends durch eine Ausgangsposition, in welcher die Tilgermasse (7) frei von einer Auslenkung in Umfangsrichtung ist, und anderenends durch eine Grenzposition, in welcher die Tilgermasse (7) eine Auslenkung in Umfangsrichtung mit vorbestimmter Auslenkweite erfahren hat, begrenzt ist. Die zumindest eine Tilgermasse (7) verfügt an wenigstens einer einem zugeordneten Anschlag (31) zugewandten, zumindest einen Seite über eine Annäherungsprofilierung (40), die in Zuordnung zum zugelassenen Bewegungsbereich der Tilgermasse (7) geformt ist, und somit bei einem Verbleib der Tilgermasse (7) im zugelassenen Bewegungsbereich unabhängig von der jeweiligen Relativpositionierung der Tilgermasse (7) gegenüber dem Anschlag (31) einen zumindest im Wesentlichen konstanten Abstand (A) gegenüber dem Anschlag (31) einhält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tilgersystem, das mit einem Tilgermassenträger versehen ist, an welchem zumindest eine relativ zu demselben bewegbare Tilgermasse aufgenommen ist, wobei der Tilgermasse an zumindest einer Seite jeweils wenigstens ein Anschlag zugeordnet ist, und wobei die Tilgermasse zumindest bei einem Betriebszustand, bei welchem eine Drehbewegung des Tilgermassenträgers um eine Zentralachse eine vorbestimmte Grenzdrehzahl überschritten hat, innerhalb eines zugelassenen Bewegungsbereichs verbleibt, der einerends durch eine Ausgangsposition, in welcher die Tilgermasse frei von einer Auslenkung in Umfangsrichtung ist, und anderenends durch eine Grenzposition, in welcher die Tilgermasse eine Auslenkung in Umfangsrichtung mit vorbestimmter Auslenkweite erfahren hat, begrenzt ist.
Ein derartiges Tilgersystem ist aus der DE 10 2009 042 818 A1 bekannt. Dieses Tilgersystem verfügt gemäß 1 im radial inneren Bereich über ein ringförmiges Bauteil, das ebenso wie eine als Tilgermassenträger dienende Nabenscheibe an einer abtriebsseitigen Schwungmasse des Tilgersystems befestigt ist. Die Nabenscheibe dient, wie 5 im Einzelnen erkennen lässt, zur Aufnahme einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgend angeordneten Tilgermassen, und verfügt hierzu für jede Tilgermasse über zwei Führungsbahnen, die jeweils über einen Rollkörper mit ebenfalls zwei Führungsbahnen der jeweiligen Tilgermasse verbunden sind. Auf diese Weise sind die Tilgermassen jeweils in Umfangsrichtung relativ zur Nabenscheibe verlagerbar, bis sie mit Radialerstreckungen an einem der jeweiligen Bewegungsrichtung zugeordneten elastischen Anschlag in Anlage gelangt sind. Gemäß der Ausführung nach 1 ist der elastische Anschlag an dem ringförmigen Bauteil vorgesehen.
Im Fahrbetrieb, also einem Betriebszustand, bei welchem die Drehbewegung des Tilgersystems und damit des Tilgermassenträgers um eine Zentralachse eine vorbestimmte Grenzdrehzahl überschritten hat, verbleiben die Tilgermassen innerhalb eines zugelassenen Bewegungsbereichs, der einerends durch eine Ausgangsposition, in welcher die Tilgermassen frei von einer Auslenkung in Umfangsrichtung sind, und anderenends durch eine Grenzposition, in welcher die Tilgermassen eine Auslenkung in Umfangsrichtung mit vorbestimmter Auslenkweite erfahren haben, begrenzt ist. Während die Tilgermassen im Fahrbetrieb hinreichend geräuscharm arbeiten, wird in anderen Betriebszuständen, wie beispielsweise beim Abstellen des entsprechenden Antriebs, wie einer Brennkraftmaschine oder bei Kriechbetrieb des entsprechenden Fahrzeugs, die Drehbewegung des Tilgersystems und damit des Tilgermassenträgers um die Zentralachse unter die vorbestimmte Grenzdrehzahl absinken, und damit die auf die Tilgermassen einwirkende Fliehkraft absinken. Sobald die Fliehkraft die Gewichtskraft unterschritten hat, fallen die Tilgermassen nach unten, und erzeugen hierbei in ihren Bahnen und/oder an den Anschlägen ein nicht tolerierbares Anschlaggeräusch.
Durch die DE 10 2010 054 207 A1 ist ein Tilgersystem mit einem Tilgermassenträger bekannt, an welchem Tilgermassen vorgesehen sind, die in ihren radialen Außenbereichen umfangsseitig Umfangsvorsprünge aufweisen. Durch diese Maßnahme lässt sich bei Erhöhung des Gewichts der Tilgermassen deren Trägheitsverhalten besonders effizient steigern. Um trotz der nunmehr größeren Ausdehnung der Tilgermassen in Umfangsrichtung die gleiche Anzahl von Tilgermassen am Tilgermassenträger ohne wesentliche Beeinflussung des maximalen Schwingwinkels der Tilgermassen unterzubringen, sind die Umfangsvorsprünge der Tilgermassen mit kurvenbahnförmiger Kontur ausgebildet. Diese Kontur begünstigt bei in Umfangsrichtung benachbarten Tilgermassen eine radiale Überlappung, indem sie bei Annäherung der Tilgermassen ein gegenseitiges Aufgleiten der Umfangsvorsprünge bewirkt. Hierbei wird eine zuvor bereits bestehende Relativschwenkposition der beiden Tilgermassen verstärkt. Durch diese konstruktive Maßnahme lässt sich zwar die Effizienz der Tilgermassen im Fahrbetrieb verbessern, in den anderen eingangs genannten Betriebszuständen ist diese Maßnahme dagegen wirkungslos. Aus diesem Grund ist jeder Tilgermasse in jeder umfangsseitigen Auslenkrichtung jeweils ein am Tilgermassenträger vorgesehener Anschlag zugeordnet, welcher die Bewegung der zugeordneten Tilgermasse in Richtung zu diesem Anschlag zum Stillstand bringt. Verständlicherweise wird die Stärke des Anschlaggeräuschs beim Auftreffen der Tilgermasse auf den Anschlag der vorangegangenen Geschwindigkeit der Tilgermasse entsprechen. Zur Dämpfung dieses Anschlaggeräuschs sind diverse Maßnahmen getroffen, wie beispielsweise die Ausbildung des Anschlags mit einer elastisch deformierbaren Oberfläche. Es ist allerdings davon auszugehen, dass der Anschlagsquerschnitt durch eine derartige Oberflächenausbildung vergrößert wird, was sich wiederum nachteilig auf den maximalen Schwingwinkel der Tilgermassen auswirken dürfte.
Während die Tilgermassen beim Tilgersystem gemäß der DE 10 2009 042 818 A1 sowie der DE 10 2010 054 297 A1 kopplungsfrei zueinander angeordnet sind, zeigt die DE 10 2011 102 812 A1 eine Lösung, gemäß der an einem Tilgermassenträger Federelemente schwenkbar gelagert sind, und in Umfangsrichtung zwischen jeweils zwei Tilgermassen eingreifen, um auf diese Weise eine Kopplung der jeweiligen Tilgermassenenden herbeizuführen. Durch diese Kopplung soll bewirkt werden, dass die Tilgermassen beim Auftreten starker Torsionsschwingungen nicht geräuscherzeugend miteinander in Kontakt gelangen. Dennoch sind Anschlaggeräusche nicht vermeidbar, da, wie insbesondere die 2a und 2b zeigen, bei starker Auslenkung der Tilgermassen aus deren Ausgangsposition, in welcher sie in Umfangsrichtung auslenkungsfrei sind, in eine Grenzposition, in welcher sie eine maximale Auslenkung in Umfangsrichtung mit maximaler Auslenkweite erfahren haben, die jeweiligen Rollkörper, die zwischen Tilgermassenträger und Tilgermassen wirksam sind, an den Bahnenden der die Rollkörper aufnehmenden Führungsbahnen im Tilgermassenträger anschlagen. Da diesem Anschlagen eine durch die eingeleitete Torsionsschwingung erzeugte Beschleunigung der Tilgermassen in diese Grenzposition vorangegangen ist, muss mit einem erheblichen Anschlaggeräusch gerechnet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit Tilgermassen versehenes Tilgersystem derart auszubilden, dass auch bei Betriebszuständen außerhalb des Fahrbetriebs ein Anschlaggeräusch wirksam verhindert werden kann.
Gemäß dem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Tilgersystem mit einem Tilgermassenträger, an welchem zumindest eine relativ zu demselben bewegbare Tilgermasse aufgenommen ist, wobei der Tilgermasse an zumindest einer Seite jeweils wenigstens ein Anschlag zugeordnet ist, und wobei die Tilgermasse zumindest bei einem Betriebszustand, bei welchem eine Drehbewegung des Tilgermassenträgers um eine Zentralachse eine vorbestimmte Grenzdrehzahl überschritten hat, innerhalb eines zugelassenen Bewegungsbereichs verbleibt, der einerends durch eine Ausgangsposition, in welcher die Tilgermasse frei von einer Auslenkung in Umfangsrichtung ist, und anderenends durch eine Grenzposition, in welcher die Tilgermasse eine Auslenkung in Umfangsrichtung mit vorbestimmter Auslenkweite erfahren hat, begrenzt ist. Die zumindest eine Tilgermasse verfügt an wenigstens einer einem zugeordneten Anschlag zugewandten, zumindest einen Seite über eine Annäherungsprofilierung, die in Zuordnung zum zugelassenen Bewegungsbereich der Tilgermasse geformt ist, und somit bei einem Verbleib der Tilgermasse im zugelassenen Bewegungsbereich unabhängig von der jeweiligen Relativpositionierung der Tilgermasse gegenüber dem Anschlag einen zumindest im Wesentlichen konstanten Abstand (A) gegenüber dem Anschlag einhält.
Wenn der zumindest im Wesentlichen konstante Abstand (A) der Annäherungsprofilierung gegenüber dem Anschlag mit Spaltbreite bemessen ist, wird die Annäherungsprofilierung der jeweiligen Tilgermasse demnach mit Spaltbreite entlang des zugeordneten Anschlags bewegt, ohne diesen zu berühren. Dies wird bei dem vorgenannten Betriebszustand, wie er beispielsweise bei Fahrbetrieb vorliegt, der Fall sein. Es gibt allerdings darüber hinaus auch Betriebszustände, bei denen die Drehbewegung des Tilgersystems und damit des Tilgermassenträgers um die Zentralachse unter die vorbestimmte Grenzdrehzahl absinkt, und damit die auf die Tilgermassen einwirkende Fliehkraft unter die Gewichtskraft absinkt. Sobald die Fliehkraft die Gewichtskraft unterschritten hat, streben die Tilgermassen nicht mehr nach radial außen, sondern wollen, der Gewichtskraft folgend, nach unten fallen. Dies wird beispielsweise beim Abstellen des entsprechenden Antriebs, wie einer Brennkraftmaschine der Fall sein, oder bei Kriechbetrieb des entsprechenden Fahrzeugs. Bei einem derartigen Betriebszustand verlassen die Tilgermassen zwar den zugelassenen Bewegungsbereich, können aber wegen des bislang zumindest im Wesentlichen konstanten Abstandes (A) ihrer Annäherungsprofilierungen gegenüber den zugeordneten Anschlägen insbesondere dann eine nur geringe Geschwindigkeit erzielen, wenn der zumindest im Wesentlichen konstante Abstand (A) auf Spaltbreite begrenzt ist. In diesem Fall ist auch die Distanz der Annäherungsprofilierung der Tilgermasse gegenüber einer zugeordneten Anschlagprofilierung gering, so dass die Gewichtskraft lediglich eine begrenzte Geschwindigkeit an der Tilgermasse verursachen kann, bevor diese mit ihrer Anschlagprofilierung am zugeordneten Anschlag zum Stillstand gebracht wird. Aufgrund somit geringer „Fallhöhen“ bleibt ein Impuls der Tilgermassen beim Auftreffen an zugeordneten Anschlägen begrenzt, was sich positiv auf eventuelle Anschlaggeräusche auswirkt.
Mit Vorzug befindet sich die Anschlagprofilierung – in Umfangsrichtung gesehen, – ausgehend von der Annäherungsprofilierung, in Richtung zum Tilgermassenzentrum. Hierdurch kann die jeweilige Tilgermasse in Umfangsrichtung mit maximaler Ausdehnung ausgebildet werden, und ist somit bezüglich ihres Trägheitsverhaltens optimiert, ohne dass auf die durch den Anschlag ausgeübte Funktion verzichtet werden müsste. Die Optimierung der Tilgermasse nimmt übriges dann ein Maximum an, wenn deren maximale Ausdehnung sich im radial äußeren Bereich der Tilgermasse befindet.
Um trotz der zu erwartenden geringen „Fallhöhen“ der Tilgermassen und des somit ausgelösten geringen Impulses alle Maßnahmen einer Reduzierung des Anschlaggeräusches zu nutzen, sind die Anschlagprofilierungen der jeweiligen Tilgermasse an die Formgebung des zugeordneten Anschlags angepasst. Alternativ oder ergänzend besteht die Möglichkeit, dem jeweiligen Anschlag eine Dämpfungsstruktur zuzuordnen. Diese Dämpfungsstruktur kann durch eine elastische oder elastomere Umhüllung des Anschlags gebildet sein, wobei diese Umhüllung Teil des Anschlags sein kann, oder aber an einem dem Anschlag zugeordneten weiteren Bauteil vorgesehen sein kann.
Es sind im jeweiligen Tilgersystem mit Vorzug eine Mehrzahl von Tilgermassen entlang des Umfangs des Tilgermassenträgers vorgesehen, von denen wenigstens ein Teil an zumindest einer jeweils einer benachbarten Tilgermasse zugewandten Bewegungsbahnseite über eine der Annäherungsprofilierungen verfügt. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung sind derartige Annäherungsprofilierungen durch jeweils einen an der Umfangsseite der jeweiligen Tilgermasse vorgesehenen Umfangsvorsprung gebildet. Sofern sich der an der Umfangsseite der Tilgermasse vorgesehene Umfangsvorsprung im radial äußeren Bereich der Tilgermasse befindet, erbringt die Tilgermasse, bezogen auf ihr Gewicht, eine besonders effiziente Massenträgheitswirkung.
Die Annäherungsprofilierungen sind, wie bereits ausgeführt, in Zuordnung zum zugelassenen Bewegungsbereich der Tilgermasse geformt, da nur dann gewährleistet ist, dass bei einem Verbleib der Tilgermasse in diesem Bewegungsbereich unabhängig von der jeweiligen Relativpositionierung der Tilgermasse gegenüber dem Anschlag einen zumindest im Wesentlichen konstanten Abstand (A) gegenüber dem Anschlag einhält. Um die Annäherungsprofilierungen bestmöglich an den zugelassenen Bewegungsbereich der Tilgermassen anzupassen, sind die Umfangsvorsprünge der Annäherungsprofilierungen mit einer kurvenbahnförmigen Kontur ausgebildet, die zumindest im Wesentlichen über einen stetigen Verlauf verfügt. Selbst der Übergang der Umfangsvorsprünge der Annäherungsprofilierungen zu einer Anschlagprofilierung sowie die Anschlagsprofilierung ist mit einem zumindest im Wesentlichen stetigen Verlauf gestaltet, so dass erst dann ein Kontakt zwischen der Anschlagsprofilierung der jeweiligen Tilgermasse mit dem zugeordneten Anschlag entsteht, wenn diese Tilgermasse den äußersten zugelassenen Punkt ihrer Bewegungsbahn in Umfangsrichtung erreicht hat, wobei sich dieser Punkt außerhalb des bei Fahrbetrieb zugelassenen Bewegungsbereichs der Tilgermasse befindet. Die Anschlagprofilierung schließt sich, ausgehend von der Annäherungsprofilierung, in Richtung zum Tilgermassenzentrum an.
Ein Anschlagen der Anschlagprofilierung am zugeordneten Anschlag erfolgt hierbei relativ geräuscharm, wenn die Anschlagprofilierung bezüglich ihrer Krümmung soweit als möglich an die kurvenbahnförmige Kontur des Umfangsvorsprunges der zugeordneten Annäherungsprofilierung angepasst ist.
Mit Vorzug wird der jeweilige Anschlag, sofern der Tilgermassenträger über zwei mit axialer Distanz zueinander angeordnete Tilgermassen-Trägerelemente verfügt, durch ein die beiden Tilgermassen-Trägerelemente miteinander verbindendes Abstandsstück gebildet. Alternativ kann der jeweilige Anschlag aber auch durch wenigstens eine an zumindest einem der beiden Tilgermassen-Trägerelemente vorgesehene Umformung gebildet sein, die sich zumindest im Wesentlichen in Richtung zum anderen der beiden Tilgermassen-Trägerelemente erstreckt. In bevorzugter Ausgestaltung ist die jeweils wenigstens eine Umformung an zumindest einem der beiden Tilgermassen-Trägerelemente in einer am Umfangsbereich vorgesehenen Einkerbung des Tilgermassen-Trägerelementes oder in einer innerhalb des radialen Erstreckungsbereichs des Tilgermassen-Trägerelementes vorgesehenen Aussparung vorgesehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
1 eine Draufsicht auf ein Tilgersystem mit Tilgermassen und zugeordneten Anschlägen, wobei die Tilgermassen in einer Position dargestellt sind, die sie bei die Gewichtskraft übersteigender Fliehkraft und frei von eingeleiteten Torsionsschwingungen einnehmen;
2 eine Herauszeichnung des Bereichs eines Anschlags mit den zugeordneten Tilgermassen;
3 wie 1, aber mit den Tilgermassen in einer Position, die bei unter die Gewichtskraft abgesenkter Fliehkraft eingenommen wird;
4 wie 1, aber mit Tilgermassen anderer konstruktiver Ausbildung;
5 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie V-V in 4;
6 wie 3, aber mit Tilgermassen anderer konstruktiver Ausbildung;
7 wie 1, aber mit Anschlägen anderer konstruktiver Ausbildung für die Tilgermassen;
8 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie VIII-VIII in 7;
9 eine räumliche Darstellung des in 7 und 8 dargestellten Gegenstandes,
10 wie 1, aber mit Anschlägen nochmals anderer konstruktiver Ausbildung für die Tilgermassen;
11 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie XI-XI in 10;
12 eine räumliche Darstellung des in 10 und 11 dargestellten Gegenstandes, und
13 eine Darstellung des Tilgersystems an einem Torsionsschwingungsdämpfer in einer hydrodynamischen Kopplungsanordnung.
In 1 ist ein Tilgersystem 1 mit einem Tilgermassenträger 3 dargestellt, der, wie 5 oder 13 anschaulich zeigt, zwei mit Axialabstand zueinander angeordnete Tilgermassen-Trägerelemente 5a, 5b aufweist. Zur besseren Darstellbarkeit einer Mehrzahl von am Tilgermassenträger 3 aufgenommenen Tilgermassen 7 ist in 1 das in Blickrichtung axial vor den Tilgermassen 7 angeordnete Tilgermassen-Trägerelement 5b mit einem Teilschnitt dargestellt. Die beiden Tilgermassen-Trägerelemente 5a, 5b sind durch Abstandsstücke 11 miteinander verbunden, die, wie nachfolgend noch erläutert wird, als Anschläge 31 wirksam sind. Ein Teil der Abstandsstücke 11 ist in Verbindung mit den beiden Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b in 5 dargestellt, welche eine Ansicht gemäß der Schnittlinie V-V in 4 darstellt. Die 5 vermittelt darüber hinaus ebenso wie die 13 Informationen zur Tilgermasse 7, die demnach in Achsrichtung eine Mehrzahl von Tilgermassenelementen 44a bis 44c aufweist. Die Tilgermassen 7 verfügen, wie 1 zeigt, über jeweils paarweise ausgebildete Führungsbahnen 22 zur Aufnahme von Rollkörpern 20, wobei die Führungsbahnen 22 derart ausgelegt sind, dass sie eine radiale Relativbewegung der Tilgermassen 7 gegenüber den Rollkörpern 20 ermöglichen. Die Tilgermassen 7 weisen an ihren Umfangsseiten noch näher zu erläuternde Anschlagseiten 42 auf, an ihren radialen Innenseiten dagegen noch näher zu erläuternde Anschlagseiten 43.
An den Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b sind, ebenfalls jeweils paarweise, Führungsbahnen 13 vorgesehen, die über einen gekrümmten Verlauf verfügen, mit je einem Ausgangsbereich 14, in welchem die jeweilige Führungsbahn 13 den größten Radialabstand von einer Zentralachse 15 aufweist, und mit Anschlussbereichen 17, die sich, einander umfangsmäßig entgegengesetzt erstreckend, an beide Seiten des Ausgangsbereiches 14 anschließen. Auch die an den Tilgermassen 7 vorgesehenen Führungsbahnen 22 verfügen über einen gekrümmten Verlauf, mit je einem Ausgangsbereich 24, in welchem die jeweilige Führungsbahn 22 den geringsten Radialabstand von einer Zentralachse 15 aufweist, und mit Anschlussbereichen 25, die sich, einander umfangsmäßig entgegengesetzt erstreckend, an beide Seiten des Ausgangsbereiches 24 anschließen. Die Führungsbahnen 22 sind jeweils beidseits eines Tilgermassenzentrums 35 der jeweiligen Tilgermasse 7 vorgesehen.
Die in den Führungsbahnen 13 und 22 aufgenommenen Rollkörper 20 greifen jeweils beidseits der jeweiligen Führungsbahn 22 in die dort vorgesehenen Führungsbahnen 13 ein. In der Darstellung gemäß 1 streben die Tilgermassen 7, bedingt durch die Fliehkraft, nach radial außen, so dass sich die Rollkörper 20 jeweils im Ausgangsbereich 24 der jeweiligen Führungsbahn 22 positionieren, also in demjenigen Bereich, der über den geringsten Radialabstand zur Zentralachse 15 verfügt. Die Rollkörper 20 stützen sich hierbei jeweils im Ausgangsbereich 14 der Tilgermassen-Trägerelemente 5a, 5b ab, also in demjenigen Bereich, der über den größten Radialabstand zur Zentralachse 15 verfügt.
Die Tilgermassen 7 weisen jeweils an ihren umfangsseitigen Anschlagseiten 42 jeweils eine Annäherungsprofilierung 40 auf, die als Umfangsvorsprung 46 ausgebildet ist, und mit einer kurvenbahnförmigen Kontur 47 versehen ist. Diese verfügt zumindest im Wesentlichen über einen stetigen Verlauf. Die Annäherungsprofilierung 40 geht, vorzugsweise ebenfalls mittels eines zumindest im Wesentlichen stetigen Verlaufs, in eine Anschlagprofilierung 50 über, die im Wesentlichen an der radial inneren Anschlagseite 43 vorgesehen ist, und der jeweils ein Anschlag 31 zugeordnet ist. Dieser Anschlag 31 wird bei der Ausführung gemäß 1 durch eines der Abstandsstücke 11 gebildet. Auch die Anschlagprofilierung 50 verfügt vorzugsweise über einen zumindest im Wesentlichen stetigen Verlauf.
Wenn das Tilgersystem 1 im Fahrbetrieb mit einer Drehzahl betrieben wird, bei welcher die Fliehkraft die Gewichtskraft übersteigt, streben die Tilgermassen 7 unter der Wirkung der Fliehkraft nach radial außen, so dass sich die Rollkörper 20 jeweils im Ausgangsbereich 24 der jeweiligen Führungsbahn 22 der Tilgermassen 7 positionieren und jeweils im Ausgangsbereich 14 der jeweiligen Führungsbahnen 13 der Tilgermassen-Trägerelemente 5a, 5b abstützen können. Torsionsschwingungen können Auslenkungen der Tilgermassen 7 in Umfangsrichtung erzwingen, wodurch die Rollkörper 20 aus den Ausgangsbereichen 24 der Führungsbahnen 22 in deren Anschlussbereiche 25 und aus den Ausgangsbereichen 14 der Führungsbahnen 13 in deren Anschlussbereiche 17 ausgelenkt werden. Sofern die Tilgermassen 7 bei dieser Auslenkbewegung nicht über eine vorbestimmte Grenzposition hinausgehend ausgelenkt werden, verbleiben sie innerhalb eines zugelassenen Bewegungsbereichs. Die Grenzposition für die Tilgermassen liegt bevorzugt in einem Auslenk-Winkelbereich von 40° bis 50°, mit besonderem Vorzug in einem Auslenk-Winkelbereich von 45° bis 48°. Bei abklingender Torsionsschwingung erfolgt stets eine Rückstellung der Tilgermassen 7 in die Ausgangsposition unter der Wirkung der Fliehkraft.
Die kurvenbahnförmige Kontur 47 der Annäherungsprofilierung 40 ist derart ausgelegt, dass sie, solange sich die Tilgermassen 7 innerhalb des zugelassenen Bewegungsbereiches zwischen Ausgangsbereich und Grenzposition befinden, stets mit einem Abstand 48 gegenüber dem jeweils zugeordneten Anschlag 31 geführt ist, wobei dieser Abstand 48 bei entsprechender Ausformung der kurvenbahnförmigen Kontur 47 zumindest im Wesentlichen als konstant angesehen werden kann. Die Annäherungsprofilierung 40 ist hierbei mit Vorzug derart bemessen, dass der Abstand 48 sehr klein gehalten ist, und bis auf Spaltbreite, also vorzugsweise innerhalb eines Bereichs zwischen 0,5 mm und 5 mm, idealerweise auf einen Wert von ca. 3 mm, reduziert ist. In 2 ist der Abstand der Annäherungsprofilierungen 40 zweier Tilgermassen 7 gegenüber einem zugeordneten Anschlag 31 angedeutet. Wie 2 sehr deutlich erkennen lässt, ist bei derartiger Auslegung der Tilgermassen 7 zudem der Umfangsabstand zwischen je zwei Tilgermassen 7 in Umfangsrichtung sehr gering, und liegt ebenfalls in einer Größenordnung von wenigen Millimetern, mit Vorzug in der Größenordnung eines Bereichs von 0,5 mm und 5 mm, idealerweise mit einem Wert von ca. 3 mm.
Fällt die Fliehkraft unter die Gewichtskraft, beispielsweise bei einem Kriechbetrieb eines Kraftfahrzeuges oder beim Abstellen eines Antriebs, wie beispielsweise einer Brennkraftmaschine, dann fallen die Tilgermassen 7a bis 7d nach unten, und nehmen beispielsweise die in 3 gezeigte Relativposition zueinander und zum Tilgermassenträger 3 ein. Bei einem solchen Betriebszustand fallen die beiden sich radial unterhalb der Zentralachse 15 befindlichen Tilgermassen 7a und 7d nach unten, bis eine dieser beiden Tilgermassen 7, hier die Tilgermasse 7a, mit ihrer Anschlagprofilierung 50 am zugeordneten Anschlag 31 in Anlage gekommen ist, und die Tilgermasse 7a somit zum Stillstand gelangt. Die andere Tilgermasse 7d kommt mit ihrer Annäherungsprofilierung 40 in Anlage an der entsprechenden Annäherungsprofilierung 40 der erstgenannten Tilgermasse 7a, und kommt damit ebenfalls zum Stillstand. Bei den beiden sich radial oberhalb der Zentralachse 15 befindlichen und ebenfalls nach unten fallenden Tilgermassen 7b und 7c kommt die Tilgermasse 7b mit ihrer Anschlagsprofilierung 50 am zugeordneten Anschlag 31 zum Stillstand, während die Tilgermasse 7c mit ihrer Annäherungsprofilierung 40 an der vergleichbaren Annäherungsprofilierung 40 der Tilgermasse 7d zum Stillstand gelangt. Unabhängig davon, ob die Tilgermassen 7 aneinander zur Anlage gelangen, oder aber am jeweils zugeordneten Anschlag 31, ist jedenfalls lediglich eine Distanz in der Größenordnung des zuvor genannten Abstandes 48 zu überwinden. Aufgrund dieser überaus geringen Distanz unterliegen die nach unten fallenden Tilgermassen 7 jeweils einer sehr begrenzten Geschwindigkeit, und können dementsprechend eine nur begrenzte Geschwindigkeit aufbauen. Der Impuls beim Auftreffen auf einen Anschlag 31 oder auf die benachbarte Tilgermasse 7 bleibt dadurch gering, und erzeugt somit ein entsprechend geringes Aufprallgeräusch.
Der Abstand der Tilgermassen 7 zu den jeweils zugeordneten Anschlägen 31 sowie der Umfangsabstand der Tilgermassen 7 untereinander kann über die radiale Positionierung der Annäherungsprofilierungen 40 sowie über deren Umfangserstreckung variiert werden. Im Gegensatz zu der in den 1 bis 3 gezeigten Variante 1 bildet die in 4 gezeigte Ausführung eine Variante 2 ab, bei welcher die Annäherungsprofilierungen 40 sich anstatt im radial inneren Bereich der Tilgermassen in deren radial äußerem Bereich befinden. Bei Variante 2, die sich bezüglich ihres Aufbaus und ihrer Funktion nicht von der Variante 1 unterscheidet, ergibt sich allerdings der Vorteil, dass in den radial äußeren Bereichen der Tilgermassen 7 Material angehäuft, und damit bei unverändertem Gewicht erheblicher Einfluss auf die Massenträgheit der Tilgermassen 7 genommen werden kann.
Wie 4 im Einzelnen zeigt, verfügen die Tilgermassen 7 bei Variante 2 radial innerhalb der Annäherungsprofilierungen 40 über Anschlagprofilierungen 50, die hier allerdings an Anschlagseiten 43 vorgesehen sind, die den Umfangsseiten der Tilgermassen 7 zugeordnet sind. Wie bei Variante 1 sind auch hier die Annäherungsprofilierungen 40 jeweils als Umfangsvorsprünge 46 ausgebildet, und mit einer kurvenbahnförmigen Kontur 47 mit zumindest im Wesentlichen stetigem Verlauf versehen. Die Annäherungsprofilierung 40 geht auch bei Variante 2, vorzugsweise ebenfalls mittels eines zumindest im Wesentlichen stetigen Verlaufs, in die Anschlagprofilierung 50 über, die vorzugsweise ebenfalls über einen zumindest im Wesentlichen stetigen Verlauf verfügt, und der jeweils ein Anschlag 31 zugeordnet ist. Diesem Anschlag 31 ist eine Dämpfungsstruktur 32 zugeordnet, die durch eine Beschichtung gebildet werden kann, oder durch ein das Abstandsstück 11 umhüllendes Bauteil, wie beispielsweise eine Hülse. Das Bauteil kann elastisch sein, oder aber, ebenso wie die zuvor angesprochene Beschichtung, als verformbares Elastomer. Selbstverständlich ist ein mit einer Dämpfungsstruktur ausgebildeter Anschlag 31 auch bei Variante 1 einsetzbar.
4 stellt das Tilgersystem 1 bei Fahrbetrieb dar. Die kurvenbahnförmige Kontur 47 der Annäherungsprofilierung 40 ist derart ausgelegt, dass sie, solange sich die Tilgermassen 7 innerhalb des zugelassenen Bewegungsbereiches zwischen Ausgangsbereich und Grenzposition befinden, stets mit einem Abstand 48 gegenüber dem jeweils zugeordneten Anschlag 31 geführt ist, wobei dieser Abstand 48 bei entsprechender Ausformung der kurvenbahnförmigen Kontur 47 zumindest im Wesentlichen als konstant angesehen werden kann. Die Annäherungsprofilierung 40 ist hierbei mit Vorzug derart bemessen, dass der Abstand 48 sehr klein gehalten ist, und bis auf Spaltbreite, also innerhalb eines bevorzugten Bereichs von 0,5 mm bis 5 mm, im Idealfall auf einen Wert von ca. 3 mm, reduziert ist. Ebenfalls sehr klein gehalten ist der Umfangsabstand zwischen den einzelnen Tilgermassen.
6 zeigt das Tilgersystem 1 in einem Betriebszustand, bei welchem die Fliehkraft unter die Gewichtskraft fällt. Bei einem solchen Betriebszustand fallen die beiden sich radial unterhalb der Zentralachse 15 befindlichen Tilgermassen 7a und 7d nach unten, bis eine dieser beiden Tilgermassen 7, hier die Tilgermasse 7a, mit ihrer Anschlagprofilierung 50 am zugeordneten Anschlag 31 in Anlage gekommen und zum Stillstand gelangt ist. Am gleichen Anschlag 31 kommt die andere Tilgermasse 7d mit ihrer Annäherungsprofilierung 40 in Anlage, und kommt damit ebenfalls zum Stillstand. Bei den beiden sich radial oberhalb der Zentralachse 15 befindlichen und ebenfalls nach unten fallenden Tilgermassen 7b und 7c kommt die Tilgermasse 7b mit ihrer Anschlagsprofilierung 50 am zugeordneten Anschlag 31 zum Stillstand, während die Tilgermasse 7c mit ihrer Annäherungsprofilierung 40 am zugeordneten Anschlag 31 in Anlage und damit zum Stillstand gelangt. Unabhängig davon, ob die Tilgermassen 7a bis 7d über die Annäherungsprofilierung 40 oder über die Anschlagsprofilierung 50 am zugeordneten Anschlag 31 zur Anlage gelangen, ist lediglich eine Distanz in der Größenordnung des bereits genannten Abstandes 48 zu überwinden. Wie bereits zu 3 ausgeführt, bleibt hierdurch der Impuls beim Auftreffen auf den jeweiligen Anschlag 31 gering, und erzeugt somit ein entsprechend geringes Aufprallgeräusch.
In den 7 bis 9 ist ein Tilgersystem 1 dargestellt, bei welchem die Tilgermassen-Trägerelemente 5a, 5b des Tilgermassenträgers 3 im jeweiligen Umfangsbereich Umformungen 26 aufweisen, die in vorbestimmten Umfangsabständen zueinander, nämlich im Wesentlichen in 90°-Abständen, ausgebildet sind. Für die Herstellung dieser Umformungen 26 werden diese im Umfangsbereich des jeweiligen Tilgermassen-Trägerelementes 5a, 5b mittels Radialschnitten gegenüber dem restlichen Tilgermassen-Trägerelement 5a, 5b freigestellt, und anschließend in einer Richtung umgebogen, in welcher es in montiertem Zustand auf die Umformung 26 am jeweils anderen Tilgermassen-Trägerelement 5a, 5b zuweist. Hierbei erstrecken sich die Umformungen 26 jeweils im Bereich einer aufgrund der Freistellung entstandenen Einkerbung 36 des Tilgermassen-Trägerelementes 5a, 5b. Die Umformungen 26 übernehmen die Funktion der Anschläge 31 für die Tilgermassen 7. Anders als bei den bisher behandelten Ausführungen, bei denen das Abstandsstück 11 jeweils die auch die Funktion eines Anschlags 31 übernommen hat, sind bei der Ausführung gemäß den 7 bis 9 Abstandsstücke 11 und Anschläge 31 funktional streng getrennt.
Während die bislang beschriebenen Umformungen 26 jeweils als Anschläge 31 für beide möglichen Auslenkrichtungen der Tilgermassen 7 möglich sind, ist bei der Ausführung gemäß den 10 bis 12 für jede Auslenkrichtung jeweils eine eigene Umformung 28a, 28b und damit ein eigener Anschlag 31 vorgesehen. Zudem sind die jeweils paarweise vorgesehenen Umformungen 28a, 28b radial innerhalb des Umfangsbereichs der Tilgermassen-Trägerelement 5a, 5b und damit innerhalb deren radialen Erstreckungsbereichs ausgebildet. Auch hier werden die Umformungen 28a, 28b nach erfolgter Freistellung im jeweiligen Tilgermassen-Trägerelement 5a, 5b derart umgebogen, dass sie in montiertem Zustand auf die Umformungen 28a, 28b am jeweils anderen Tilgermassen-Trägerelement 5a, 5b zuweisen. Hierbei erstrecken sich die Umformungen 28a, 28b jeweils in einer durch die Freistellung entstandenen Aussparung 36 des Tilgermassen-Trägerelementes 5a, 5b.
In 13 ist eine Einbausituation für das erfindungsgemäße Tilgersystem 1 dargestellt. Demnach ist das Tilgersystem 1 Teil eines Torsionsschwingungsdämpfers 30, der im Gehäuse 54 einer hydrodynamischen Kopplungsanordnung 56 vorgesehen ist. Diese hydrodynamische Kopplungsanordnung 56 weist einen hydrodynamischen Kreis 60 mit Pumpenrad 61, Turbinenrad 62 und Leitrad 63 auf, sowie eine Kupplungsvorrichtung 64, die über einen Kupplungskolben 65 sowie eine Reibscheibenkupplung 66 verfügt. In Abhängigkeit von der Ansteuerung des Kupplungskolbens 65 ist die Kupplungsvorrichtung 64 zwischen einer Einrückposition und einer Ausrückposition bewegbar. Die Kupplungsvorrichtung 64 ist mit einem Torsionsdämpfereingang 67 einer über zwei Umfangsfedersätze 68, 69 verfügenden Dämpfungseinrichtung 70 verbunden, deren Torsionsdämpferausgang 72 mit einem Abtrieb 73 zusammenwirkt. Zwischen den beiden Umfangsfedersätzen 68, 69 ist ein Torsionsdämpfer-Zwischenbauteil 74 wirksam, an welchem ein Tilgermassen-Trägerelement 5 des Tilgermassenträgers 3 des Tilgersystems 1 drehfest aufgenommen ist. Die Dämpfungseinrichtung 70 bildet zusammen mit dem Tilgersystem 1 den Torsionsschwingungsdämpfer 30.
Bezugszeichenliste

1: Tilgersystem
3: Tilgermassenträger
5: Tilgermassen-Trägerelemente
7: Tilgermassen
11: Abstandsstücke
13: Führungsbahnen
14: Ausgangsbereich
15: Zentralachse
17: Anschlussbereiche
20: Rollkörper
22: Führungsbahn
24: Ausgangsbereich
25: Anschlussbereich
26: Umformungen
28: Umformungen
30: Torsionsschwingungsdämpfer
31: Anschlag
32: Dämpfungsstruktur
34: Einkerbung
35: Tilgermassenzentrum
36: Aussparung
40: Annäherungsprofilierung
42: Anschlagseite
43: Anschlagseite
44: Tilgermassenelemente
46: Umfangsvorsprung
47: kurvenbahnförmige Kontur
48: Abstand
50: Anschlagprofilierung
54: Gehäuse
56: Kopplungsanordnung
60: hydrodynamischer Kreis
61: Pumpenrad
62: Turbinenrad
63: Leitrad
64: Kupplungsvorrichtung
65: Kupplungskolben
66: Reibscheibenkupplung
67: Torsionsdämpfereingang
68: Umfangsfedersatz radial außen
69: Umfangsfedersatz radial innen
70: Dämpfungseinrichtung
72: Torsionsdämpferausgang
73: Abtrieb
74: Torsionsdämpfer-Zwischenbauteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009042818 A1 [0002, 0005]
DE 102010054207 A1 [0004]
DE 102010054297 A1 [0005]
DE 102011102812 A1 [0005]

Claims

Tilgersystem (1) mit einem Tilgermassenträger (3), an welchem zumindest eine relativ zu demselben bewegbare Tilgermasse (7) aufgenommen ist, wobei der Tilgermasse (7) an zumindest einer Anschlagseite (42, 43) jeweils wenigstens ein Anschlag (31) zugeordnet ist, und wobei die Tilgermasse (7) zumindest bei einem Betriebszustand, bei welchem eine Drehbewegung des Tilgermassenträgers (3) um eine Zentralachse (15) eine vorbestimmte Grenzdrehzahl überschritten hat, innerhalb eines zugelassenen Bewegungsbereichs verbleibt, der einerends durch eine Ausgangsposition, in welcher die Tilgermasse (7) frei von einer Auslenkung in Umfangsrichtung ist, und anderenends durch eine Grenzposition, in welcher die Tilgermasse (7) eine Auslenkung in Umfangsrichtung mit vorbestimmter Auslenkweite erfahren hat, begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Tilgermasse (7) an wenigstens einer einem zugeordneten Anschlag (31) zugewandten, zumindest einen Anschlagseite (42, 43) über eine Annäherungsprofilierung (40) verfügt, die in Zuordnung zum zugelassenen Bewegungsbereich der Tilgermasse (7) geformt ist, und somit bei einem Verbleib der Tilgermasse (7) im zugelassenen Bewegungsbereich unabhängig von der jeweiligen Relativpositionierung der Tilgermasse (7) gegenüber dem Anschlag (31) einen zumindest im Wesentlichen konstanten Abstand (48) gegenüber dem Anschlag (31) einhält.
Tilgersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest im Wesentlichen konstante Abstand (48) der Annäherungsprofilierung (40) gegenüber dem Anschlag (31) mit Spaltbreite bemessen ist.
Tilgersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer Mehrzahl von Tilgermassen (7) entlang des Umfangs des Tilgermassenträgers (3) wenigstens ein Teil der Tilgermassen (7) an zumindest einer jeweils einer benachbarten Tilgermasse (7) zugewandten Anschlagseite (42) über eine der Annäherungsprofilierungen (40) verfügt.
Tilgersystem nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Annäherungsprofilierung (40) durch einen an der Anschlagseite (42) der Tilgermasse (7) vorgesehenen Umfangsvorsprung (46) gebildet ist.
Tilgersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Anschlagseite (42) der Tilgermasse (7) vorgesehene Umfangsvorsprung (46) sich im radial inneren Bereich der Tilgermasse (7) befindet.
Tilgersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der an der Anschlagseite (42) der Tilgermasse (7) vorgesehene Umfangsvorsprung (46) sich im radial äußeren Bereich der Tilgermasse (7) befindet.
Tilgersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsvorsprung (46) mit einer kurvenbahnförmigen Kontur (47), die zumindest im Wesentlichen über einen stetigen Verlauf verfügt, ausgebildet ist.
Tilgersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich, in Umfangsrichtung gesehen, ausgehend von der Annäherungsprofilierung (40), in Richtung zum Tilgermassenzentrum (35) eine Anschlagprofilierung (50) anschließt.
Tilgersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang des jeweiligen Umfangsvorsprunges einer Annäherungsprofilierung (40) gegenüber der zugeordneten Anschlagprofilierung (50) mit einem zumindest im Wesentlichen stetigen Verlauf gestaltet ist.
Tilgersystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagprofilierung (50) mit einem zumindest im Wesentlichen stetigen Verlauf ausgebildet ist.
Tilgersystem nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagprofilierung (50) an die Formgebung des zugeordneten Anschlags (31) für die Tilgermassen (7) angepasst ist.
Tilgersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem wenigstens eine Anschlag (31) eine Dämpfungsstruktur (32) zugeordnet ist.
Tilgersystem nach Anspruch 1 mit einem Tilgermassenträger (3), welcher über zwei mit axialer Distanz zueinander angeordnete Tilgermassen-Trägerelemente (5a, 5b) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Anschlag (31) durch ein die beiden Tilgermassen-Trägerelemente (5a, 5b) miteinander verbindendes Abstandsstück (11) gebildet ist.
Tilgersystem nach Anspruch 1 mit einem Tilgermassenträger (3), welcher über zwei mit axialer Distanz zueinander angeordnete Tilgermassen-Trägerelemente (5a, 5b) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Anschlag (31) durch wenigstens eine an zumindest einem der beiden Tilgermassen-Trägerelemente (5a, 5b) vorgesehene Umformung (26; 28a, 28b) gebildet ist, die sich zumindest im Wesentlichen in Richtung zum anderen der beiden Tilgermassen-Trägerelemente (5a, 5b) erstreckt.
Tilgersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils wenigstens eine Umformung (26; 28a, 28b) an zumindest einem der beiden Tilgermassen-Trägerelemente (5a, 5b) in einer am Umfangsbereich vorgesehenen Einkerbung (34) des Tilgermassen-Trägerelementes (5a, 5b) oder in einer innerhalb des radialen Erstreckungsbereichs des Tilgermassen-Trägerelementes (5a, 5b) vorgesehenen Aussparung (36) ausgebildet ist.