DE102004030012B4

DE102004030012B4 - torsional vibration damper

Info

Publication number: DE102004030012B4
Application number: DE102004030012.7A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Bach Hartmut; Dipl.-Ing. Thomas (FH) Dögel; Dipl.-Ing.(FH) Kister Igor
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-04-03
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2015-11-19
Anticipated expiration: 2024-06-23
Also published as: DE102004030012A1

Abstract

Torsionsschwingungsdämpfer, umfassend: – eine mit einem Antriebsorgan (23; 23a; 23b; 23c; 23d; 23e) zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse (A) zu verbindende Primärseite (12; 12a; 12b; 12c; 12d; 12e), – eine über eine Dämpferelementenanordnung (32; 32a; 32b; 32c; 32d; 32e) zur Drehmomentübertragung mit der Primärseite (12; 12a; 12b; 12c; 12d; 12e) gekoppelte und gegen die Rückstellwirkung der Dämpferelementenanordnung (32; 32a; 32b; 32c; 32d; 32e) bezüglich der Primärseite (12; 12a; 12b; 12c; 12d; 12e) verdrehbare Sekundärseite (14; 14a; 14b; 14c; 14d; 14e), gekennzeichnet durch eine zwischen der Primärseite (12; 12a; 12b; 12c; 12d; 12e) und der Sekundärseite wirkende und zur Erzeugung eines die Primärseite bezüglich der Sekundärseite (14; 14a; 14b; 14c; 14d; 14e) beaufschlagenden Drehmoments ansteuerbare Aktuatoranordnung (42; 42a; 42b; 42c; 42d; 42e).A torsional vibration damper comprising: - a primary side (12; 12a; 12b; 12c; 12d; 12e) to be connected to a drive member (23; 23a; 23b; 23c; 23d; 23e) for rotation together about an axis of rotation (A); coupled to the primary side (12; 12a; 12b; 12c; 12d; 12e) via a damper element assembly (32; 32a; 32b; 32c; 32d; 32e) for torque transfer and against the return action of the damper element assembly (32; 32a; 32b; 32c; 32d) with respect to the primary side (12; 12a; 12b; 12c; 12d; 12e) rotatable secondary side (14; 14a; 14b; 14c; 14d; 14e), characterized by a between the primary side (12; 12a; 12b; 12c 12d) and the secondary side acting and for generating the primary side with respect to the secondary side (14; 14a; 14b; 14c; 14d; 14e) acting torque controllable actuator assembly (42; 42a; 42b; 42c; 42d; 42e).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer, umfassend eine mit einem Antriebsorgan zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse zu verbindende Primärseite und eine über eine Dämpferelementenanordnung zur Drehmomentübertragung mit der Primärseite gekoppelte und gegen die Rückstellwirkung der Dämpferelementenanordnung bezüglich der Primärseite verdrehbare Sekundärseite.The present invention relates to a torsional vibration damper, comprising a primary to be connected to a drive member for common rotation about a rotation axis and a coupled via a damper element assembly for transmitting torque to the primary side and against the restoring action of the damper element assembly with respect to the primary side rotatable secondary side.

Es ist bekannt, die in einem Antriebsstrang zwischen einer Brennkraftmaschine und den Antriebsrädern auftretenden Drehungleichförmigkeiten durch Torsionsschwingungsdämpfer, im Allgemeinen auch als Zweimassenschwungräder bezeichnet, zu mindern. Die in modernen Kraftfahrzeugen eingesetzten neuen Brennkraftmaschinenkonzepte haben zur Folge, dass die im Antriebsstrang auftretenden Drehungleichförmigkeiten verstärkt zu Schwingungsanregungen führen. Dies stellt auch entsprechende Anforderungen an die Torsionsschwingungsdämpfer. So sollten diese Torsionsschwingungsdämpfer in der Startphase, also beim Hochdrehen zur Leerlaufdrehzahl, so ausgebildet sein, dass bei dem dabei auftretenden Durchlaufen der Resonanzfrequenz dieser Torsionsschwingungsdämpfer keine Resonanzüberhöhung auftritt. Zu diesem Zweck ist es bekannt, Reibeinrichtungen vorzusehen, die eine Reibdämpfung zwischen Primärseite und Sekundärseite erzeugen und somit eine übermäßige Relativbewegung von Primärseite und Sekundärseite auch beim Durchlaufen der Resonanzstelle verhindern. Im normalen Antriebszustand sollte zwischen der Primärseite und der Sekundärseite eine möglichst gute Entkopplung vorhanden sein, so dass durch eine möglichst ungedämpfte Relativschwingung von Primärseite und Sekundärseite zueinander die auftretenden Drehungleichförmigkeiten, vor allem induziert durch die in der Brennkraftmaschine auftretenden periodischen Zündungen, möglichst gut abgefangen werden können. In diesem Zustand ist also das Vorhandensein einer Dämpfungswirkung allgemein nachteilhaft. Wird jedoch aus einem derartigen normalen Fahrzustand in einen Teillastzustand bzw. einen Lastwechselzustand übergegangen, so kann es zu Lastwechselschwingungen kommen. Um hier eine möglichst gute Schwingungsdämpfung zu erlangen, kann es wieder vorteilhaft sein, der Relativdrehung zwischen Primärseite und Sekundärseite ein gewisses Gegenmoment, beispielsweise erzeugt durch Reibwirkung, entgegenzusetzen.It is known to reduce rotational irregularities occurring in a drive train between an internal combustion engine and the drive wheels by means of torsional vibration dampers, generally also referred to as dual-mass flywheels. The new combustion engine concepts used in modern motor vehicles have the consequence that the rotational irregularities occurring in the drive train increasingly lead to vibration excitations. This also makes corresponding demands on the torsional vibration damper. Thus, these torsional vibration damper in the start-up phase, ie when revving up to idle speed, should be designed so that no resonance overshoot occurs during the passage of the resonant frequency of this torsional vibration damper occurring. For this purpose, it is known to provide friction devices which generate a friction damping between the primary side and the secondary side and thus prevent excessive relative movement of the primary side and secondary side even when passing through the resonance point. In the normal drive state, the best possible decoupling should be present between the primary side and the secondary side, so that the rotational irregularities occurring, as induced by the periodic ignitions occurring in the internal combustion engine, can be intercepted as well as possible by a relative damping of the primary side and the secondary side which is as undiminished as possible , In this state, therefore, the presence of a damping effect is generally disadvantageous. However, if a transition from such a normal driving state into a partial load state or a load change state, it can lead to load cycling. To obtain the best possible vibration damping here, it may once again be advantageous to counteract the relative rotation between the primary side and the secondary side by a certain counter-torque, for example generated by friction.

Um dieser Anforderung Rechnung zu tragen, ist es beispielsweise bekannt, drehzahlabhängig wirksame Reibeinrichtungen einzusetzen. Diese in Abhängigkeit von der Fliehkraft aktivierbaren bzw. deaktivierbaren Reibeinrichtungen arbeiten jedoch vergleichsweise träge und unpräzise, so dass sie den angestrebten Erfolg nur bedingt erlangen können. Weiter ist es bekannt, beispielsweise mit der Primärseite oder der Sekundärseite einen Rotor einer Starter/Generator-Anordnung zu koppeln und den Stator beispielsweise an der Brennkraftmaschine oder dem Getriebe festzulegen. Somit kann zwischen Primärseite oder Sekundärseite und einer feststehenden Baugruppe ein Drehmoment aufgebaut werden, das bei entsprechend präziser Ansteuerung dazu genutzt werden kann, den auftretenden Schwingungen entgegenzuwirken.To meet this requirement, it is known, for example, to use speed-dependent effective friction devices. However, these friction devices which can be activated or deactivated depending on the centrifugal force operate comparatively sluggishly and imprecisely, so that they can obtain the desired success only to a limited extent. It is also known, for example, to couple a rotor of a starter / generator arrangement with the primary side or the secondary side and to fix the stator, for example, to the internal combustion engine or the transmission. Thus, a torque can be built up between the primary side or secondary side and a stationary assembly, which can be used with correspondingly precise control to counteract the vibrations occurring.

Eine entsprechende Anordnung ist aus der DE 102 23 426 A1 vorbekannt. Dabei erfolgt die Dämpfung über einen Kurbelwellenstartergenerator, wobei die Statorwicklung außerhalb des Getriebegehäuses und die Feldwicklung am sekundärseitigen Schwungrad angeordnet ist.A corresponding arrangement is from the DE 102 23 426 A1 previously known. In this case, the damping takes place via a crankshaft starter generator, wherein the stator winding is arranged outside of the gear housing and the field winding on the secondary-side flywheel.

Ferner ist eine entsprechende Vorrichtung in der DE 100 05 996 A1 beschrieben. Dabei ist der Rotor an der Primär- oder der Sekundärseite einer Drehmomentübertragungseinheit angeordnet, wobei der Stator am Gehäuse des Motors festgelegt ist.Furthermore, a corresponding device in the DE 100 05 996 A1 described. In this case, the rotor is arranged on the primary or the secondary side of a torque transmission unit, wherein the stator is fixed to the housing of the motor.

Dieses Einwirken auf den Antriebsstrang von „außen” hat den Nachteil, dass bedingt durch die im Drehbetrieb auftretende vergleichsweise hohe Drehzahl bzw. Frequenz entsprechend periodisch und mit kurzen Zeitabständen Leistung zugeführt bzw. abgeführt werden muss. Dies erfordert auch bei Anordnungen mit hohem Wirkungsgrad einen erheblichen Energieaufwand.This effect on the drive train from "outside" has the disadvantage that, due to the comparatively high rotational speed or frequency occurring in rotary operation, power must be supplied or removed correspondingly periodically and at short time intervals. This requires a considerable amount of energy even in arrangements with high efficiency.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Torsionsschwingungsdämpfer vorzusehen, mit welchem dem Auftreten von Schwingungen in einem Antriebsstrang verbessert entgegengewirkt werden kann.It is the object of the present invention to provide a torsional vibration damper, with which the occurrence of vibrations in a drive train can be counteracted improved.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Torsionsschwingungsdämpfer, umfassend eine mit einem Antriebsorgan zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse zu verbindende Primärseite, eine über eine Dämpferelementenanordnung zur Drehmomentübertragung mit der Primärseite gekoppelte und gegen die Rückstellwirkung der Dämpferelementenanordnung bezüglich der Primärseite verdrehbare Sekundärseite und eine zwischen der Primärseite und der Sekundärseite wirkende und zur Erzeugung eines die Primärseite bezüglich der Sekundärseite beaufschlagenden Drehmoments ansteuerbare Aktuatoranordnung.According to the invention, this object is achieved by a torsional vibration damper comprising a primary side to be connected to a drive member for common rotation about a rotation axis, a secondary side coupled to the primary side via a damper element arrangement for torque transmission and rotatable against the return action of the damper element arrangement with respect to the primary side and one between the primary side and the secondary side acting and for generating a primary side with respect to the secondary side acting torque controllable actuator assembly.

Wesentlich ist bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Torsionsschwingungsdämpfers, dass eine Aktuatoranordnung direkt zwischen der Primärseite und der Sekundärseite wirkt und somit entsprechend direkt zwischen der Primärseite und der Sekundärseite ein Relativmoment erzeugt, und nicht beispielsweise zwischen der Primärseite und einer feststehenden Baugruppe. Die Aktuatoranordnung bzw. das durch diese zu erzeugende Moment wirkt somit unmittelbar dort, wo es erforderlich ist, ein Moment aufzubauen. Auf diese Art wird der zur Bereitstellung des gewünschten Momentes erforderliche Energieeinsatz deutlich verringert.It is essential in the inventive design of a torsional vibration damper that an actuator arrangement acts directly between the primary side and the secondary side and thus generates a relative moment directly between the primary side and the secondary side, and not for example between the primary page and a fixed assembly. The actuator assembly or the torque to be generated thereby acts directly where it is necessary to build up a moment. In this way, the energy required to provide the desired moment is significantly reduced.

Um vermittels der Aktuatoranordnung die Wechselwirkung zwischen Primärseite und Sekundärseite bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Aktuatoranordnung an der Primärseite und der Sekundärseite jeweils einen Aktuatorwechselwirkungsbereich aufweist. Dabei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Aktuatorwechselwirkungsbereiche der Primärseite und der Sekundärseite durch Magnetkraft in Wechselwirkung miteinander stehen oder bringbar sind.In order to be able to provide the interaction between the primary side and the secondary side by means of the actuator arrangement, it is proposed that the actuator arrangement each have an actuator interaction region on the primary side and the secondary side. It can preferably be provided that the Aktuatorwirkwirkungsbereiche the primary side and the secondary side by magnetic force interact with each other or can be brought.

Um bei einer derartigen Anordnung in definierter Art und Weise die Erzeugung eines Drehmomentes vermittels der Aktuatoranordnung bewirken zu können, wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Aktuatorwechselwirkungsbereich eine elektrisch erregbare Spulenanordnung umfasst. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass der andere Aktuatorwechselwirkungsbereich eine Permanentmagnetanordnung umfasst. Der Aktuator kann somit im Wesentlichen nach dem Prinzip einer permanent erregten Synchronmaschine arbeiten. Dies hat den Vorteil, dass nur bei einem der Akturatorwechselwirkungsbereiche eine aktive Bestromung erforderlich ist. Weiter sind derartige Synchronmaschinen besonders dazu geeignet, Drehmomente ohne große Relativdrehzahl der beiden bezüglich einander zu beaufschlagenden Systembereiche zu erzeugen.In order to be able to effect the generation of a torque by means of the actuator arrangement in such a configuration in a defined manner, it is proposed that at least one actuator interaction region comprises an electrically excitable coil arrangement. It can further be provided that the other Aktuatorwirkwirkungsbereich comprises a permanent magnet assembly. The actuator can thus operate essentially according to the principle of a permanently excited synchronous machine. This has the advantage that only one of the actor interaction areas active energization is required. Furthermore, such synchronous machines are particularly suitable for generating torques without a large relative rotational speed of the two system areas to be acted on relative to one another.

Alternativ ist es selbstverständlich möglich, dass der andere Aktuatorwechselwirkungsbereich einen Wechselwirkungs-Käfigläufer umfasst.Alternatively, it is of course possible that the other actuator interaction region comprises an interaction squirter.

Hinsichtlich seines grundsätzlichen Aufbaus kann der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer beispielsweise so ausgestaltet sein, dass eine Seite von Primärseite und Sekundärseite zwei in axialem Abstand zueinander angeordnete Deckscheibenelemente aufweist, welche einen die Dämpferelementenanordnung aufnehmenden Volumenbereich begrenzen, und dass die andere Seite von Primärseite und Sekundärseite ein zur Wechselwirkung mit der Dämpferelementenanordnung zwischen die Deckscheibenelemente und in den Volumenbereich eingreifendes Zentralscheibenelement aufweist. Dabei ist eine den grundsätzlichen Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers praktisch nicht nachteilhaft beeinträchtigende Positionierung der Aktuatoranordnung dadurch möglich, dass ein Aktuatorwechselwirkungsbereich an dem Zentralscheibenelement vorgesehen ist und der andere Aktuatorwechselwirkungsbereich an wenigstens einem der Deckscheibenelemente vorgesehen ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Zentralscheibenelement mit einer Schwungmasse fest verbunden ist und dass ein Aktuatorwechselwirkungsbereich an wenigstens einem der Deckscheibenelemente vorgesehen ist und der andere Aktuatorwechselwirkungsbereich an der Schwungmasse vorgesehen ist.With regard to its basic construction, the torsional vibration damper according to the invention may be designed, for example, such that one side of the primary side and the secondary side has two cover disk elements arranged at an axial distance from each other which delimit a volume region accommodating the damper element arrangement, and the other side of the primary side and secondary side interacts with one another Having the damper element assembly between the cover disk elements and engaging in the volume range central disk element. In this case, the basic structure of the torsional vibration damper practically not adversely affecting positioning of the actuator assembly is possible in that an Aktuatorwirkwirkungsbereich provided on the central disk element and the other Aktuatorwirkwirkungsbereich is provided on at least one of the cover disk elements. Alternatively it can be provided that the central disk element is fixedly connected to a flywheel and that an Aktuatorwechselwirkungsbereich is provided on at least one of the cover disk elements and the other Aktuatorwechselwirkungsbereich is provided on the flywheel.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt kann bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen sein, dass der eine Aktuatorwechselwirkungsbereich über eine an einem radial inneren Bereich von einem der Deckscheibenelemente bzw. einem radial inneren Bereich der Schwungmasse vorgesehene Kontaktfläche mit elektrischer Energie versorgbar ist. Durch die elektrische Kontaktierung in einem radial möglichst weit innen liegenden Bereich wird sichergestellt, dass die schleifend bzw. reibend oder rollend aneinander anliegenden Komponenten eine möglichst geringe Relativgeschwindigkeit aufweisen und somit auch einem möglichst geringen Verschleiß unterliegen.According to a further advantageous aspect, in the case of the torsional vibration damper according to the invention, it is possible for the one actuator interaction region to be supplied with electrical energy via a contact surface provided at a radially inner region of one of the cover disk elements or a radially inner region of the flywheel. By the electrical contacting in a radially as far as possible inside area ensures that the grinding or rubbing or rolling abutting components have the lowest possible relative speed and thus subject to the lowest possible wear.

In Abhängigkeit davon, wie das Antriebssystem bzw. der Antriebsstrang ausgestaltet ist, in das ein erfindungsgemäßer Torsionsschwingungsdämpfer einzugliedern ist, kann weiter vorgesehen sein, dass zwischen der Primärseite und der Sekundärseite eine ein Dämpfungsreibmoment bereitstellende Reibeinrichtung wirksam ist. Je nachdem, ob dann eine möglichst gute Entkopplung von Primärseite und Sekundärseite erreicht werden soll oder eine möglichst starke Verkopplung der Primärseite mit der Sekundärseite erreicht werden soll, kann die Aktuatoranordnung dann bei Auftreten von Drehschwingungen so eingesetzt werden, dass sie zur Aufhebung des Dämpfungsreibmoments die Relativschwingung von Primärseite und Sekundärseite unterstützt oder zum Unterstützen des Dämpfungsreibmoments dieser Relativdrehung entgegenwirkt.Depending on how the drive system or the drive train is configured, in which a torsional vibration damper according to the invention is to be incorporated, it can further be provided that a friction device providing a damping friction torque is effective between the primary side and the secondary side. Depending on whether the best possible decoupling of the primary side and secondary side is to be achieved or the strongest possible coupling of the primary side with the secondary side is to be achieved, the actuator assembly can then be used in the occurrence of torsional vibrations so that they cancel the damping friction torque relative vibration supported by primary side and secondary side or counteracts this relative rotation to support the damping friction.

Um in definierter Art und Weise die Aktuatoranordnung geeignet zum Einsatz bringen zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass eine Relativzustandsermittlungsanordnung vorgesehen ist zur Ermittlung einer Relativdrehlage oder/und einer Relativdrehgeschwindigkeit der Primärseite bezüglich der Sekundärseite. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Relativzustandsermittlungsanordnung eine erste Drehbewegungssensoranordnung umfasst zur Bereitstellung von mit der Drehgeschwindigkeit oder/und der Drehlage der Primärseite in Zusammenhang stehender erster Information und eine zweite Drehbewegungssensoranordnung umfasst zur Bereitstellung von mit der Drehgeschwindigkeit oder/und der Drehlage der Sekundärseite in Zusammenhang stehender zweiter Information und dass eine Auswerte/Ansteuereinheit vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, beruhend auf der ersten Information und der zweiten Information den Relativzustand von Primärseite und Sekundärseite zu bestimmen und die Aktuatoranordnung zur Erzeugung eines Relativdrehmomentes zwischen Primärseite und Sekundärseite anzusteuern.In order to be able to use the actuator arrangement appropriately in a defined manner, it is further proposed that a relative state determining arrangement be provided for determining a relative rotational position and / or a relative rotational speed of the primary side with respect to the secondary side. In this case, it may be provided, for example, that the relative state determining arrangement comprises a first rotation sensor arrangement for providing first information related to the rotational speed and / or rotational position of the primary side and a second rotary motion sensor arrangement for providing the rotational speed and / or the rotational position of the secondary side in FIG Connection related second information and that an evaluation / drive unit is provided, which is designed based on the first information and the second information the To determine relative state of the primary side and secondary side and to control the actuator assembly for generating a relative torque between the primary side and secondary side.

Wie bereits ausgeführt, kann die Aktuatoranordnung so betrieben werden, dass in Abhängigkeit vom Drehzustand der Primärseite oder/und der Sekundärseite die Aktuatoranordnung zur Erzeugung eines einer Relativerdrehung zwischen Primärseite und Sekundärseite entgegenwirkenden Drehmomentes oder zur Erzeugung eines die Relativdrehung zwischen Primärseite und Sekundärseite unterstützenden Drehmomentes ansteuerbar ist.As already stated, the actuator arrangement can be operated such that depending on the rotational state of the primary side and / or the secondary side, the actuator arrangement for generating a relative rotation between primary side and secondary side counteracting torque or for generating a relative rotation between the primary side and secondary side supporting torque can be controlled ,

Um für die Aktuatoranordnung die erforderliche Energie zur Erzeugung des Drehmoments bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass eine Erregeranordnung vorgesehen ist, zur Übertragung der zum Betrieb der Aktuatoranordnung erforderlichen Energie in den Torsionsschwingungsdämpfer auf induktivem Wege. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Erregeranordnung eine erste Gruppe von Spulen an einer im Wesentlichen feststehenden Baugruppe umfasst und eine zweite Gruppe von Spulen am Torsionsschwingungsdämpfer umfasst, wobei weiterhin vorgeschlagen wird, dass die Spulen der zweiten Gruppe von Spulen der Erregeranordnungen in Verbindung mit den Spulen des einen Aktuatorwechselwirkungsbereichs stehen.In order to be able to provide the required energy for generating the torque for the actuator arrangement, it is proposed that an excitation arrangement be provided for the inductive transmission of the energy required for operating the actuator arrangement into the torsional vibration damper. In this case, it can be provided, for example, that the excitation arrangement comprises a first group of coils on a substantially fixed assembly and a second group of coils on the torsional vibration damper, wherein it is further proposed that the coils of the second group of coils of the exciter arrangements in conjunction with the Coils of the one Aktuatorwirkwirkungsbereichs stand.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern einer Aktuatoranordnung eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers, bei welchem Verfahren die Aktuatoranordnung betriebszustandsabhängig derart angesteuert wird, dass sie eine Relativdrehung zwischen Primärseite und Sekundärseite unterstützt oder einer Relativdrehung zwischen Primärseite und Sekundärseite entgegenwirkt oder in einen die Drehbewegung zwischen Primärseite und Sekundärseite im Wesentlichen nicht beeinflussenden neutralen Zustand gebracht wird.According to a further aspect, the present invention relates to a method for controlling an actuator arrangement of a torsional vibration damper according to the invention, in which method the actuator arrangement is driven depending on operating state such that it supports a relative rotation between primary side and secondary side or counteracts a relative rotation between primary side and secondary side or in a rotational movement is brought between the primary side and secondary side substantially non-influencing neutral state.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigt:The present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 eine Teil-Längsschnittansicht eines Torsionsschwingungsdämpfers; 1 a partial longitudinal sectional view of a torsional vibration damper;

2 eine der 1 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform eines Torsionsschwingungsdämpfers; 2 one of the 1 corresponding view of an alternative embodiment of a torsional vibration damper;

3 eine der 1 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform eines Torsionsschwingungsdämpfers; 3 one of the 1 corresponding view of an alternative embodiment of a torsional vibration damper;

4 eine der 1 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform eines Torsionsschwingungsdämpfers; 4 one of the 1 corresponding view of an alternative embodiment of a torsional vibration damper;

5 eine der 1 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform eines Torsionsschwingungsdämpfers; 5 one of the 1 corresponding view of an alternative embodiment of a torsional vibration damper;

6 eine der 1 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform eines Torsionsschwingungsdämpfers; 6 one of the 1 corresponding view of an alternative embodiment of a torsional vibration damper;

7 eine perspektivische Ansicht eines Käfigläufers; 7 a perspective view of a squirrel cage;

8 eine der 1 entsprechende Ansicht einer Abwandlung des in 1 gezeigten Systems; 8th one of the 1 corresponding view of a modification of the in 1 shown system;

9 eine Variation des in 8 gezeigten Systems; 9 a variation of in 8th shown system;

10 in blockbildartiger Darstellung das Prinzip der Energieübertragung bei den in den 8 und 9 gezeigten Systemen; 10 in Blockbildartiger representation of the principle of energy transfer in the in 8th and 9 shown systems;

11 eine der 10 enstprechende Ansicht eines alternativen Prinzips der Energieübertragung; 11 one of the 10 Corresponding view of an alternative principle of energy transfer;

12 eine weitere der 10 entsprechende Ansicht einer alternativen Art der Energieübertragung; 12 another one 10 corresponding view of an alternative type of energy transfer;

13 eine weitere der 10 entsprechende Ansicht einer alternativen Art der Energieübertragung. 13 another one 10 corresponding view of an alternative type of energy transfer.

In 1 ist ein erfindungsgemäßer Torsionsschwingungsdämpfer allgemein mit 10 bezeichnet. Dieser Torsionsschwingungsdämpfer 10 umfasst eine Primärseite 12 sowie eine Sekundärseite 14. Die Primärseite 12 umfasst im dargestellten Beispiel zwei Deckscheibenelemente 16, 18. Das Deckscheibenelement 16 ist in seinem radial inneren Bereich über eine Mehrzahl von Schraubbolzen 20 an einer als Antriebsorgan hier wirksamen Kurbelwelle 23 einer Brennkraftmaschine festgelegt oder festlegbar und somit zusammen mit dieser um eine Drehachse A drehbar. In einem radial äußeren, sich näherungsweise axial erstreckenden Abschnitt 22 trägt das Deckscheibenelement 16 einen Anlasserzahnkranz 24 und ist beispielsweise durch Verschweißung mit dem anderen Deckscheibenelement 18 fest verbunden. Zwischen den beiden Deckscheibenelementen 16 und 18 ist somit ein Volumenbereich 26 gebildet, in den der radial äußere Bereich eines Zentralscheibenelements 28 der Sekundärseite 14 eingreift. In an sich bekannter Weise sind an den Deckscheibenelementen 16, 18 einerseits und dem Zentralscheibenelement 28 andererseits Abstützabschnitte vorgesehen, an welchen die näherungsweise in Umfangsrichtung orientierten Federn 30 einer Dämpferelementenanordnung 32 abgestützt bzw. abstützbar sind, beispielsweise über so genannte Gleitschuhe 34, die weiterhin nach radial außen am näherungsweise axial sich erstreckenden Abschnitt 22 des Deckscheibenelements 16 abstützbar sind. Somit ist über die Dämpferelementenanordnung 32 das Zentralscheibenelement 28 zwar grundsätzlich mit der Primärseite 12 zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse A gekoppelt. Aufgrund der Komprimierbarkeit der Federn 30 ist jedoch in einem gewissen Relativdrehwinkelbereich eine Verdrehung der Sekundärseite 14 bezüglich der Primärseite 12 möglich. Tritt eine derartige Drehung auf, so werden die an dem Deckscheibenelement 16 drehbar getragenen Planetenräder 34 durch einen am Zentralscheibenelement 28 gebildeten Hohlradbereich zur Drehung angetrieben, was zur Energieabfuhr dient. Eine weitere Energieabfuhr bei Relativdrehung kann dadurch erfolgen, dass in dem Volumenbereich 26 ein viskoses Medium, beispielsweise Schmierfett o. dgl., angeordnet ist, so dass die Relativbewegung unter Verdrängung dieses viskosen Mediums erfolgt. Ferner wirkt einer Relativdrehung zwischen der Primärseite 12 und der Sekundärseite 14 die durch den direkten Kontakt zwischen Primärseite 12 bzw. der dieser zugeordneten Komponenten und Sekundärseite 14 erzeugte Reibung entgegen. So ist ein Gleitring 36 an der Primärseite 12 getragen, an welchem Gleitring 36 die Sekundärseite, nämlich das Zentralscheibenelement 28, axial abgestützt ist. Eine zwischen dem Zentralscheibenelement 28 und dem Deckscheibenelement 18 wirkende Feder 38, beispielsweise Wellfeder oder Tellerfeder, die einerseits eine vorgespannte Anlage des Zentralscheibenelements 28 am Gleitring 36 sicherstellt, erzeugt andererseits gleichzeitig auch eine Reibwirkung und schließt den Volumenbereich 26 dicht ab. Diese Komponenten 36 und 38 erzeugen also ein Grundreibelement und können somit als Bestandteile einer Reibeinrichtung interpretiert werden. Selbstverständlich ist es möglich, weitere der Erzeugung eines Dämpfungsreibelements dienende Komponenten vorzusehen, die auch abhängig vom Relativdrehwinkel zwischen Primärseite 12 und Sekundärseite 14 verschleppt wirksam sein können.In 1 is a torsional vibration damper according to the invention in general 10 designated. This torsional vibration damper 10 includes a primary page 12 as well as a secondary side 14 , The primary side 12 In the example shown, comprises two cover disk elements 16 . 18 , The cover disk element 16 is in its radially inner region via a plurality of bolts 20 on an effective here as a drive member crankshaft 23 an internal combustion engine set or fixed and thus rotatable together with this about a rotation axis A. In a radially outer, approximately axially extending portion 22 carries the cover disk element 16 a starter ring gear 24 and is, for example, by welding to the other cover disk element 18 firmly connected. Between the two cover disk elements 16 and 18 is thus a volume range 26 formed in the radially outer region of a central disk element 28 the secondary side 14 intervenes. In known manner are on the cover disk elements 16 . 18 on the one hand and the central disk element 28 on the other hand support sections provided on which the approximately circumferentially oriented springs 30 a damper element arrangement 32 be supported or supported, for example via so-called sliding shoes 34 that continues radially outward at the approximately axially extending portion 22 the cover disk element 16 are supportable. Thus, via the damper element assembly 32 the central disk element 28 although basically with the primary side 12 coupled for common rotation about the axis of rotation A. Due to the compressibility of the springs 30 However, in a certain relative rotation angle range is a rotation of the secondary side 14 concerning the primary side 12 possible. If such a rotation occurs, they will be on the cover disk element 16 rotatably supported planet wheels 34 by one on the central disk element 28 formed Hohlradbereich driven for rotation, which serves for energy dissipation. A further energy dissipation during relative rotation can take place in that in the volume range 26 a viscous medium, for example, grease o. The like., Is arranged so that the relative movement takes place under displacement of this viscous medium. Furthermore, a relative rotation between the primary side acts 12 and the secondary side 14 by the direct contact between primary side 12 or the associated components and secondary side 14 counteracted friction. So is a slip ring 36 on the primary side 12 worn on which slip ring 36 the secondary side, namely the central disk element 28 , is axially supported. One between the central disk element 28 and the cover disk element 18 acting spring 38 , For example, corrugated spring or disc spring, on the one hand a biased system of the central disk element 28 on the sliding ring 36 ensures, on the other hand, at the same time also a friction effect and closes the volume range 26 tight. These components 36 and 38 So generate a Grundreibelement and thus can be interpreted as components of a friction device. Of course, it is possible to provide further the generation of a damping friction serving components, which also depends on the relative rotation angle between the primary side 12 and secondary side 14 being abducted can be effective.

Mit dem Zentralscheibenelement 28 ist ferner ein Schwungrad 40 fest verbunden. An diesem Schwungrad 40 kann beispielsweise das Gehäuse einer Druckplattenbaugruppe zum Erhalt einer Reibungskupplung festgelegt werden.With the central disk element 28 is also a flywheel 40 firmly connected. At this flywheel 40 For example, the housing of a pressure plate assembly can be set to obtain a friction clutch.

Voranstehend ist der Aufbau eines grundsätzlich bekannten Torsionsschwingungsdämpfers 10 in Form eines Zweimassenschwungrads beschrieben worden. Es ist selbstverständlich, dass hier in verschiedensten Systembereichen andere Ausgestaltungen gewählt werden können.Above is the structure of a basically known torsional vibration damper 10 has been described in the form of a dual mass flywheel. It goes without saying that other configurations can be chosen here in the most diverse system areas.

Bei dem in 1 dargestellten Torsionsschwingungsdämpfer 10 ist weiterhin eine allgemein mit 42 bezeichnete Aktuatoranordnung vorgesehen. Diese umfasst einen Aktuatorwechselwirkungsbereich 44 an der Primärseite 12 sowie einen Aktuatorwechselwirkungsbereich 46 an der Sekundärseite 14. Der primärseitige Aktuatorwechselwirkungsbereich 44 kann bei der hier gezeigten Ausgestaltung der Aktuatoranordnung 42 als permanent erregte Synchronmaschine eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgend angeordneten Permanentmagneten 48 umfassen, wobei das im Allgemeinen aus Blechmaterial gebildete Deckscheibenelement 18 den magnetischen Kurzschluss bereitstellt.At the in 1 shown torsional vibration damper 10 is still a generally with 42 designated actuator assembly provided. This includes an actuator interaction area 44 on the primary side 12 and an actuator interaction area 46 on the secondary side 14 , The primary-side actuator interaction area 44 can in the embodiment of the actuator shown here 42 as a permanent magnet synchronous machine a plurality of circumferentially successively arranged permanent magnet 48 comprise, wherein the cover plate element generally formed of sheet material 18 provides the magnetic short circuit.

Der sekundärseitige Aktuatorwechselwirkungsbereich 46 umfasst im dargestellten Beispiel äußere Spulen 50 und innere Spulen 52, jeweils in Umfangsrichtung aufeinander folgend radial außerhalb bzw. radial innerhalb der Permanentmagnete 48 angeordnet und am Schwungrad 40 getragen. Diese Spulen sind von herkömmlichem Aufbau und umfassen beispielsweise ein Joch und darauf gewickelte Wicklungen. Den ferromagnetischen Kurzschluss zwischen den Spulen 50 und 52 kann das ebenfalls aus Metallmaterial aufgebaute Schwungrad 40 bilden.The secondary-side actuator interaction area 46 includes in the example shown outer coils 50 and inner coils 52 , in the circumferential direction successively radially outside or radially within the permanent magnets 48 arranged and on the flywheel 40 carried. These coils are of conventional construction and include, for example, a yoke and windings wound thereon. The ferromagnetic short circuit between the coils 50 and 52 can also be constructed of metal material flywheel 40 form.

Es sei hier darauf hingewiesen, dass selbstverständlich der sekundärseitige Aktuatorwechselwirkungsbereich 46 auch nur die äußeren Spulen 50 (so genannter Außenläufer) oder nur die inneren Spulen 42 (so genannter Innenläufer) aufweisen kann.It should be noted here that, of course, the secondary-side Aktuatorwirkwirkungsbereich 46 even only the outer coils 50 (so-called external rotor) or only the inner coils 42 (so-called inner rotor) may have.

Am Außenumfangsbereich des Schwungrades 40 ist ein Schleifring 54 vorgesehen. Dieser steht in elektrisch leitender Verbindung mit den Spulen 50 und 52 sowie mit einem Schleifkontakt 56, der unter der Ansteuerung einer Ansteueranordnung 58 auch im Drehbetrieb eine Bestromung der Spulen 50 bzw. 52 erreichen kann. Mit der Ansteueranordnung 58 stehen Sensoren 60, 62 in Verbindung. Diese Sensoren 60, 62 können beispielsweise in optischer oder induktiver Art und Weise ein am Außenumfang der Primärseite 12 bzw. der Sekundärseite 14 ausgebildetes Muster, beispielsweise Streifenmuster oder Rippenmuster, abtasten und somit jeweils ein Signal liefern, das einerseits durch entsprechende Signalauswertung die Bestimmung der Drehzahl der Primärseite 12 bzw. der Sekundärseite 14 und somit auch der Relativdrehzahl dieser beiden Systembereiche zulässt und andererseits bei entsprechender Ausgestaltung des Musters auf die Relativdrehlage zwischen Primärseite 12 und Sekundärseite 14 schließen lässt.At the outer peripheral portion of the flywheel 40 is a slip ring 54 intended. This is in electrically conductive connection with the coils 50 and 52 as well as with a sliding contact 56 which is under the control of a drive arrangement 58 also in rotary operation energization of the coils 50 respectively. 52 can reach. With the drive arrangement 58 stand sensors 60 . 62 in connection. These sensors 60 . 62 For example, in the optical or inductive manner on the outer periphery of the primary side 12 or the secondary side 14 trained pattern, such as stripe pattern or rib pattern, scan and thus each provide a signal on the one hand by appropriate signal evaluation, the determination of the speed of the primary side 12 or the secondary side 14 and thus also allows the relative speed of these two system areas and on the other hand, with appropriate design of the pattern on the relative rotational position between the primary side 12 and secondary side 14 close.

Durch das Vorsehen der Aktuatoranordnung 42, also im Prinzip einer Elektromaschine, die zur Erzeugung eines Drehmomentes zwischen ihren beiden Wechselwirkungsbereichen 44, 46 in der Lage ist, kann die Relativlage bzw. die Relativdrehung zwischen der Primärseite 12 und der Sekundärseite 14 definiert beeinflusst werden. Dies wird nachfolgend anhand verschiedener Betriebssituationen erläutert.By providing the actuator assembly 42 , that is, in principle, an electric machine used to generate a torque between their two interaction areas 44 . 46 is capable of, the relative position or the relative rotation between the primary page 12 and the secondary side 14 be influenced defined. This will be explained below with reference to various operating situations.

Zunächst sei angenommen, dass ein mit einem derartigen Torsionsschwingungsdämpfer 10 ausgestattetes Antriebssystem gestartet werden soll. Beim Anlassen der Brennkraftmaschine und Hochdrehen zur Leerlaufdrehzahl wird die Resonanzstelle des Torsionsschwingungsdämpfers 10 durchlaufen. Diese Resonanzstelle ist definiert so gelegt, dass sie in einem während des normalen Betriebs nicht involvierten Drehzahlbereich ist. Um beim Hochdrehen des Systems zu verhindern, dass durch Resonanzüberhöhung zu starke Drehschwingungen auftreten, kann in dieser Phase die Aktuatoranordnung 42 derart angesteuert werden, dass sie ein Relativmoment zwischen Primärseite 12 und Sekundärseite 14 erzeugt, das der durch die Sensoren 60, 62 erfassten Relativdrehung entgegenwirkt. Das heißt, in dieser Betriebsphase bzw. einem derartigen Zustand unterstützt die Aktuatoranordnung 42 das vorangehend angesprochene in verschiedenen Systembereichen erzeugte Reibungsdämpfungsmoment, das ebenfalls einer Relativdrehung zwischen Primärseite 12 und Sekundärseite 14 entgegenwirkt. Durch die Möglichkeit, exakt zu ermitteln, in welchem Ausmaß bzw. mit welcher Frequenz die Primärseite 12 und die Sekundärseite 14 bezüglich einander oszillieren, wird es möglich, durch entsprechende Erregung der Spulen 50, 52 des sekundärseitigen Aktuatorwechselwirkungsbereichs 46 ein gegenphasig oszillierendes Moment aufzubauen, so dass auch bei dem Durchlaufen der Resonanz keine Schwingungsüberhöhung auftritt.First, assume that one with such a torsional vibration damper 10 equipped drive system to be started. When starting the engine and racing up to idle speed, the resonance point of the torsional vibration damper 10 run through. This resonance point is defined to be in a speed range not involved during normal operation. In order to prevent the spin-up of the system that occur due to resonance overshoot too strong torsional vibrations, in this phase, the actuator assembly 42 be controlled so that they have a relative moment between the primary side 12 and secondary side 14 generated by the sensors 60 . 62 counteracts detected relative rotation. That is, in this phase of operation or such a state supports the actuator assembly 42 the previously mentioned in different system areas generated friction damping torque, which also a relative rotation between the primary side 12 and secondary side 14 counteracts. The ability to determine exactly to what extent or at what frequency the primary side 12 and the secondary side 14 oscillate with respect to each other, it is possible by appropriate excitation of the coils 50 . 52 the secondary-side actuator interaction area 46 build up an antiphase oscillating moment, so that no oscillation overshoot occurs even when passing through the resonance.

Ist das Antriebssystem dann in einem normalen Fahrzustand, besteht grundsätzlich die Tendenz, dass durch die in der Brennkraftmaschine periodisch auftretenden Zündungen eine unter Berücksichtigung auch der Drehzahl entsprechend periodische Schwingungsanregung auftritt. Einer derartigen Schwingungsanregung kann am besten durch möglichst freies Schwingen der Primärseite 12 bezüglich der Sekundärseite 14 entgegengetreten werden. Die in einem derartigen Torsionsschwingungsdämpfer 10 zwangsweise erzeugten Reibmomente wirken jedoch dieser Schwingung in ungewünschter Weise entgegen. Es kann daher in diesem Betriebszustand dafür gesorgt werden, dass durch entsprechende Ansteuerung die Aktuatoranordnung 42 ein entsprechend periodisches Moment erzeugt, nunmehr jedoch der Schwingung nicht entgegenwirkend, sondern diese unterstützend. Idealerweise könnte vorgesehen sein, dass das durch die Aktuatoranordnung 42 periodisch erzeugte Moment das in dem Torsionsschwingungsdämpfer vorhandene Dämpfungsreibelement vollständig kompensiert, so dass die Primärseite 12 und die Sekundärseite 14 quasi „reibungsfrei” bezüglich einander oszillieren. Auch hier wird wieder das Erkennen der Relativdrehzahl und der Auslenkungsamplitude vermittels der Sensoren 60, 62 ausgenutzt.If the drive system is then in a normal driving state, there is always the tendency that due to the ignition occurring periodically in the internal combustion engine, a periodic vibration excitation takes place taking into account also the rotational speed. Such vibration excitation is best achieved by swinging the primary side as free as possible 12 with respect to the secondary side 14 be countered. The in such a torsional vibration damper 10 Forcibly generated friction moments, however, counteract this oscillation in an undesired manner. It can therefore be ensured in this operating state that by appropriate control, the actuator assembly 42 generates a corresponding periodic moment, but now not the oscillation counteracting, but this supportive. Ideally, it could be provided that by the actuator assembly 42 periodically generated torque fully compensates for the existing in the torsional vibration damper damping friction element, so that the primary side 12 and the secondary side 14 virtually "frictionless" with respect to each other oscillate. Again, the detection of the relative speed and the deflection amplitude by means of the sensors again 60 . 62 exploited.

Bleibt ein Fahrzeug in einem derartigen quasi stationären Zustand, steigt jedoch die Drehzahl allmählich an, so kann ein Grenzbereich erreicht werden, in dem einerseits durch definiertes Unterstützen der freien Schwingung zwischen Primärseite 12 und Sekundärseite 14 keine Verbesserung des Schwingungszustands erlangt wird und andererseits aufgrund anderer Einflüsse ein selbst verbesserter Schwingungszustand nicht erkennbar würde, beispielsweise weil ohnehin eine vergleichsweise starke Geräuschbeeinträchtigung vorhanden ist. Würde in dieser Phase die Aktuatoranordnung 42 weiter betrieben werden, um das „freie Schwingen” zwischen Primärseite 12 und Sekundärseite 14 zu unterstützen, so hätte dies im Fahrzeug keinen spürbaren Effekt. Es würde lediglich die zur unterstützenden Anregung erforderliche elektrische Energie verbraucht werden. Es kann daher in einem derartigen Zustand vorgesehen sein, dass entweder die Aktuatoranordnung 42 passiv geschaltet wird, so dass keine Wechselwirkung zwischen den Wechselwirkungsbereichen 44 und 46 vorhanden ist. Grundsätzlich wäre es aber auch möglich, nunmehr die Aktuatoranordnung 42 in einen Generatorbetriebszustand zu schalten, um die aufgrund der immer noch vorhandenen Schwingungsanregung auftretende Relativbewegung zwischen den beiden Aktuatorwechselwirkungsbereichen 46 und 44 zur Erzeugung elektrischer Energie zu nutzen. Hier kann ähnlich verfahren werden, wie bei so genannten Starter/Generator-Anordnungen, so dass die im Generatorbetrieb erzeugte elektrische Energie entweder in einen Energiespeicher, also die Fahrzeugbatterie, oder das Bordspannungssystem, eingespeist wird.If a vehicle remains in such a quasi-stationary state, but the speed increases gradually, so a boundary can be achieved, in the one hand by defined supporting the free vibration between the primary side 12 and secondary side 14 no improvement of the vibration state is obtained and on the other hand, due to other influences a self-improved vibration state would not be recognizable, for example, because in any case a comparatively strong noise impairment is present. Would at this stage the actuator assembly 42 continue to operate to the "free swinging" between the primary side 12 and secondary side 14 to assist, this would have no noticeable effect in the vehicle. Only the electrical energy required to assist in the excitation would be consumed. It may therefore be provided in such a state that either the actuator assembly 42 is switched passively, so that no interaction between the interaction areas 44 and 46 is available. In principle, it would also be possible, now the actuator assembly 42 to switch to a generator operating state to the occurring due to the still existing vibration excitation relative movement between the two Aktuatorwirkwirkungsbereichen 46 and 44 to use for generating electrical energy. Here, the procedure can be similar, as in the case of so-called starter / generator arrangements, so that the electrical energy generated in generator operation is fed either into an energy store, ie the vehicle battery, or the on-board voltage system.

Wird ein mit einem derartigen Torsionsschwingungsdämpfer 10 ausgestattetes Antriebssystem beispielsweise in einem Teillastzustand betrieben, so kann aufgrund des zwischen der Primärseite und der Sekundärseite zu übertragenden Drehmomentes eine vergleichsweise starre Kompression der Federn 30 und eine entsprechend starre Verkopplung zwischen der Primärseite 12 und der Sekundärseite 14 auftreten. Auch in diesem Falle kann ein Gegenmoment erzeugt werden, das das Entspannen der Federn 30 zur Folge hat, so dass diese wieder in einem Bereich geringerer Federkraft arbeiten und somit eine verbesserte Entkopplungswirkung erzielt werden kann.Is one with such a torsional vibration damper 10 equipped drive system, for example, operated in a part-load state, so may, due to the torque to be transmitted between the primary side and the secondary side, a comparatively rigid compression of the springs 30 and a correspondingly rigid coupling between the primary side 12 and the secondary side 14 occur. Also in this case, a counter-moment can be generated, which is relaxing the springs 30 has the consequence that they work again in a range of lower spring force and thus an improved decoupling effect can be achieved.

Treten beispielsweise aufgrund eines spontanen Änderns des Lastzustandes so genannte Lastwechselschwingungen auf, so kann ausgehend von einem Zustand, in dem zur möglichst guten Entkopplung von Primärseite 12 und Sekundärseite 14 die Aktuatoranordnung 42 die freie Schwingung unterstützt hat, in einen Zustand übergegangen werden, der dem Startzustand entspricht, um der dann übermäßigen Relativbewegung zwischen Primärseite 12 und Sekundärseite 14 entgegenzuwirken und somit ein quasi verstärktes Dämpfungsmoment zu erzeugen.Occur, for example, due to a spontaneous change of the load state so-called load swing oscillations, then, starting from a state in which the best possible decoupling of the primary side 12 and secondary side 14 the actuator assembly 42 supports the free vibration has transitioned to a state corresponding to the start state, then excessive relative movement between the primary side 12 and secondary side 14 counteract and thus produce a quasi-enhanced damping moment.

Ein weiterer Einsatzmodus des erfindungsgemäß ausgestalteten Torsionsschwingungsdämpfers 10 ist das Anlassen einer Brennkraftmaschine ohne Anlasser. Hierzu ist es erforderlich, dass zumindest einige der Kolben in einer die erste Zündung zulassenden Stellung positioniert sind. Ist dies jedoch nicht der Fall, kann durch das in der Aktuatoranordnung 42 erzeugte Moment definiert ein Drehmoment auf die Kurbelwelle 23 ausgeübt werden und somit durch Drehen der Kurbelwelle 23 auch die Lage der verschiedenen Kolben beeinflusst werden. Hierzu kann beispielsweise bei eingelegtem Gang die Reibungskupplung eines derartigen Antriebsstrangs zunächst eingerückt gehalten werden und durch die Aktuatoranordnung 42 ein Drehmoment erzeugt werden, das bei dann grundsätzlich festgehaltener Sekundärseite 14 eine Relativdrehung der Primärseite 12 und somit der Kurbelwelle 23 bewirkt. Reicht diese Relativdrehung aus, um die Kolben in die gewünschte Stellung zu bringen, kann dann die Brennkraftmaschine gestartet werden. Reicht diese Relativdrehung nicht aus, so kann zunächst die Reibungskupplung geöffnet werden, woraufhin die Federn 30 sich entspannen werden und bei sich im Allgemeinen nicht drehender Kurbelwelle 23 und Primärseite 12 eine Drehung der Sekundärseite 14 erzeugt werden. Daraufhin wird die Kupplung wieder geschlossen und es kann erneut durch Bestromen der Spulen 50 bzw. 52 ein Drehmoment erzeugt werden, das dann wieder zur Drehung der Primärseite 12 und somit der Kurbelwelle 23 führt. Dieser Vorgang kann sukzessive so lange wiederholt werden, bis die Kurbelwelle 23 und somit auch die mit dieser verkoppelten Kolben in der zum Anlassen gewünschten Positionierung sind.Another mode of use of the inventively designed torsional vibration damper 10 is the starting of an internal combustion engine without starter. For this it is necessary that at least some of the pistons are positioned in a position permitting the first ignition. However, if this is not the case, can be in the actuator assembly 42 torque generated defines a torque on the crankshaft 23 be exercised and thus by turning the crankshaft 23 also the location of different pistons are affected. For this purpose, for example, when engaged gear, the friction clutch of such a drive train are initially held engaged and by the actuator assembly 42 a torque are generated, which then basically held secondary side 14 a relative rotation of the primary side 12 and thus the crankshaft 23 causes. If this relative rotation is sufficient to bring the pistons into the desired position, then the internal combustion engine can be started. If this relative rotation is insufficient, the friction clutch can first be opened, whereupon the springs 30 to relax and with generally non-rotating crankshaft 23 and primary side 12 a rotation of the secondary side 14 be generated. Then the clutch is closed again and it can again by energizing the coils 50 respectively. 52 a torque are generated, which then turn back to the primary side 12 and thus the crankshaft 23 leads. This process can be successively repeated until the crankshaft 23 and thus also the coupled with this piston in the desired position for starting positioning.

In 2 ist eine alternative Ausgestaltungsart des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers dargestellt. Im Folgenden wird lediglich auf die im Vergleich zur 1 vorhandenen wesentlichen Unterschiede eingegangen.In 2 an alternative embodiment of the torsional vibration damper according to the invention is shown. The following is merely on the compared to 1 existing essential differences.

Man erkennt zunächst, dass die Aktuatoranordnung 42a im Volumenbereich 26a angeordnet ist. Auch hier ist grundsätzlich eine Synchronmaschine gezeigt, bei welcher die nunmehr im Wesentlichen den primärseitigen Wechselwirkungsbereich 44a bereitstellenden Spulen 50a an dem näherungsweise axial sich erstreckenden Abschnitt 22a des Deckscheibenelements 16a vorgesehen sind. Radial innerhalb dieser Spulen sind am radial äußeren Endbereich des Zentralscheibenelements 28a die Permanentmagnete 48 des sekundärseitigen Aktuatorwechselwirkungsbereichs 46a getragen.It can be seen first that the actuator assembly 42a in the volume range 26a is arranged. Here, too, a synchronous machine is basically shown, in which the now essentially the interaction area on the primary side 44a providing coils 50a at the approximately axially extending portion 22a the cover disk element 16a are provided. Radially within these coils are at the radially outer end portion of the central disk element 28a the permanent magnets 48 the secondary-side actuator interaction area 46a carried.

Am radial inneren Endbereich des Deckscheibenelements 18a ist nunmehr der Schleifring 54a getragen. Der hier nicht mehr dargestellte Schleifkontakt kann in den axialen Zwischenraum zwischen dem Deckscheibenelement 18a und dem Schwungrad 40a eingreifen und somit den Schleifring 54a kontaktieren.At the radially inner end region of the cover disk element 18a is now the slip ring 54a carried. The sliding contact, not shown here, can be in the axial space between the cover disk element 18a and the flywheel 40a engage and thus the slip ring 54a to contact.

Man erkennt zunächst, dass hier die elektrische Kontaktierung, also der Schleifkontakt, wesentlich weiter nach radial innen verlagert ist, so dass die Relativgeschwindigkeit der reibend bzw. schleifend aneinander angreifenden Komponenten deutlich vermindert ist. Dies führt zu einer wesentlich geringeren mechanischen Belastung dieser Komponenten. Weiterhin ist durch Eingliedern der Aktuatoranordnung 42a in den Volumenbereich 26a diese gegen äußere Einflüsse und Verunreinigung verbessert geschützt. Den magnetischen Kurzschluss zwischen den einzelnen Spulen 50a bildet das Deckscheibenelement 16a, während den magnetischen Kurzschluss zwischen den Permanentmagneten 48a das Zentralscheibenelement 28a bereitstellt.It can be seen first that here the electrical contact, ie the sliding contact, is displaced substantially further radially inwards, so that the relative speed of the components rubbing against one another and sliding against each other is significantly reduced. This leads to a much lower mechanical stress of these components. Furthermore, by incorporating the actuator assembly 42a in the volume range 26a This protects against external influences and pollution protected. The magnetic short circuit between the individual coils 50a forms the cover disk element 16a while the magnetic short circuit between the permanent magnets 48a the central disk element 28a provides.

Eine weitere Abwandlung ist in 3 gezeigt. Auch hier bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils unter Hinzufügung eines Anhangs „b” gleiche Komponenten bzw. Komponenten gleicher Funktion wie in 1.Another variation is in 3 shown. Here, too, the same reference numerals designate, with the addition of an appendix "b", identical components or components having the same function as in FIG 1 ,

Man erkennt nun, dass die den primärseitigen Wechselwirkungsbereich 44b bereitstellenden Spulen 50b am radial inneren Bereich des Deckscheibenelements 18b getragen sind. Die Permanentmagnete 48b des sekundärseitigen Wechselwirkungsbereichs 46b sind nunmehr an dem Schwungrad 40b getragen. Der Schleifring zur Zuführung elektrischer Energie ist am radial inneren Bereich des Deckscheibenelements 16b vorgesehen. Es sei hier darauf hingewiesen, dass selbstverständlich bei der in 3 gezeigten Ausgestaltungsform, ebenso wie bei den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen, die elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen Schleifring und den Spulen beispielsweise über die diese Komponenten tragenden Bauteile, also beispielsweise die Deckscheibenelemente oder das Schwungrad, erfolgen kann, wobei die Spulen so ausgeführt sein können, dass entsprechende Wicklungsbereiche diese Bauteile kontaktieren. Selbstverständlich ist es auch möglich, spezielle Leitungsverbindungen vorzusehen.It can now be seen that the primary-side interaction region 44b providing coils 50b at the radially inner region of the cover disk element 18b are worn. The permanent magnets 48b of the secondary-side interaction region 46b are now on the flywheel 40b carried. The slip ring for supplying electrical energy is at the radially inner region of the cover disk element 16b intended. It should be noted here that, of course, in the in 3 shown embodiment, as well as in the embodiments described above, the electrical connection between the respective slip ring and the coils, for example via the components carrying these components, so for example the cover disk elements or the flywheel, can take place, wherein the coils can be designed so that corresponding Winding areas contact these components. Of course it is also possible to provide special cable connections.

Bei der in 4 gezeigten Ausgestaltungsform sind die Spulen 50c des sekundärseitigen Aktuatorwechselwirkungsbereichs 46c im radial mittleren Bereich des Zentralscheibenelements 28c vorgesehen. Die Permanentmagnete 48c sind an den einander zugewandten Seiten der Deckscheibenelemente 16c, 18c im gleichen radialen Bereich angeordnet, wie die Spulen 50c. Der Schleifring 54c ist hier im radial inneren Endbereich des Schwungrads 40c vorgesehen.At the in 4 shown embodiment, the coils 50c the secondary-side actuator interaction area 46c in the radially central region of the central disk element 28c intended. The permanent magnets 48c are on the mutually facing sides of the cover disk elements 16c . 18c arranged in the same radial region as the coils 50c , The slip ring 54c is here in the radially inner end region of the flywheel 40c intended.

Vorangehend sind Ausgestaltungsformen beschrieben worden, bei welchen die Aktuatoranordnung jeweils eine Elektromaschine des Typs einer permanentmagnetisch erregten Synchronmaschine hatte.Previously, embodiments have been described in which the actuator assembly each had an electric machine of the type of permanent magnetically excited synchronous machine.

In 5 ist eine Ausgestaltung eines Torsionsschwingungsdämpfers 10d gezeigt, bei der die Elektromaschine vom Typ einer Asynchronmaschine mit Kurzschlussläuferkäfig ist. Die Spulen 50d sind an dem Innenumfangsbereich des im Wesentlichen axial sich erstreckenden Abschnitts 22d des Deckscheibenelements 16d vorgesehen.In 5 is an embodiment of a torsional vibration damper 10d shown, in which the electric machine is of the type of induction machine with squirrel cage. The spools 50d are at the inner peripheral portion of the substantially axially extending portion 22d the cover disk element 16d intended.

Die Erregung der Spulen 50d erfolgt auf induktivem Wege über Erregerspulen 60d, die an einer feststehenden Komponente, beispielsweise einer Getriebeglocke 62d getragen sind.The excitement of the coils 50d occurs inductively via excitation coils 60d attached to a fixed component, such as a bell housing 62d are worn.

Am radial äußeren Bereich des Zentralscheibenelements 28d der Sekundärseite 14d ist ein so genannter Käfigläufer 64d gebildet, welcher nunmehr im Wesentlichen den sekundärseitigen Aktuatorwechselwirkungsbereich 46d bereitstellt. Dieser Käfigläufer umfasst eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden, elektrisch leitenden Segmenten 66d, die in ihren Endbereichen über einen Ringabschnitt 68d einerseits bzw. den Körperbereich 70d des Zentralscheibenelements 28d miteinander verbunden sind. Durch die definierte Bestromung der Spulen 50d werden in dem Kurzschlusskäfig Wirbelströme induziert, die wiederum ein Magnetfeld erzeugen, das mit dem Magnetfeld der Spulen 50d im Wechselwirkung tritt und somit die magnetische Wechselwirkung zwischen den beiden Aktuatorwechselwirkungsbereichen 44d und 46d erzeugt.At the radially outer region of the central disk element 28d the secondary side 14d is a so-called squirrel cage 64d formed, which now essentially the secondary-side Aktuatorwirkwirkungsbereich 46d provides. This squirrel cage rotor comprises a plurality of circumferentially successive, electrically conductive segments 66d , which in their end areas have a ring section 68d on the one hand or the body area 70d the central disk element 28d connected to each other. By the defined energization of the coils 50d eddy currents are induced in the short-circuit cage, which in turn generate a magnetic field associated with the magnetic field of the coils 50d interacts and thus the magnetic interaction between the two Aktuatorwirkwirkungsbereiche 44d and 46d generated.

Eine alternative Ausgestaltungsform mit einer Asynchronmaschine als Aktuatoranordnung 42e ist in 6 und 7 gezeigt. Hier sind die Spulen 50e am radial inneren Bereich des Deckscheibenelements 18e getragen. Ein die Spulen 50e radial außen umgebender Schleifring 54e stellt die elektrische Kontaktierung sicher. Am radial inneren Bereich des Schwungrads 40e ist nunmehr der Kurzschlussläufer bzw. Kurzschlusskäfig 64e vorgesehen. Dieser kann, so wie in 7 schematisch angedeutet, mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden stab- bzw. stangenartigen Abschnitten 66e aufweisen, die durch jeweilige Scheiben bzw. ringartige Endbereiche 72e und 74e kurzgeschlossen sind.An alternative embodiment with an asynchronous machine as the actuator assembly 42e is in 6 and 7 shown. Here are the coils 50e at the radially inner region of the cover disk element 18e carried. One the coils 50e radially outside surrounding slip ring 54e ensures the electrical contact. At the radially inner region of the flywheel 40e is now the squirrel cage or short circuit cage 64e intended. This one can, as in 7 schematically indicated, with a plurality of circumferentially successive rod or rod-like sections 66e through respective discs or annular end portions 72e and 74e are shorted.

Nachfolgend werden mit Bezug auf die 8 bis 13 die vorangehend bereits bei verschiedenen Ausgestaltungsformen angesprochenen Prinzipien der Übertragung elektrischer Energie in den Torsionsschwingungsdämpfer bzw. die in diesen integrierte Aktuatoranordnung erläutert.The following will be with reference to the 8th to 13 the above already addressed in various embodiments principles of transfer of electrical energy into the torsional vibration damper or in this integrated actuator assembly explained.

In 8 ist hierzu eine Abwandlung des in 1 bereits dargestellten und mit Bezug auf diese Figur detailliert beschriebenen Torsionsschwingungsdämpfers gezeigt, bei welchem der Energieübertrag nicht durch mechanische Kontaktierung, also Schleifkontakt o. dgl., sondern durch elektromagnetische Wechselwirkung erzeugt wird, wie dies beispielsweise auch bereits bei der Ausgestaltungsform gemäß 5 gezeigt ist. Man erkennt in 8 eine allgemein mit 82 bezeichnete Erregeranordnung, die stationäre, also beispielsweise an einer Getriebeglocke 62 o. dgl. getragene und um die Drehachse A aufeinander folgend angeordnete Spulen 60 sowie rotierende Spulen 80 umfasst. Die rotierenden Spulen 80 sind im dargestellten Beispiel an der Sekundärseite 14 getragen, ebenso wie die Spulen 50 des sekundärseitigen Aktuatorwechselwirkungsbereichs 46. Zwischen den Spulen 80 und den Spulen 50 besteht eine elektrische Leitungsverbindung.In 8th this is a modification of the in 1 already shown and described in detail with reference to this figure Torsionsschwingungsdämpfers shown in which the energy transfer is not generated by mechanical contact, ie sliding contact o. The like., But by electromagnetic interaction, as for example, already in the embodiment according to 5 is shown. One recognizes in 8th a general with 82 designated exciter arrangement, the stationary, so for example on a bell housing 62 o. The like. Worn and arranged around the axis of rotation A successively arranged coils 60 as well as rotating coils 80 includes. The rotating coils 80 are in the example shown on the secondary side 14 worn, as well as the coils 50 the secondary-side actuator interaction area 46 , Between the coils 80 and the coils 50 there is an electrical line connection.

Durch Erregen der Spulen 60 vermittels einer Wechselspannung wird bei den mit möglichst geringem Luftspalt an den Spulen 60 sich vorbeibewegenden Spulen 80 nach Art eines Transformators ebenfalls eine Wechselspannung induziert. Diese Wechselspannung kann von den Spulen 80 abgegriffen werden und in den Spulen 50 zur Erzeugung eines Magnetfelds genutzt werden.By exciting the coils 60 by means of an alternating voltage is at the lowest possible air gap on the coils 60 passing coils 80 also induced an alternating voltage in the manner of a transformer. This alternating voltage can be from the coils 80 be tapped and in the coils 50 be used to generate a magnetic field.

Eine Abwandlung des in 8 gezeigten Aufbaus ist in 9 dargestellt. Die Anordnung der Aktuatoranordnung 42a entspricht hier der in 2 dargestellten. Die Spulen 50a sind also an der Primärseite, insbesondere an dem Deckscheibenelement 16a getragen, während die Permanentmagnete 48 an der Primärseite, insbesondere dem Deckscheibenelement 16a getragen, während die Permanentmagnete 48a an der Sekundärseite 14a, insbesondere dem Zentralscheibenelement 28a getragen sind. Die Erregeranordnung 82a ist nunmehr in größerem räumlichen Abstand zur Aktuatoranordnung 42a angeordnet, um somit eine bessere thermische Entkopplung dieser beiden Systembereiche zu erhalten. Insbesondere erkennt man, dass die an der Primärseite 12a vorgesehenen Spulen 80a am radial inneren Bereich des Deckscheibenelments 16a positioniert sind und selbstverständlich über eine nicht dargestellte Leitungsverbindung in Kontakt sind mit den Spulen 50a, die am radial äußeren Bereich des Deckscheibenelements positioniert sind.A variation of the in 8th shown construction is in 9 shown. The arrangement of the actuator assembly 42a here corresponds to the in 2 shown. The spools 50a are therefore on the primary side, in particular on the cover disk element 16a worn while the permanent magnets 48 on the primary side, in particular the cover disk element 16a worn while the permanent magnets 48a on the secondary side 14a , in particular the central disk element 28a are worn. The exciter arrangement 82a is now in greater spatial distance from the actuator assembly 42a arranged so as to obtain a better thermal decoupling of these two system areas. In particular, you can see that on the primary side 12a provided coils 80a at the radially inner region of the cover disk segment 16a are positioned and of course via a line connection, not shown, in contact with the coils 50a which are positioned at the radially outer region of the cover disk element.

Das Funktionsprinzip der 8 und 9 ist in 10 auch veranschaulicht, wo U(a) die an die Spulen 60 angelegte Wechselspannung repräsentiert, während U(i) die von den Spulen 80 abgegriffene und an die Spulen 50 angelegte Aktuatorbetriebswechselspannung repräsentiert. Es sei hier darauf hingewiesen, dass verschiedene Beschaltungsmöglichkeiten denkbar sind. So kann jeder Spule 50 der Aktuatoranordnung 52 eine Spule 80 der Erregeranordnung 82 zugeordnet sein. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, die Spulen 50 und die Spulen 80 mit unterschiedlicher Anzahl bereitzustellen, so dass beispielsweise zwei Spulen 80 einer Spule 50 zugeordnet sind. Auf diese Art und Weise kann durch serielle Schaltung der Spulen 80 die für die Spulen 50 bereitgestellte Spannung erhöht werden.The functional principle of 8th and 9 is in 10 also illustrates where U (a) the to the coils 60 applied AC voltage while U (i) that of the coils 80 tapped and to the coils 50 applied actuator operating AC voltage represents. It is here pointed out that various Beschaltungsmöglichkeiten are conceivable. So everyone can coil 50 the actuator assembly 52 a coil 80 the exciter arrangement 82 be assigned. In principle, it is also conceivable, the coils 50 and the coils 80 provide with different numbers, so that for example two coils 80 a coil 50 assigned. In this way can be achieved by serial connection of the coils 80 for the coils 50 provided voltage can be increased.

Ein anderes Prinzip der Energieübertragung ist in 11 gezeigt. Hier wird an die Spulen 60 der Erregeranordnung 82 eine Erregergleichspannung U_ERR angelegt. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die an in Umfangsrichtung aufeinander folgende Spulen 60 angelegte Spannung jeweils wechselnde Polarität hat, so dass auch in den Kernen der in Umfangsrichtung aufeinander unmittelbar folgenden Spulen einander entgegengesetzt gerichtete Magnetfelder erzeugt werden. Bei Vorbeibewegung der Spulen 80 bewegen diese sich in den Magnetfeldern der Spulen 60, so dass nach Art eines Generators in den Spulen 80 dann eine Spannung U(i) induziert wird, die wiederum abgegriffen werden kann, um die Spulen 50 der Aktuatoranordnung 42 zu erregen. Ebenso wie bei der in 10 dargestellten Variante wird hier die Drehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers 10 einen wesentlichen Einfluss auf die induzierte Spannung U(i) zu haben, so dass zum definierten Erregen der Aktuatoranordnung 82 unter Berücksichtigung dieses Rotationseffektes die jeweils an die Spulen 60 angelegte Wechselspannung bzw. Gleichspannung entsprechend eingestellt werden muss.Another principle of energy transfer is in 11 shown. Here is the coils 60 the exciter arrangement 82 a exciter _DC voltage U _ERR applied. It can be provided, for example, that the successive circumferentially coils 60 applied voltage each has alternating polarity, so that oppositely directed magnetic fields are generated in the cores of each other in the circumferential direction immediately following coils. By passing the coils 80 they move in the magnetic fields of the coils 60 , so that in the manner of a generator in the coils 80 then a voltage U (i) is induced, which in turn can be tapped to the coils 50 the actuator assembly 42 to excite. As with the in 10 variant shown here is the speed of the torsional vibration damper 10 to have a significant influence on the induced voltage U (i), so that for the defined excitation of the actuator assembly 82 taking into account this rotational effect, respectively, to the coils 60 applied AC voltage or DC voltage must be adjusted accordingly.

Ein weiteres Energieübertragungsprinzip bzw. Erregerprinzip ist in 12 verdeutlicht. Hier ist die Erregeranordnung 82 wieder so aufgebaut, wie bereits mit Bezug auf die 10 beschrieben. Es wird also an den Spulen 80 derselben durch Anlegen einer Wechselspannung U(a) und durch Rotation des Torsionsschwingungsdämpfers 10 eine Wechselspannung abgegriffen. Zwischen den Spulen 80 und den Spulen 50 der Aktuatoranordnung 42 liegt ein Gleichrichter 84. Dieser formt die von den Spulen 80 abgegriffene Wechselspannung um in eine Gleichspannung, beispielsweise vermittels einer Brückenschaltung, und legt diese Gleichspannung U(i) dann in definierter Art und Weise an die Spulen 50 der nach Art eines Gleichstrommotors arbeitenden Aktuatoranordnung 42 an. Zu diesem Zwecke kann der Gleichrichter 84 so angesteuert werden, dass je nach Bewegungsmodus bzw. erforderlichem Drehmoment der Aktuatoranordnung 42 die Polarität der an die Spulen 50 angelegten Spannung variiert werden kann. Zu diesem Zwecke kann der Gleichrichter 84 unter der Ansteuerung einer nicht dargestellten Ansteuervorrichtung stehen, die außerhalb des Torsionsschwingungsdämpfers 10 in einem nicht rotierenden Bereich vorgesehen sein kann und mit dem Gleichrichter 84 durch Schleifkontakt o. dgl. in Verbindung stehen kann.Another energy transfer principle or excitation principle is in 12 clarified. Here is the exciter assembly 82 rebuilt as already with respect to the 10 described. So it's up to the coils 80 the same by applying an AC voltage U (a) and by rotation of the torsional vibration damper 10 tapped an AC voltage. Between the coils 80 and the coils 50 the actuator assembly 42 is a rectifier 84 , This forms the one of the coils 80 tapped AC voltage in a DC voltage, for example by means of a bridge circuit, and sets this DC voltage U (i) then in a defined manner to the coils 50 the working in the manner of a DC motor actuator assembly 42 at. For this purpose, the rectifier 84 be controlled so that, depending on the mode of motion or torque required actuator assembly 42 the polarity of the coils 50 applied voltage can be varied. For this purpose, the rectifier 84 are under the control of a drive device, not shown, outside the torsional vibration damper 10 may be provided in a non-rotating area and with the rectifier 84 by sliding contact o. The like. Can be in communication.

In 13 ist noch einmal das Prinzip der direkten mechanischen Kontaktierung mit Schleifringen 54 dargestellt, das vorangehend ebenfalls mehrfach angesprochen worden ist. Hier wird durch gezieltes Anlegen bzw. Übertragen einer Gleichspannung oder einer Wechselspannung in den Spulen 50 ein Magnetfeld bereitgestellt.In 13 is again the principle of direct mechanical contacting with slip rings 54 shown, which has also been addressed several times previously. This is done by selectively applying or transmitting a DC voltage or an AC voltage in the coils 50 provided a magnetic field.

Es sei darauf hingewiesen, dass bei den vorangehend beschriebenen Systemen die zur Erregung bzw. Einleitung in die Aktuatoranordnung erforderliche elektrische Energie vom Bordspannungssystem eines Kraftfahrzeugs abgegriffen werden kann, das im Allgemeinen Spannungen im Bereich von 12 V bzw. 42 V bereitstellt. In den Fällen, in denen eine Wechselspannung erforderlich ist, kann diese unter Einsatz eines Wechselrichters bereitgestellt werden.It should be noted that in the systems described above, the electrical energy required for excitation or initiation into the actuator arrangement can be tapped from the on-board voltage system of a motor vehicle which generally provides voltages in the range of 12 V and 42 V, respectively. In cases where an AC voltage is required, it can be provided using an inverter.

Man erkennt aus den vorangehenden Ausführungen, dass bei allen erfindungsgemäßen Ausgestaltungsformen die Spulen bzw. Permanentmagnete bzw. Kurzschlusskäfige an Metallbauteilen getragen sind, die somit bei entsprechender Materialauswahl, also beispielsweise Auswahl eines ferromagnetischen Metallmaterials, jeweils den magnetischen Kurzschluss gewährleisten. Jede der Aktuatoranordnungen kann so betrieben werden, dass sie entweder ein antreibendes Drehmoment oder ein bremsendes Drehmoment, je nach Phasenlage der Momentenerzeugung bezüglich der Relativlage von Primärseite und Sekundärseite, zu erzeugen in der Lage ist. Auch ist jede der dargestellten bzw. beschriebenen Aktuatoranordnungen in der Lage, im Generatorbetrieb zu arbeiten und somit in verschiedenen Betriebszuständen elektrische Energie zu liefern.It can be seen from the foregoing, that in all the embodiments of the invention, the coils or permanent magnets or shorting cages are supported on metal components, thus ensuring the appropriate magnetic material selection, so for example selection of a ferromagnetic metal material, respectively, the magnetic short circuit. Each of the actuator assemblies can be operated to generate either a driving torque or a braking torque, depending on the phase relationship of the torque generation with respect to the relative position of the primary side and the secondary side. Also, each of the illustrated or described actuator assemblies is capable of operating in generator mode and thus providing electrical power in various operating conditions.

Bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer ist es vorteilhaft, wenn dieser grundsätzlich mit möglichst geringen Reibungsverlusten behaftet ist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass an den reibend aneinander anliegenden Komponenten, also verschiedenen Axial- bzw. Radiallagerungsringen o. dgl., möglichst reibungsreduzierende Baustoffe eingesetzt werden. Auch die Verlagerung der Dämpferelementenanordnung möglichst weit nach radial innen ist vorteilhaft, da dann die verschiedenen Federn geringeren Fliehkräften ausgesetzt sind und sich somit weniger stark nach radial außen reibend abstützen werden. Auf diese Art und Weise wird grundsätzlich bereits eine möglichst gute Entkopplung zwischen Primärseite und Sekundärseite erlangt. Die in verschiedenen Betriebszuständen gewünschte definierte Verkopplung kann dann durch entsprechende Momentenerzeugung vermittels der Aktuatoranordnung sichergestellt werden.In the case of the torsional vibration damper according to the invention, it is advantageous if it is fundamentally subject to the least possible friction losses. This can be achieved by using materials which are as friction-reducing as possible on the friction-fitting components, that is to say different axial or radial bearing rings or the like. The displacement of the damper element arrangement as far as possible radially inward is advantageous, since then the different springs are exposed to lower centrifugal forces and thus will be less strongly rubbing radially outward support. In this way, the best possible decoupling between the primary side and the secondary side is already achieved. The desired coupling desired in various operating states can then be ensured by corresponding torque generation by means of the actuator arrangement.

Um eine zu starke thermische Belastung der Aktuatoranordnung, welche grundsätzlich auch als Elektromotor/Generator bezeichnet werden kann, zu vermeiden, kann diese mit möglichst großem Abstand zum Schwungrad angeordnet werden. Beispielsweise kann auch in dem Raumbereich zwischen dem Schwungrad und der Aktuatoranordnung wärmeisolierendes Material eingebracht werden. Grundsätzlich ist eine zusätzliche Kühlung der Aktuatoranordnung nicht erforderlich, da diese so angebracht werden kann, dass beispielsweise auch unter Einsatz von nicht dargestellten Ventilschaufelanordnungen verstärkt Luft in den Bereich derselben gefördert wird.In order to avoid an excessive thermal load on the actuator assembly, which can basically also be referred to as an electric motor / generator, this can be arranged with as large a distance as possible from the flywheel. For example, heat-insulating material can also be introduced in the space between the flywheel and the actuator assembly. Basically, an additional cooling of the actuator assembly is not required, since it can be mounted so that, for example, reinforced air is conveyed into the area thereof using valve blade arrangements, not shown.

Die zur Ansteuerung der Aktuatoranordnung erforderliche Information über die Relativlage von Primärseite und Sekundärseite zueinander kann, wie bereits beschrieben, unter Einsatz hierfür vorgesehener Sensoren erfolgen. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Kurbelwellendrehlage zu erfassen, was im Allgemeinen für das Motormanagement ohnehin erforderlich ist, und aus diesem Signal die Momentenlage der Schwingungsanregung und somit zugeordnet das durch die Aktuatoranordnung zu erzeugende Moment zu ermitteln. Ferner ist es möglich, die Reaktion des Torsionsschwingungsdämpfers auf die vermittels der Aktuatoranordnung erzeugten Momente zu beobachten und in einem adaptiven Anpassungsmodell beispielsweise auch durch das gezielte Einführen von Abweichungen in der Ansteuerung eine Nachjustierung der Ansteuermaßnahmen vorzunehmen.The information about the relative position of the primary side and the secondary side relative to one another required for controlling the actuator arrangement can, as already described, be achieved by using sensors provided for this purpose. In principle, however, it is also possible to detect the crankshaft rotational position, which is generally necessary in any case for the engine management, and to determine from this signal the moment position of the vibration excitation and thus associated with the torque to be generated by the actuator arrangement. Furthermore, it is possible to observe the reaction of the torsional vibration damper to the moments generated by means of the actuator arrangement and to perform a readjustment of the control measures in an adaptive adaptation model, for example, also by the targeted introduction of deviations in the control.

Claims

Torsional vibration damper, comprising: - one with a drive member ( 23 ; 23a ; 23b ; 23c ; 23d ; 23e ) for common rotation about an axis of rotation (A) to be connected primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ), - one via a damper element arrangement ( 32 ; 32a ; 32b ; 32c ; 32d ; 32e ) for torque transmission with the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) and against the restoring action of the damper element arrangement ( 32 ; 32a ; 32b ; 32c ; 32d ; 32e ) with regard to the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) rotatable secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ), characterized by a between the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) and the secondary side and for generating a primary side with respect to the secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ) acting torque controllable actuator assembly ( 42 ; 42a ; 42b ; 42c ; 42d ; 42e ).

Torsional vibration damper according to claim 1, characterized in that the actuator arrangement ( 42 ; 42a ; 42b ; 42c ; 42d ; 42e ) on the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) and the secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ) each have an actuator interaction area ( 44 . 46 ; 44a . 46a ; 44b . 46b ; 44c . 46c ; 44d . 46d ; 44e . 46e ) having.

Torsional vibration damper according to claim 2, characterized in that the Aktuatorwirkwirkungsbereiche ( 44 . 46 ; 44a . 46a ; 44b . 46b ; 44c . 46c ; 44d . 46d ; 44e . 46e ) of the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) and the secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ) interact or can be brought together by magnetic force.

Torsional vibration damper according to claim 2 or 3, characterized in that at least one Aktuatorwirkwirkungsbereich ( 46 ; 44a ; 44b ; 46c ; 44d ; 44e ) an electrically energizable coil arrangement ( 50 . 52 ; 50a ; 50b ; 50c ; 50d ; 50e ).

Torsional vibration damper according to claim 4, characterized in that the other Aktuatorwirkwirkungsbereich a permanent magnet arrangement ( 48 ; 48a ; 48b ; 48c ).

Torsional vibration damper according to claim 4, characterized in that the other actuator interaction area ( 46d ; 46e ) an interaction squirrel cage ( 64d ; 64e ).

Torsional vibration damper according to one of claims 1 to 6, characterized in that one side of the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) and secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ) two axially spaced cover plate elements ( 16 . 18 ; 16a . 18a ; 16b . 18b ; 16c . 18c ; 16d . 18d ; 16e . 18e ) having a damper element arrangement ( 32 ; 32a ; 32b ; 32c ; 32d ; 32e ) receiving volume area ( 26 ; 26a ; 26b ; 26c ; 26d ; 26e ) and that the other side of Primary ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) and secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ) to interact with the damper element assembly ( 32 ; 32a ; 32b ; 32c ; 32d ; 32e ) between the cover disk elements ( 16 . 18 ; 16a . 18a ; 16b . 18b ; 16c . 18c ; 16d . 18d ; 16e . 18e ) and in the volume range ( 26 ; 26a ; 26b ; 26c ; 26d ; 26e ) engaging central disk element ( 28 ; 28a ; 28b ; 28c ; 28d ; 28e ) having.

Torsional vibration damper according to claim 7, characterized in that an actuator interaction area ( 46a ; 46c ; 46d ) on the central disk element ( 28a ; 28c ; 28d ) and the other actuator interaction area ( 44a ; 44c ; 44d ) on at least one of the cover disk elements ( 16a . 18a ; 16c . 18c ; 16d . 18d ) is provided.

Torsional vibration damper according to claim 7, characterized in that the Central disk element ( 28 ; 28b ; 28e ) with a flywheel ( 40 ; 40b ; 40e ) and that an actuator interaction area ( 44 ; 44b ; 44e ) on at least one of the cover disk elements ( 16 . 18 ; 16b . 18b ; 16e . 18e ) and the other actuator interaction area ( 46 ; 46b ; 46e ) on the flywheel ( 40 ; 40b ; 40e ) is provided.

Torsional vibration damper according to claim 8 or 9, characterized in that the one Aktuatorwirkwirkungsbereich ( 44a ; 44b ; 46c ) via a at a radially inner region of one of the cover disk elements ( 16a . 18a ; 16b . 18b ) or a radially inner region of the flywheel ( 40c ) provided contact surface with electrical energy can be supplied.

Torsional vibration damper according to one of claims 1 to 10, characterized in that between the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) and the secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ) a damping friction torque providing friction device is effective.

Torsional vibration damper according to one of claims 1 to 11, characterized in that a relative state determining arrangement ( 58 . 60 . 62 ) is provided for determining a relative rotational position and / or a relative rotational speed of the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) with respect to the secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ).

Torsional vibration damper according to claim 12, characterized in that the relative state determining arrangement ( 58 . 60 . 62 ) a first rotary motion sensor assembly ( 60 ) for providing with the rotational speed and / or the rotational position of the primary side ( 12 ) associated first information and a second rotational movement sensor arrangement ( 62 ) for providing with the rotational speed or and the rotational position of the secondary side ( 12 ) related second information and that an evaluation / drive unit ( 58 ) is provided, which is adapted, based on the first information and the second information, the relative state of primary side ( 12 ) and secondary side ( 14 ) and the actuator assembly ( 42 ) for generating a relative torque between the primary side ( 12 ) and secondary side ( 14 ) head for.

Torsional vibration damper according to claim 12 or 13, characterized in that in dependence on the rotational state of the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) and / or the secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ) the actuator assembly ( 42 ; 42a ; 42b ; 42c ; 42d ; 42e ) for generating a relative rotation between the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) and secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ) counteracting torque or for generating a relative rotation between the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) and secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ) supporting torque can be controlled.

Torsional vibration damper according to one of claims 1 to 14, characterized in that a pathogen arrangement ( 82 ; 82a ) is provided for transmitting the operation of the actuator assembly ( 42 ; 42a ) required energy in the torsional vibration damper ( 10 ; 10a ) by inductive means.

Torsional vibration damper according to claim 15, characterized in that the exciter arrangement ( 82 ; 82a ) a first group of coils ( 60 ; 60a ) on a substantially stationary assembly ( 62 ; 62a ) and a second group of coils ( 80 ; 80a ) on the torsional vibration damper ( 10 ; 10a ).

Torsional vibration damper according to claim 4 and claim 16, characterized in that the coils ( 80 ; 80a ) of the second group of coils of the excitation arrangements ( 82 ; 82a ) in conjunction with the coils ( 50 ; 50a ) of the one actuator interaction region ( 46 ; 46a ) stand.

Method for actuating an actuator arrangement ( 42 ; 42a ; 42b ; 42c ; 42d ; 42e ) of a torsional vibration damper ( 10 ) according to one of the preceding claims, in which method the actuator arrangement ( 42 ; 42a ; 42b ; 42c ; 42d ; 42e ) operating state-dependent is controlled such that they have a relative rotation between the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) and secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ) or a relative rotation between the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) and secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ) or in a rotational movement between the primary side ( 12 ; 12a ; 12b ; 12c ; 12d ; 12e ) and secondary side ( 14 ; 14a ; 14b ; 14c ; 14d ; 14e ) is brought to a substantially non-influencing neutral state.