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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine Fahrzeug(z.B. Kraftfahrzeug)-Dämpfungsvorrichtung und insbesondere eine Fahrzeug-Dämpfungsvorrichtung zum Abschwächen von Torsionsvibrationen, die von einem Verbrennungsmotor generiert werden.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Ein Verbrennungsmotor weist eine Mehrzahl von Zylindern und Kolben auf, wobei ein jeder Kolben an einer Kurbelwelle gekoppelt ist, so dass die vertikale Hin- und Herbewegung des Kolbens in die Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird, und die Kurbelwelle ist mit einem Getriebe verbunden, um Antriebskraft abzuführen.
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Der Verbrennungsmotor dreht sich derart, dass die Kolben in einem Intervall von vorbestimmten Drehwinkeln expandiert werden, um sich hin- und herzubewegen. Ein erhebliches Drehmoment wird unmittelbar auf den Verbrennungsmotor aufgebracht, wenn die durch die Expansion der Kolben generierte Expansionskraft auf die Kurbelwelle übertragen wird, was Vibrationen zur Folge hat. Wenn solch ein Stoß wiederholt wird, kann die Vibration in hohem Maße auf das ganze Fahrzeug aufgebracht werden. Somit wird ein Schwungrad auf einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors installiert, um eine unmittelbare Änderung der Drehung einer Drehwelle zu unterdrücken und die Trägheit der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors beizubehalten.
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Nichtsdestotrotz kann die von dem Verbrennungsmotor generierte Torsionsvibration nicht generell (z.B. gänzlich) kontrolliert werden. Somit wird ein Dämpfer zum Absorbieren der Torsionsvibration zusätzlich zwischen dem Getriebe und dem Verbrennungsmotor installiert, um die Vibrationen zu mildern.
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Jedoch ist es notwendig, zwischen dem Getriebe und dem Verbrennungsmotor einen separaten Raum (z.B. Bauraum) für den Dämpfer sicherzustellen, um den Dämpfer zusätzlich zu installieren. Aus diesem Grund muss die Anordnung des Verbrennungsmotors und des Getriebes geändert und neu entworfen werden und somit können Kosten übermäßig erhöht werden. Überdies gibt es viele Einschränkungen was die Erhöhung der Dämpfungskraft betrifft aufgrund der Anordnungseinschränkungen beim Entwurf des Dämpfers.
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Die als bezogene Technik beschriebenen Dinge wurden nur zur Unterstützung des Verständnisses des Hintergrundes der vorliegenden Erfindung bereitgestellt und sollten nicht als korrespondierend zur bezogenen Technik, wie sie dem Fachmann bereits bekannt ist, angesehen werden.
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Erläuterung der Erfindung
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf eine Fahrzeug-Dämpfungsvorrichtung (z.B. Schwungrad-Dämpfungsvorrichtung eines Fahrzeugs) gerichtet, die imstande ist, leicht einen Raum und einen Betriebsradius eines Dämpfers sicherzustellen, indem – verglichen mit einem separaten Installieren des Dämpfers außerhalb eines Schwungrades – ein Dämpfungsmittel in ein Schwungrad (z.B. ins Innere eines Schwungrades) eingesetzt wird.
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Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung können durch die folgende Beschreibung verstanden werden und werden unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersichtlich. Außerdem ist es für einen Fachmann, den die vorliegende Erfindung betrifft, offensichtlich, dass die Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die beanspruchten Mittel und Kombinationen davon realisiert werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Fahrzeug-Dämpfungsvorrichtung auf: ein Schwungrad, das mit einer Verbrennungsmotor-Antriebswelle verbunden ist, um sich gemeinsam mit dieser zu drehen, und eine in Umfangsrichtung (z.B. des Schwungrades) verlaufende Aushöhlung darin hat, einen Massenkörper, der in der Aushöhlung eingesetzt ist und sich in der Aushöhlung in Abhängigkeit von der Drehung des Schwungrades trägheitsbewegt (z.B. eine Trägheitsbewegung durchführt), und einen oder mehrere elastische Körper zum Bereitstellen einer Rückstellkraft am Massenkörper, um eine Position, auf die der Massenkörper gesetzt wird (z.B. eine vorbestimmte Ausgangsposition), in der Aushöhlung zu behalten.
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Die Aushöhlung kann so ausgebildet sein, dass sie einen Bogen entlang eines Umfangsabschnittes des Schwungrades erstellt (z.B. bildet), und kann als ein Paar von Aushöhlungen, die einander gegenüberliegen, eingerichtet sein.
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Ein elastischer Körper kann an einem jeden (Endabschnitt) der entgegengesetzten Endabschnitte der Aushöhlung angeordnet sein, und kann mit einem jeden (Endabschnitt) der entgegengesetzten Endabschnitte des Massenkörpers in Kontakt sein, um dem Massenkörper die Rückstellkraft bereitzustellen durch Aufnehmen oder Abgeben kinetischer Energie in Abhängigkeit von der Bewegung des Massenkörpers.
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Der elastische Körper kann eine Feder sein, die in Abhängigkeit von der Bewegung des Massenkörpers komprimiert oder expandiert wird, um dem Massenkörper die Rückstellkraft bereitzustellen.
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Die Fahrzeug-Dämpfungsvorrichtung kann ferner aufweisen ein Reibelement, das an einer Außenumfangsfläche des Massenkörpers vorgesehen ist, um mit der Innenwand der Aushöhlung in Kontakt zu kommen (z.B. die Innenwand der Aushöhlung zu kontaktieren) und einen Widerstand gegen die Bewegung des Massenkörpers zu generieren.
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Ein (oder mehrere) an dem Schwungrad gekoppelter Stützblock kann zwischen einander zugewandten (z.B. gegenüberliegenden) Endabschnitten des Paars von Aushöhlungen vorgesehen sein, und der Stützblock kann (z.B. jeweils) wenigstens ein Durchgangsloch haben, so dass ein Fluid zwischen den einander zugewandten (z.B. gegenüberliegenden) Endabschnitten der Aushöhlungen bewegbar ist.
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Das Fluid kann an dem Endabschnitt der korrespondierenden Aushöhlung zwischen dem Massenkörper und dem Stützblock vorgesehen sein, und das Fluid kann gepresst werden, wenn sich der Massenkörper (z.B. in Richtung) zu dem Stützblock bewegt, und (das Fluid) kann zu dem Endabschnitt der in Verbindung stehenden, anderen Aushöhlung mittels des Durchgangslochs strömen.
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Das Durchgangsloch kann einen Durchmesser oder ein Länge haben, der bzw. die so gesetzt ist, dass während der Strömung des Fluids zu dem Fluid übertragene Vibrationen abgeschwächt werden.
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Die Fahrzeug-Dämpfungsvorrichtung kann ferner aufweisen eine Kolbenmembran, die zwischen einem Endabschnitt des Massenkörpers und dem Fluid vorgesehen ist, wobei eine Luftdichtheit zwischen einem Umfangsabschnitt der Kolbenmembran und einem Innenwandabschnitt der Aushöhlung beibehalten wird und sich die Kolbenmembran bewegt, wenn sie von dem Massenkörper gepresst wird, um das Fluid zu pressen.
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Erläuterung der Zeichnungen
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1 ist eine Ansicht, die die Konfiguration einer Fahrzeug-Dämpfungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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2 ist eine Ansicht, die den Betriebszustand der Fahrzeug-Dämpfungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Detaillierte Beschreibung
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Eine Fahrzeug-Dämpfungsvorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in anderen Formen realisiert werden und sollte nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen eingeschränkt aufgefasst werden. Vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung genau und vollständig ist und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einem Fachmann vollständig vermittelt. In der gesamten Offenbarung beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile in den zahlreichen Figuren und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durchweg.
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1 ist eine Ansicht, die die Konfiguration einer Fahrzeug-Dämpfungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Fahrzeug-Dämpfungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist auf ein Schwungrad 100, das mit einer Verbrennungsmotor-Antriebswelle verbunden ist, um sich gemeinsam mit dieser zu drehen, und eine in Umfangsrichtung verlaufende Aushöhlung (z.B. Vertiefung) 110 darin hat, einen Massenkörper 200, der in die Aushöhlung 110 eingesetzt ist und sich in der Aushöhung 110 in Abhängigkeit von der Drehung des Schwungrades 100 Trägheits-bewegt (z.B. eine Trägheitsbewegung durchführt), und elastische Körper 300, die dem Massenkörper 200 eine Rückstellkraft bereitstellen, um eine Position, auf die der Massenkörper 200 gesetzt wird (z.B. eine vorbestimmte Ausgangsposition), in der Aushöhlung zu behalten.
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Insbesondere ist die Aushöhlung 110 so ausgebildet, dass sie einen Bogen entlang dem Umfangsabschnitt des Schwungrades 100 erstellt (z.B. bildet), und kann als ein Paar von Aushöhlungen eingerichtet sein, die zueinander symmetrisch sind und einander gegenüberliegen (z.B. gegenüberliegend angeordnet sind). Die Aushöhlung 110 kann so entworfen sein, dass sie zahlreiche Längen und Größen hat und kann gemäß dem für den Massenkörper 200 und die Trägheitsdämpfungskraft erforderlichen Gewicht zahlreiche Längen und Größen haben.
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Da die Aushöhlung 110 an dem Umfangsabschnitt des Schwungrades 100 in dem Schwungrad 100 (z.B. im Inneren des Schwungrades) ausgebildet ist, kann die Trägheitsdämpfungskraft gemäß der Größe des Schwungrades 100 erhöht werden. Das heißt, der Drehradius des Schwungrades 100 kann proportional zur Umfangsgröße des Schwungrades 100 erhöht werden, verglichen mit dem separaten Installieren des Dämpfers an der Außenseite des Schwungrades wie in der bezogenen Technik, mit der Konsequenz, dass die Trägheitsdämpfungskraft weiter erhöht werden kann.
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Die Aushöhlung 110 ist selbstverständlich nicht darauf eingeschränkt, nur am Umfangsabschnitt des Schwungrades 100 installiert zu sein. Das heißt, die Aushöhlung 110 kann an einer beliebigen Position in dem Schwungrad 100 angeordnet werden und kann gemäß der Absicht des Entwerfers eine beliebige Form und Größe haben. Beispielsweise kann die Aushöhlung 110 in einer linearen Form ausgebildet sein anstatt, dass sie mit der gebogenen Form des Schwungrades 100 korrespondiert, oder kann auf zahlreiche Art und Weisen eingestellt sein, beispielsweise kann sie an dem mittleren Abschnitt des Schwungrades 100 angeordnet sein. Außerdem kann die Aushöhlung 110 auch als eine Mehrzahl von Aushöhlungen statt des Paars von Aushöhlungen eingerichtet sein.
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Die Aushöhlung 110 kann an einer Fläche des Schwungrades für ein einfaches Zusammenbauen ausgebildet sein. Die Fahrzeug-Dämpfungsvorrichtung kann ferner eine Schwungrad-Abdeckung 120 aufweisen, um eine Fläche des Schwungrades 100 zu bedecken, nachdem die Komponenten an der Aushöhlung 110 montiert wurden.
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Indes kann der Massenkörper 200 in der Aushöhlung 110 eingesetzt sein, um sich gemeinsam mit der Drehung des Schwungrades 100 longitudinal zu bewegen. Vorzugsweise kann der Massenkörper 200 so ausgebildet sein, dass er der Aushöhlung entspricht (z.B. zu dieser korrespondiert), und kann in die Aushöhlung 110 eingesetzt werden. Selbstverständlich kann der Massenkörper 200 eine kleinere Länge als die Aushöhlung 110 haben oder kann zu dem Innenwandabschnitt der Aushöhlung 110 mit einer vorbestimmten Distanz im Abstand angeordnet sein, um sich in der Aushöhlung 110 zu bewegen.
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Indes sind die elastischen Körper 300 jeweilig an entgegengesetzten Endabschnitten der Aushöhlung 110 vorgesehen und sind jeweilig mit entgegengesetzten Endabschnitten des Massenkörpers 200 in Kontakt. Als Folge können die elastischen Körper 300 in Abhängigkeit von der Bewegung des Massenkörpers 200 kinetische Energie aufnehmen oder abgeben, um dem Massenkörper 200 eine Rückstellkraft bereitzustellen. Die elastischen Körper 300 können auch gemäß der Absicht des Entwerfers an dem Massenkörper 200 gekoppelt sein.
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Ein jeder der elastischen Körper 300 kann aus einem elastischen Material wie z.B. aus Gummi oder Elastomer hergestellt sein. Vorzugsweise kann der elastische Körper 300 eine Feder sein, die in Abhängigkeit von der Bewegung des Massenkörpers 200 komprimiert oder expandiert wird, um dem Massenkörper 200 eine Rückstellkraft 200 bereitzustellen.
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Entsprechend bewegt sich, wenn sich das Schwungrad 100 in eine Richtung dreht, der Massenkörper 200 in die andere Richtung durch Trägheit – wie in 2 veranschaulicht. In diesem Fall wird der elastische Körper 300 (z.B. auf) der anderen Seite komprimiert und nimmt somit die kinetische Energie des Massenkörpers 200 auf. Wenn die elastischen Körper 300 an dem Massenkörper 200 gekoppelt sind, kann ein elastischer Körper 300 (z.B. auf) der einen Seite gestreckt werden. Anschließend kann, wenn die Drehung des Schwungrades 100 gestoppt wird oder das Schwungrad 100 sich mit einer konstanten Geschwindigkeit dreht, der Massenkörper 200 auf seine Ursprungsposition zurückkehren durch die Rückstellkraft der am Massenkörper 200 vorgesehenen, elastischen Körper 300. Der Massenkörper 200 kann in Abhängigkeit von der Länge eines jeden elastischen Körpers 300 an einer beliebigen Position (z.B. Ausgangsposition) behalten werden, aber wird vorzugsweise an dem mittleren Abschnitt der Aushöhlung 110 angeordnet.
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Außerdem kann die Außenumfangsfläche des Massenkörpers 200 ferner mit einem Reibelement 210 ausgestattet sein, das mit der Innenwand der Aushöhlung 110 in Kontakt kommt, um einen Widerstand gegen die Bewegung des Massenkörpers 200 zu generieren. Das Reibelement 210 kann an der Außenumfangsfläche des Massenkörpers 200 gekoppelt sein, oder kann auch an dem Innenwandabschnitt der Aushöhlung 110 gekoppelt sein, um in Reibkontakt mit dem Massenkörper 200 zu kommen.
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Das Reibelement 210 gibt während der Trägheitsbewegung des Massenkörpers 200 dem Massenkörper 200 eine Hysterese (z.B. Hystereseverhalten), und die Reibungsstärke, Reibungszeit usw. können gemäß dem gegebenen (z.B. vorgesehenen) Hystereseniveau verschiedenartig gesetzt werden. Somit können das Material und die Form des Reibelements 210 verschiedenartig eingestellt werden.
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Indes sind mit dem Schwungrad 100 gekoppelte Stützblöcke 400 zwischen den einander zugewandten (z.B. gegenüberliegenden) Endabschnitten des Paars von Aushöhlungen 110 vorgesehen. Ein jeder Stützblock 400 kann wenigstens ein Durchgangsloch 410 haben, so dass ein Fluid zwischen den einander zugewandten (z.B. gegenüberliegenden) Endabschnitten der Aushöhlungen 110 bewegbar ist.
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Außerdem wird ein Fluid 600 an dem Endabschnitt der korrespondierenden Aushöhlung 110 zwischen dem Massenkörper 200 und dem Stützblock 400 vorgesehen – wie in 2 veranschaulicht. Das Fluid 600 kann gepresst (z.B. mit Druck beaufschlagt) werden, wenn sich der Massenkörper 200 (z.B. in Richtung) zu dem Stützblock 400 bewegt, und kann durch das Durchgangsloch 410 passieren, um zu dem Endabschnitt der in Verbindung stehenden, anderen Aushöhlung 110 zu strömen.
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Das Fluid 600 kann eine beliebige Substanz sein, die strömen kann, und kann beispielsweise eine beliebige Flüssigkeit wie z.B. Öl oder ein beliebiges Gas sein. Das Fluid 600 ist vorzugsweise in dem Endabschnitt einer jeden Aushöhlung 110 gemeinsam mit dem dazugehörigen elastischen Körper 300 angeordnet. Das Fluid 600 kann durch den Massenkörper 200 gepresst werden, wenn der elastische Körper 300 in Abhängigkeit von der Bewegung des Massenkörpers 200 komprimiert wird, und kann sich (z.B. in Richtung) zu dem Endabschnitt der in Verbindung stehenden, anderen Aushöhlung 110 bewegen.
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Zu diesem Zweck kann eine Kolbenmembran 500 weiter zwischen dem Endabschnitt des Massenkörpers 200 und dem Fluid 600 vorgesehen sein. Die Kolbenmembran 500 ermöglicht, dass die Luftdichtheit zwischen dem Umfangsabschnitt der Kolbenmembran 500 und dem Innenwandabschnitt der Aushöhlung 110 beibehalten wird, und bewegt sich, wenn sie von dem Massenkörper 200 gepresst wird, um das Fluid 600 zu pressen.
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Die Kolbenmembran 500 kann an dem Massenkörper 200 oder an dem elastischen Körper 300 gekoppelt sein, um sich gemeinsam mit der Bewegung des Massenkörpers 200 oder des elastischen Körpers 300 zu bewegen. Alternativ kann sich die Kolbenmembran 500 in unabhängiger Weise bewegen und kann zwischen dem Massenkörper 200 und dem elastischen Körper 300 oder zwischen dem Massenkörper 200 und dem Fluid 600 angeordnet sein, um sich durch die Pressung (z.B. Druckbeaufschlagung) des Massenkörpers 200 oder in Abhängigkeit von der Bewegung des Fluids zu bewegen.
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Indem die Kolbenmembran 500 vorgesehen ist, kann das Fluid 600 in Abhängigkeit von der Bewegung des Massenkörpers 200 strömen, und somit kann zusätzlich zu dem Dämpfungseffekt durch den elastischen Körper 300 ein zusätzlicher Dämpfungseffekt generiert werden.
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Insbesondere kann das Durchgangsloch 410 einen Durchmesser oder eine Länge haben, der bzw. die so gesetzt ist, dass die während der Strömung des Fluids 600 von dem Massenkörper 200 oder dem Schwungrad 100 übertragene Vibration mittels des Durchgangsloches 410 abgeschwächt wird. Wenn die Vibration Wellen in dem Fluid 600 generiert und das Durchgangsloch 410 eine derartige Größe hat, dass die Wellen dorthindurch passieren, kann es schwierig sein, den Dämpfungseffekt des Fluides 600 zu erwarten, da die Vibration so wie sie ist (z.B. im Wesentlichen unverändert) zu dem Endabschnitt der in Verbindung stehenden, anderen Aushöhlung 110 übertragen wird. Somit hat das Durchgangsloch 410 vorzugsweise einen solchen Durchmesser, dass die Wellen in aufgelöster Form oder in abgeschwächtem (z.B. gedämpften) Zustand dorthindurch passieren, und hat vorzugsweise eine Länge, die ausreichend ist, um die Wellen während des Passierens des Durchgangsloches 410 abzuschwächen. Solch ein Durchmesser oder Breite und solch eine Länge können gemäß der Absicht des Entwerfers verschiedenartig gesetzt werden.
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Gemäß der Fahrzeug-Dämpfungsvorrichtung mit der oben erläuterten Struktur ist es möglich, die Kosten infolge der Änderung der Anordnung zu reduzieren, weil es nicht notwendig ist, den Raum für die Installation des Dämpfers an der Außenseite des Schwungrades separat sicherzustellen.
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Außerdem kann, da der Massenkörper an dem Umfangsabschnitt des Schwungrades installiert ist, die Trägheitsdämpfungskraft des Dämpfers proportional zur Größe des Schwungrades erhöht werden. Entsprechend ist es verglichen mit dem Entwurf des Dämpfers gemäß der konventionellen eingeschränkten Anordnung möglich, die Dämpfungskraft zu verbessern.
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Außerdem ist es möglich, eine große Trägheitsdämpfungskraft nur durch den kleinen Massenkörper zu erhalten. Somit können im Vergleich zur bezogenen Technik das Gewicht und die Kosten weiter reduziert werden.
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Ferner kann, da die Dämpfung neben dem elastischen Körper mittels des Fluids durchgeführt wird, ein Doppeldämpfungseffekt generiert werden, und somit kann die Dämpfungsleistung verbessert werden.
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Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Kosten infolge der Änderung der Anordnung zu reduzieren, weil es nicht notwendig ist, einen Raum für die Installation eines Dämpfers an der Außenseite eines Schwungrades separat sicherzustellen.
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Außerdem kann die Trägheitsdämpfungskraft des Dämpfers proportional zur Größe des Schwungrades erhöht werden. Entsprechend ist es verglichen mit dem Entwurf des Dämpfers gemäß der konventionellen eingeschränkten Anordnung möglich, die Dämpfungskraft zu verbessern.
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Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf spezifische Ausführungsformen erläutert wurde, ist es für einen Fachmann offensichtlich, dass zahlreiche Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne von dem Sinn und dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert sind.
