DE102019217670A1 - Method and test stand for determining an unbalance in a torsional vibration damper - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Unwucht eines Drehschwingungsdämpfers mit mindestens einer beweglichen Masse,wobei der Drehschwingungsdämpfer auf eine Zieldrehzahl drehbeschleunigt wird (4) und wobei die Unwucht nach einem Erreichen der Zieldrehzahl (5) bei der Zieldrehzahl bestimmt wird (8). Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Drehschwingungsdämpfer nach dem Erreichen der Zieldrehzahl (5) und vor einem Bestimmen der Unwucht (8) mit einer Drehzahlmodulation beaufschlagt (6) wird. Die Erfindung betrifft weiterhin einen entsprechenden Prüfstand.The invention relates to a method for determining an unbalance of a torsional vibration damper with at least one movable mass, the torsional vibration damper being rotationally accelerated to a target speed (4) and the unbalance being determined at the target speed after the target speed (5) has been reached (8). The method according to the invention is characterized in that the torsional vibration damper is subjected to a speed modulation (6) after the target speed (5) has been reached and before the unbalance (8) is determined. The invention also relates to a corresponding test stand.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Unwucht eines Drehschwingungsdämpfers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie einen entsprechenden Prüfstand.The present invention relates to a method for determining an unbalance of a torsional vibration damper according to the preamble of claim 1 and to a corresponding test stand.

Im Stand der Technik sind Torsionsschwingungsdämpfer zur Reduzierung von Schwingungen im Abtrieb von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen bekannt, insbesondere auch sog. drehzahlabhängige Schwingungstilger. Schwingungstilger sind dabei nicht zwischen zwei zueinander verdrehbaren Körpern angeordnet, sondern nur an einem einzelnen Körper. Durch Abstimmung der Eigenfrequenz des Schwingungstilgers auf die zu eliminierende Resonanzfrequenz des schwingenden Körpers kann die Amplitude der Resonanzfrequenz deutlich reduziert werden. Durch die Schwingungsdämpfung ergeben sich eine verbesserte Laufruhe sowie ein verbessertes Akustikverhalten des Antriebsstrangs im Kraftfahrzeug. Dabei ist es weiterhin bekannt, die Unwucht der drehzahlabhängigen Schwingungstilger vor ihrem Einbau in den Antriebsstrang zu messen.Torsional vibration dampers for reducing vibrations in the output of internal combustion engines in motor vehicles are known in the prior art, in particular also so-called speed-dependent vibration dampers. Vibration absorbers are not arranged between two bodies that can be rotated relative to one another, but only on a single body. By matching the natural frequency of the vibration absorber to the resonance frequency of the vibrating body to be eliminated, the amplitude of the resonance frequency can be significantly reduced. The vibration damping results in improved smoothness and improved acoustic behavior of the drive train in the motor vehicle. It is also known to measure the unbalance of the speed-dependent vibration absorbers before they are installed in the drive train.

In diesem Zusammenhang ist aus der DE 34 12 133 A1 eine Prüfvorrichtung für Drehschwingungsdämpfer bekannt, welche dem Prüfling oszillierende Drehschwingungen aufzwingt, den Prüfling jedoch nicht rotiert.In this context, from the DE 34 12 133 A1 a test device for torsional vibration damper is known, which forces the test object oscillating torsional vibrations, but does not rotate the test object.

Die DE 29 36 403 offenbart einen Prüfstand für rotierende Drehschwingungsdämpfer, welcher eine Verwirklichung einer während der Rotation nicht veränderbaren Drehwinkelverspannung zwischen Primär- und Sekundärmasse ermöglicht.The DE 29 36 403 discloses a test stand for rotating torsional vibration dampers, which enables the implementation of a torsional angular tension between the primary and secondary mass that cannot be changed during rotation.

Die bekannten Prüfstände für Torsionsschwingungsdämpfer sind jedoch dahingehend nachteilbehaftet, als dass sie bei Torsionsschwingungsdämpfern wie etwa Schwingungstilgern, die über bewegliche Massen verfügen, nur in geringem Maße reproduzierbare Ergebnisse liefern.The known test stands for torsional vibration dampers are, however, disadvantageous in that they only provide reproducible results to a limited extent with torsional vibration dampers such as vibration dampers, which have movable masses.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen einer Unwucht eines Drehschwingungsdämpfers vorzuschlagen.It is an object of the invention to propose an improved method for determining an imbalance of a torsional vibration damper.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zum Bestimmen einer Unwucht eines Drehschwingungsdämpfers gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.According to the invention, this object is achieved by the method for determining an imbalance of a torsional vibration damper according to claim 1. Advantageous refinements and developments of the invention emerge from the dependent claims.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Unwucht eines Drehschwingungsdämpfers mit mindestens einer beweglichen Masse, wobei der Drehschwingungsdämpfer auf eine Zieldrehzahl drehbeschleunigt wird und wobei die Unwucht nach einem Erreichen der Zieldrehzahl bei der Zieldrehzahl bestimmt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Drehschwingungsdämpfer nach dem Erreichen der Zieldrehzahl und vor einem Bestimmen der Unwucht mit einer Drehzahlmodulation beaufschlagt wird.The invention relates to a method for determining an unbalance of a torsional vibration damper with at least one movable mass, the torsional vibration damper being rotationally accelerated to a target speed and the unbalance being determined at the target speed after the target speed has been reached. The method according to the invention is characterized in that the torsional vibration damper is subjected to a speed modulation after the target speed has been reached and before the imbalance is determined.

Erfindungsgemäß ist es also vorgesehen, dass eine Unwucht eines Drehschwingungsdämpfers bestimmt werden soll, wobei der Drehschwingungsdämpfer mindestens eine, bevorzugt mindestens vier, bewegliche Massen umfasst. Die mindestens eine bewegliche Masse ist dabei elastisch am Drehschwingungsdämpfer angeordnet, vorteilhafterweise mittels eines oder mehrerer Federelemente, beispielsweise mittels Spiralfedern. Bevorzugt ist der Drehschwingungsdämpfer scheibenförmig ausgebildet und weist für jeweils eine oder mehrere bewegliche Massen eine Ausnehmung innerhalb der Scheibenform auf, in welcher die mindestens eine Masse mittels der Federelemente elastisch angeordnet ist. Alternativ bevorzugt kann der Drehschwingungsdämpfer zwar scheibenförmig ausgebildet sein, dabei jedoch aus zwei oder mehr einzelnen Scheiben bestehen, wobei die eine oder mehreren bewegliche Massen dann zwischen den Scheiben des Drehschwingungsdämpfers elastisch angeordnet sein können. Vorteilhafterweise ist die mindestens eine Masse mittels der Federelemente derartig in der Ausnehmung oder zwischen den Scheiben angeordnet, dass die mindestens eine Masse durch die Federelemente in einer Ruheposition im Wesentlichen im Zentrum der Ausnehmung bzw. mittig zwischen den Scheiben gehalten wird. Bei einer Drehbewegung des Schwingungsdämpfers und entsprechend einem auf die mindestens eine Masse wirkenden Drehmoment wird die mindestens eine Masse nach Maßgabe des Drehmoments und nach Maßgabe einer resultierenden Federkonstanten aus ihrer Ruheposition ausgelenkt und schwingt infolge der durch die Federelemente erzeugten Rückstellkraft um die Ruheposition. Um nun die Unwucht zu bestimmen, wird der Drehschwingungsdämpfer auf eine vorgebbare Zieldrehzahl beschleunigt. Bevorzugt entspricht die Zieldrehzahl einer Drehzahl, die typisch ist für den vorgesehenen Verwendungszweck des Schwingungsdämpfers. Sofern der Drehschwingungsdämpfer z.B. zur Drehschwingungsdämpfung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit Ottomotor vorgesehen ist, kann die Zieldrehzahl einer typischerweise durchschnittlichen Betriebsdrehzahl des Ottomotors entsprechen. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass der Schwingungsdämpfer nach dem Erreichen der Zieldrehzahl - aber vor einem Bestimmen der Unwucht - mit einer Drehzahlmodulation beaufschlagt wird. Unter einer Drehzahlmodulation wird dabei eine Änderung, also Modulation, der Zieldrehzahl um den Wert der Zieldrehzahl herum verstanden. Die Drehzahlmodulation kann beispielsweise sinusförmig um die Zieldrehzahl modulieren. Bevorzugt weist die Drehzahlmodulation eine Dämpfung auf, klingt also innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne nach Maßgabe einer Dämpfungskonstanten ab, so dass der Drehschwingungsdämpfer nach dem Abklingen der Drehzahlmodulation konstant mit der Zieldrehzahl rotiert wird. Die Beaufschlagung des Drehschwingungsdämpfers mit der Drehzahlmodulation kann ebenso wie das Abklingen der Drehzahlmodulation nach Maßgabe einer Dämpfungskonstanten erfolgen, wobei die Dämpfungskonstante in diesem Fall ein negatives Vorzeichen aufweist. Erst anschließend, also nach dem Abklingen der Drehzahlmodulation, erfolgt das Bestimmen der Unwucht.According to the invention, it is therefore provided that an imbalance of a torsional vibration damper is to be determined, the torsional vibration damper comprising at least one, preferably at least four, movable masses. The at least one movable mass is arranged elastically on the torsional vibration damper, advantageously by means of one or more spring elements, for example by means of spiral springs. The torsional vibration damper is preferably designed in the form of a disk and has a recess within the disk shape for one or more movable masses in each case, in which the at least one mass is elastically arranged by means of the spring elements. As an alternative, the torsional vibration damper can be designed in the form of a disk, but it can consist of two or more individual disks, the one or more movable masses then being able to be arranged elastically between the disks of the torsional vibration damper. The at least one mass is advantageously arranged in the recess or between the disks by means of the spring elements in such a way that the at least one mass is held by the spring elements in a rest position essentially in the center of the recess or centrally between the disks. In the event of a rotary movement of the vibration damper and corresponding to a torque acting on the at least one mass, the at least one mass is deflected from its rest position in accordance with the torque and in accordance with a resulting spring constant and swings around the rest position as a result of the restoring force generated by the spring elements. In order to determine the unbalance, the torsional vibration damper is accelerated to a predefinable target speed. The target speed preferably corresponds to a speed that is typical for the intended use of the vibration damper. If the torsional vibration damper is provided, for example, for damping torsional vibrations in a drive train of a motor vehicle with a gasoline engine, the target speed can correspond to a typically average operating speed of the gasoline engine. According to the invention, it is now provided that the vibration damper is subjected to a speed modulation after the target speed has been reached - but before the unbalance is determined. A speed modulation is understood to mean a change, that is to say modulation, in the target speed around the value of the target speed. The speed modulation can, for example, be sinusoidal around the target speed modulate. The speed modulation preferably has damping, that is to say it decays within a predeterminable period of time in accordance with a damping constant, so that the torsional vibration damper is rotated constantly at the target speed after the speed modulation has decayed. The application of the rotational speed modulation to the torsional vibration damper, like the decay of the rotational speed modulation, can take place in accordance with a damping constant, the damping constant in this case having a negative sign. Only then, that is, after the speed modulation has subsided, is the imbalance determined.

Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die bei der Zieldrehzahl gemessene Unwucht eine deutlich verbesserte Reproduzierbarkeit sowie eine ebenfalls verbesserte Messgenauigkeit aufweist. Nach den Erkenntnissen der Anmelderin ist die Ursache für diese Verbesserungen in einem Lösen bzw. Beweglichmachen der mindestens einen Masse gegenüber dem scheibenförmigen Körper des Drehschwingungsdämpfers zu sehen. In anderen Worten bewirkt die Drehzahlmodulation eine Art „Schütteln“ des Drehschwingungsdämpfers, was zum Lösen von mittels Haftreibung verbundenen Elementen oder von Verklemmungen der Federelemente dient.This has the advantage that the imbalance measured at the target speed has a significantly improved reproducibility and also an improved measurement accuracy. According to the applicant's findings, the cause of these improvements is to be seen in loosening or making the at least one mass movable with respect to the disk-shaped body of the torsional vibration damper. In other words, the speed modulation causes a kind of “shaking” of the torsional vibration damper, which is used to release elements connected by means of static friction or jamming of the spring elements.

Der Betrag der Erfindung zum Stand der Technik ist nicht nur darin zu sehen, erkannt zu haben, dass sich durch die Drehzahlmodulation eine verbesserte Reproduzierbarkeit sowie eine verbesserte Messgenauigkeit erzielen lassen, sondern ein Verfahren vorzuschlagen, welches die Drehzahlmodulation in das eigentliche Messverfahren integriert, so dass keine aufwändige Vorbereitung des eigentlichen Messverfahrens erforderlich ist und insbesondere keine zusätzlichen Anlagen angeschafft werden müssen. Stattdessen wird die erfindungsgemäße Drehzahlmodulation nahezu ohne zusätzlichen Aufwand im Rahmen der eigentlichen Bestimmung der Unwucht durchgeführt.The contribution of the invention to the state of the art is to be seen not only in having recognized that improved reproducibility and improved measurement accuracy can be achieved through speed modulation, but also in proposing a method which integrates the speed modulation into the actual measuring method so that no time-consuming preparation of the actual measurement process is required and, in particular, no additional systems have to be purchased. Instead, the speed modulation according to the invention is carried out almost without additional effort as part of the actual determination of the imbalance.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Zieldrehzahl 1000 U/min beträgt. Versuchsreihen der Anmelderin haben gezeigt, dass sich bei einer Zieldrehzahl von 1000 U/min eine vergleichsweise hohe Reproduzierbarkeit in Verbindung mit einer vergleichsweise großen Messgenauigkeit der Unwucht ergibt. Gleichzeitig kann eine Zieldrehzahl von 1000 U/min vergleichsweise einfach mit kostengünstigen Antriebsspindeln erreicht werden. Auch sind die bei einer Zieldrehzahl von 1000 U/min typischerweise auftretenden, durch die Unwucht erzeugten Kräfte einerseits nicht zu schwach, um zu Ungenauigkeiten bei der Bestimmung zu führen, und andererseits nicht zu stark, um besondere Vorkehrungen zur Absicherung und Abstützung des Prüfstands vorsehen zu müssen.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the target speed is 1000 rpm. Test series by the applicant have shown that at a target speed of 1000 rpm there is a comparatively high reproducibility in connection with a comparatively high measurement accuracy of the imbalance. At the same time, a target speed of 1000 rpm can be achieved comparatively easily with inexpensive drive spindles. The forces generated by the imbalance that typically occur at a target speed of 1000 rpm are on the one hand not too weak to lead to inaccuracies in the determination, and on the other hand not too strong to take special precautions to secure and support the test bench have to.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Amplitude der Drehzahlmodulation weniger als 10 % der Zieldrehzahl beträgt. Das bedeutet also, dass die Drehzahlmodulation bei einer Zieldrehhzahl von beispielsweise 1000 U/min eine Amplitude von weniger als 100 U/min aufweist. In anderen Worten würde die Drehzahl des Drehschwingungsdämpfers in diesem Fall zwischen 900 U/min und 1100 U/min schwanken. Insbesondere beträgt die Amplitude der Drehzahlmodulation weniger als 5 % der Zieldrehzahl und mehr als 2 % der Zieldrehzahl. Wie sich gezeigt hat, führt dies zu einem besonders wirkungsvollen Lösen bzw. Beweglichmachen der mindestens einen Masse.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that an amplitude of the speed modulation is less than 10% of the target speed. This means that the speed modulation at a target speed of 1000 rpm, for example, has an amplitude of less than 100 rpm. In other words, the rotational speed of the torsional vibration damper would fluctuate between 900 rpm and 1100 rpm in this case. In particular, the amplitude of the speed modulation is less than 5% of the target speed and more than 2% of the target speed. As has been shown, this leads to a particularly effective loosening or making the at least one mass movable.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Frequenz der Drehzahlmodulation weniger als 10 Hz beträgt. Dies hat sich als gut geeignet zum wirkungsvollen Lösen bzw. Beweglichmachen der mindestens einen Masse erwiesen und somit zur Verbesserung der Messgenauigkeit der Bestimmung der Unwucht sowie der Reproduzierbarkeit der Bestimmung der Unwucht.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that a frequency of the speed modulation is less than 10 Hz. This has proven to be well suited for effectively releasing or making the at least one mass movable and thus for improving the measuring accuracy of the determination of the imbalance and the reproducibility of the determination of the imbalance.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Drehschwingungsdämpfer vor einem Beschleunigen auf die Zieldrehzahl bei einer Schleuderdrehzahl vorgeschleudert wird. Das Vorschleudern findet dabei vor dem Beschleunigen auf die Zieldrehzahl statt, d.h., dass der Drehschwingungsdämpfer zeitlich zwischen dem Vorschleudern und dem Beschleunigen auf die Zieldrehzahl in Ruhe ist, also nicht rotiert wird. Das Vorschleudern ist dabei bevorzugt ein Beschleunigen auf die Schleuderdrehzahl, ein anschließendes kurzes Halten der Schleuderdrehzahl, beispielsweise ein Halten der Schleuderdrehzahl für einen Zeitraum von wenigstens 1 s bis zu maximal 5 s, und ein anschließendes Reduzieren der Schleuderdrehzahl auf den Wert Null, also Stillstand. Erst im Anschluss an dieses Vorschleudern erfolgt das Beschleunigen auf die Zieldrehzahl. Wie sich herausgestellt hat, trägt auch das beschriebene Vorschleudern dazu bei, die Messgenauigkeit der Unwucht sowie die Reproduzierbarkeit der Bestimmung der Unwucht zu verbessern.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the torsional vibration damper is pre-thrown at a spin speed before it is accelerated to the target speed. The pre-spin takes place before the acceleration to the target speed, i.e. the torsional vibration damper is at rest between the pre-spin and the acceleration to the target speed, i.e. it is not rotated. The pre-spin is preferably an acceleration to the spin speed, then briefly holding the spin speed, for example holding the spin speed for a period of at least 1 s up to a maximum of 5 s, and then reducing the spin speed to the value zero, i.e. standstill. Only after this pre-spin does the acceleration to the target speed take place. As has been found, the described pre-spin also contributes to improving the measurement accuracy of the imbalance and the reproducibility of the determination of the imbalance.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schleuderzahl der Zieldrehzahl identisch entspricht. Dies hat sich als gut geeignet zum wirkungsvollen Lösen bzw. Beweglichmachen der mindestens einen Masse erwiesen.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the spin speed corresponds to the target speed identically. This has proven to be well suited for effectively releasing or making the at least one mass movable.

Eine Drehzahlmodulation findet beim Vorschleudern bevorzugt nicht statt.There is preferably no speed modulation during pre-spin.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Drehschwingungsdämpfer acht oder zwölf bewegliche Massen umfasst, wobei die acht oder zwölf beweglichen Massen zu vier Massenpaketen angeordnet sind. Eine derartige Ausbildung des Drehschwingungsdämpfers hat sich als gut geeignet zum Dämpfen von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs erwiesen.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the Torsional vibration damper comprises eight or twelve movable masses, the eight or twelve movable masses being arranged to form four mass packages. Such a design of the torsional vibration damper has proven to be well suited for damping torsional vibrations in a drive train of a motor vehicle.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die beweglichen Massen jedes Massenpakets gegeneinander beweglich sind. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit der Bestimmung der Unwucht bei einer derartigen Ausbildungsform, da die beweglichen Massen eines jeden Massenpakets durch Verklemmungen der Federelemente oder durch Reibungskräfte aneinander haften können, sofern die beweglichen Massen eines jeden Massenpakets nicht zuvor durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst werden.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the movable masses of each mass package can be moved relative to one another. The method according to the invention is particularly suitable for improving the reproducibility of the determination of the unbalance in such an embodiment, since the movable masses of each mass package can adhere to one another due to jamming of the spring elements or through frictional forces, provided that the movable masses of each mass package have not previously been carried out by the method according to the invention be solved.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Unwucht über eine Auslenkung des Drehschwingungsdämpfers oder über eine Fliehkraft des Drehschwingungsdämpfers bestimmt wird. Sowohl über die aufgrund der Unwucht erzeugte Auslenkung als auch über die aufgrund der Unwucht erzeugte Fliehkraft kann die Unwucht vergleichsweise präzise ermittelt werden. Die Fliehkraft wird dabei bevorzugt über einen als Piezo-Aufnehmer ausgebildeten Kraftaufnehmer erfasst.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the imbalance is determined via a deflection of the torsional vibration damper or via a centrifugal force of the torsional vibration damper. The imbalance can be determined comparatively precisely both via the deflection generated due to the imbalance and via the centrifugal force generated due to the imbalance. The centrifugal force is preferably recorded using a force sensor designed as a piezoelectric sensor.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Drehschwingungsdämpfer mit einem weiteren Bauteil fest verbunden wird, bevor die Unwucht bestimmt wird. Bei dem weiteren Bauteil handelt es sich bevorzugt um ein Bauteil, welches im Betrieb des Drehschwingungsdämpfers ebenfalls mit diesem verbunden ist, beispielsweise um eine sog. Turbinenschale. Das weitere Bauteil wird dabei insbesondere vor der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. vor dem Einbau in einen entsprechenden Prüfstand mit dem Drehschwingungsdämpfer fest verbunden. Somit kann die Unwucht nicht ausschließlich des Drehschwingungsdämpfers erfasst werden, sondern die gemeinsame Unwucht des Drehschwingungsdämpfers in Verbindung mit dem weiteren Bauteil.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the torsional vibration damper is firmly connected to a further component before the imbalance is determined. The further component is preferably a component which is also connected to the torsional vibration damper when it is in operation, for example a so-called turbine shell. The further component is firmly connected to the torsional vibration damper, in particular before the method according to the invention is carried out or before it is installed in a corresponding test stand. Thus, the unbalance of the torsional vibration damper cannot be recorded exclusively, but rather the common unbalance of the torsional vibration damper in connection with the further component.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Antriebsspindel zum Beschleunigen des Drehschwingungsdämpfers aktiv gekühlt wird. Die Antriebsspindel muss während des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Vielzahl von Beschleunigungsvorgängen sowie Bremsvorgängen ausführen, insbesondere bei der Drehzahlmodulation. Dadurch entsteht eine vergleichsweise große Belastung der Antriebsspindel, auch hinsichtlich der entstehenden Abwärme. Die aktive Kühlung gewährleistet jedoch einen konstanten Betriebspunkt der Antriebsspindel bei einer konstanten Temperatur, was sich wiederum vorteilhaft auf die Reproduzierbarkeit der Bestimmung der Unwucht auswirkt. Ggf. können sogar Beschädigungen der Antriebsspindel bis hin zu einer Zerstörung der Antriebsspindel durch Temperatureinflüsse vermieden werden.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that a drive spindle for accelerating the torsional vibration damper is actively cooled. During the method according to the invention, the drive spindle has to carry out a large number of acceleration processes and braking processes, in particular for speed modulation. This results in a comparatively high load on the drive spindle, also with regard to the waste heat generated. However, the active cooling ensures a constant operating point of the drive spindle at a constant temperature, which in turn has an advantageous effect on the reproducibility of the determination of the imbalance. If necessary, damage to the drive spindle through to destruction of the drive spindle as a result of temperature influences can even be avoided.

Bei der Antriebsspindel handelt es sich bevorzugt um einen Elektromotor.The drive spindle is preferably an electric motor.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Prüfstand zum Bestimmen einer Unwucht eines Drehschwingungsdämpfers mit mindestens einer beweglichen Masse. Der erfindungsgemäße Prüfstand zeichnet sich dadurch aus, dass der Prüfstand dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Dadurch ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile auch für den erfindungsgemäßen Prüfstand.The invention further relates to a test stand for determining an imbalance of a torsional vibration damper with at least one movable mass. The test stand according to the invention is characterized in that the test stand is designed to carry out the method according to the invention. This also results in the advantages already described in connection with the method according to the invention for the test stand according to the invention.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.In the following, the invention is explained by way of example on the basis of embodiments shown in the figures.

Es zeigen:

  • 1 beispielhaft eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen einer Unwucht eines Drehschwingungsdämpfers mit mindestens einer beweglichen Masse in Form eines Flussdiagramms und
  • 2 beispielhaft eine mögliche Ausbildungsform eines Drehschwingungsdämpfers.
Show it:
  • 1 an example of a possible embodiment of the method according to the invention for determining an imbalance of a torsional vibration damper with at least one movable mass in the form of a flow chart and
  • 2 an example of a possible embodiment of a torsional vibration damper.

Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.The same objects, functional units and comparable components are denoted by the same reference symbols in all the figures. These objects, functional units and comparable components are designed identically with regard to their technical features, unless the description explicitly or implicitly states otherwise.

1 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen einer Unwucht eines Drehschwingungsdämpfers mit mindestens einer beweglichen Masse in Form eines Flussdiagramms. In Verfahrensschritt 1 wird der Drehschwingungsdämpfer 10 dazu auf eine Schleuderdrehzahl drehbeschleunigt. In Verfahrensschritt 2 wird die Schleuderdrehzahl erreicht und beispielsgemäß für 3 s gehalten. Dieses Vorschleudern verbessert die Messgenauigkeit bei der sich anschließenden Bestimmung der Unwucht, indem Verklemmungen insbesondere der beweglichen Massen gelöst werden. Beispielsgemäß beträgt die Schleuderdrehzahl 1000 U/min. Im folgenden Schritt 3 wird eine Drehzahl des Drehschwingungsdämpfers wieder bis zum Stillstand abgebremst, der Drehschwingungsdämpfer steht also still. Unmittelbar darauf folgt in Verfahrensschritt 4 ein erneutes Drehbeschleunigen des Drehschwingungsdämpfers, diesmal auf die Zieldrehzahl. In Verfahrensschritt 5 wird die Zieldrehzahl erreicht, wobei die Zieldrehzahl beispielsgemäß der Schleuderdrehzahl identisch entspricht, also 1000 U/min beträgt. Im folgenden Verfahrensschritt 6, also nach dem Erreichen der Zieldrehzahl und vor einem Bestimmen der Unwucht, wird der Drehschwingungsdämpfer mit einer Drehzahlmodulation beaufschlagt. Eine Frequenz der Drehzahlmodulation beträgt dabei beispielsgemäß 5 Hz und eine Amplitude der Drehzahlmodulation beträgt beispielsgemäß 5 % der Zieldrehzahl, also 50 U/min. Das bedeutet also, dass die Drehzahl des Drehschwingungsdämpfers mit einer Frequenz von 5 Hz zwischen 950 U/min und 1050 U/min auf- und abmoduliert wird. Dies dient der Verbesserung der Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Messergebnisse. Diese Drehzahlmodulation wird beispielsgemäß für 5 s aufrecht erhalten, dann wird in Schritt 7 die Drehzahl des Drehschwingungsdämpfers konstant bei der Zieldrehzahl gehalten, also bei 1000 U/min. Im folgenden Schritt 8 erfolgt nun das eigentliche Bestimmen der Unwucht, beispielsgemäß über die durch die Unwucht erzeugte Fliehkraft mittels eines Piezo-Kraftaufnehmers. 1 shows an example of a possible embodiment of the method according to the invention for determining an imbalance of a torsional vibration damper with at least one movable mass in the form of a flow chart. In process step 1 the torsional vibration damper 10 is rotationally accelerated to a spin speed for this purpose. In process step 2 the spin speed is reached and held for 3 s according to the example. This pre-spin improves the measurement accuracy in the subsequent determination of the imbalance by eliminating jamming, in particular the moving masses are solved. According to the example, the spin speed is 1000 rpm. In the next step 3 If a speed of the torsional vibration damper is decelerated again to a standstill, the torsional vibration damper is therefore at a standstill. This is followed immediately by a process step 4th another acceleration of the torsional vibration damper, this time to the target speed. In process step 5 the target speed is reached, the target speed being identical to the spin speed according to the example, i.e. 1000 rpm. In the following process step 6th That is, after the target speed has been reached and before the imbalance is determined, the torsional vibration damper is subjected to a speed modulation. A frequency of the speed modulation is, for example, 5 Hz and an amplitude of the speed modulation is, for example, 5% of the target speed, that is to say 50 rpm. This means that the rotational speed of the torsional vibration damper is modulated up and down with a frequency of 5 Hz between 950 rpm and 1050 rpm. This serves to improve the reproducibility and accuracy of the measurement results. According to the example, this speed modulation is maintained for 5 s, then in step 7th the speed of the torsional vibration damper is kept constant at the target speed, i.e. at 1000 rpm. In the next step 8th the actual determination of the imbalance now takes place, for example via the centrifugal force generated by the imbalance by means of a piezo force transducer.

2 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausbildungsform eines Drehschwingungsdämpfers 10, dessen Unwucht mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmbar ist. Der Drehschwingungsdämpfer umfasst einen Grundkörper 11, welcher aus zwei gegenüberliegenden, beabstandeten Scheiben 11', 11" besteht. Zwischen den beiden Scheiben 11', 11" sind vier Massenpakete 12 aus jeweils drei beweglichen Massen 13 angeordnet. Die beweglichen Massen sind über Bolzen 14 in Öffnungen 15 untereinander beweglich gelagert und gegenüber den Scheiben 11', 11" beweglich gelagert. Über nicht dargestellte Federelemente werden die beweglichen Massen 13 in einer Ruheposition gehalten. 2 shows an example of a possible embodiment of a torsional vibration damper 10, the unbalance of which can be determined by means of the method according to the invention. The torsional vibration damper comprises a base body 11 , which consists of two opposing, spaced-apart discs 11 ' , 11 " consists. Between the two panes 11 ' , 11 " are four bulk packages 12th each made up of three movable masses 13th arranged. The moving masses are via bolts 14th in openings 15th mounted movably among each other and opposite the discs 11 ' , 11 " movably mounted. The movable masses are via spring elements (not shown) 13th held in a resting position.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Drehbeschleunigen des DrehschwingungsdämpfersRotating the torsional vibration damper
22
Erreichen und Halten der SchleuderdrehzahlReaching and maintaining the spin speed
33
Abbremsen des Drehschwingungsdämpfers bis zum StillstandBraking the torsional vibration damper to a standstill
44th
Drehbeschleunigen des DrehschwingungsdämpfersRotating the torsional vibration damper
55
Erreichen und Halten der ZieldrehzahlReaching and maintaining the target speed
66th
Beaufschlagung mit DrehzahlmodulationApplication of speed modulation
77th
Konstanthalten der DrehzahlKeeping the speed constant
88th
Bestimmen der UnwuchtDetermine the imbalance
1111
GrundkörperBase body
11', 11"11 ', 11 "
Scheibedisc
1212th
MassenpaketBulk package
1313th
Bolzenbolt
1414th
Achse des zweiten ZentrierelementsAxis of the second centering element
1515th
Öffnungenopenings

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 3412133 A1 [0003]DE 3412133 A1 [0003]
  • DE 2936403 [0004]DE 2936403 [0004]

Claims (12)

Verfahren zum Bestimmen einer Unwucht eines Drehschwingungsdämpfers mit mindestens einer beweglichen Masse, wobei der Drehschwingungsdämpfer auf eine Zieldrehzahl drehbeschleunigt wird (4) und wobei die Unwucht nach einem Erreichen der Zieldrehzahl (5) bei der Zieldrehzahl bestimmt wird (8), dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer nach dem Erreichen der Zieldrehzahl (5) und vor einem Bestimmen der Unwucht (8) mit einer Drehzahlmodulation beaufschlagt (6) wird.Method for determining an imbalance of a torsional vibration damper with at least one movable mass, wherein the torsional vibration damper is rotationally accelerated to a target speed (4) and wherein the unbalance is determined (8) after reaching the target speed (5) at the target speed, characterized in that the Torsional vibration damper is acted upon with a speed modulation (6) after the target speed (5) has been reached and before the unbalance (8) is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zieldrehzahl 1000 U/min beträgt.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the target speed is 1000 rpm. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Amplitude der Drehzahlmodulation weniger als 10 % der Zieldrehzahl beträgt.Method according to at least one of the Claims 1 and 2 , characterized in that an amplitude of the speed modulation is less than 10% of the target speed. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenz der Drehzahlmodulation weniger als 10 Hz beträgt.Method according to at least one of the Claims 1 to 3 , characterized in that a frequency of the speed modulation is less than 10 Hz. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer vor einem Beschleunigen auf die Zieldrehzahl bei einer Schleuderdrehzahl vorgeschleudert wird (1, 2,3).Method according to at least one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the torsional vibration damper is pre-thrown at a spin speed before accelerating to the target speed (1, 2, 3). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderdrehzahl der Zieldrehzahl identisch entspricht.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the spin speed is identical to the target speed. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer acht oder zwölf bewegliche Massen umfasst, wobei die acht oder zwölf beweglichen Massen zu vier Massenpaketen angeordnet sind.Method according to at least one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the torsional vibration damper comprises eight or twelve movable masses, the eight or twelve movable masses being arranged in four mass packages. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Massen jedes Massenpakets gegeneinander beweglich sind.Method according to at least one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the movable masses of each mass package are mutually movable. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwucht über eine Auslenkung des Drehschwingungsdämpfers oder über eine Fliehkraft des Drehschwingungsdämpfers bestimmt wird.Method according to at least one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the imbalance is determined via a deflection of the torsional vibration damper or via a centrifugal force of the torsional vibration damper. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer mit einem weiteren Bauteil fest verbunden wird, bevor die Unwucht bestimmt wird.Method according to at least one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the torsional vibration damper is firmly connected to another component before the imbalance is determined. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsspindel zum Beschleunigen des Drehschwingungsdämpfers aktiv gekühlt wird.Method according to at least one of the Claims 1 to 10 , characterized in that a drive spindle is actively cooled to accelerate the torsional vibration damper. Prüfstand zum Bestimmen einer Unwucht eines Drehschwingungsdämpfers mit mindestens einer beweglichen Masse, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstand dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.Test stand for determining an imbalance of a torsional vibration damper with at least one movable mass, characterized in that the test stand is designed to implement a method according to at least one of Claims 1 to 11 to execute.
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