DE102019217670B4

DE102019217670B4 - Method and test stand for determining unbalance of a torsional vibration damper

Info

Publication number: DE102019217670B4
Application number: DE102019217670.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Walter; Ladislav Masar; Martin Lobenstein; Christoph Sasse
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2023-10-26
Anticipated expiration: 2039-11-19
Also published as: DE102019217670A1

Abstract

Verfahren zum Bestimmen einer Unwucht eines Drehschwingungsdämpfers mit mindestens einer beweglichen Masse,wobei der Drehschwingungsdämpfer auf eine Zieldrehzahl drehbeschleunigt wird (4) undwobei die Unwucht nach einem Erreichen der Zieldrehzahl (5) bei der Zieldrehzahl bestimmt wird (8),dadurch gekennzeichnet, dassder Drehschwingungsdämpfer nach dem Erreichen der Zieldrehzahl (5) und vor einem Bestimmen der Unwucht (8) mit einer Drehzahlmodulation beaufschlagt (6) wird.Method for determining an unbalance 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 after reaching the target speed (5) at the target speed (8), characterized in that the torsional vibration damper after After reaching the target speed (5) and before determining the unbalance (8), a speed modulation (6) is applied.

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 a corresponding test bench.

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 so-called speed-dependent vibration absorbers. Vibration absorbers are not arranged between two bodies that can be rotated relative to one another, but only on a single body. By tuning 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 smooth running and improved acoustic behavior of the drive train in the motor vehicle. It is also known to measure the imbalance 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 it is from the DE 34 12 133 A1 a testing device for torsional vibration dampers is known, which imposes oscillating torsional vibrations on the test specimen, but does not rotate the test specimen.

Die DE 29 36 403 A1 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 A1 discloses a test stand for rotating torsional vibration dampers, which enables the realization of a rotational angle tension between the primary and secondary masses that cannot be changed during rotation.

Aus der EP 0 590 169 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der einem angetriebenen rotierenden starren Rotor anhaftenden Unwucht, bezogen auf mindestens eine Ausgleichsebene des starren Rotors nach Winkellage und Größe, bekannt. Dabei werden die Lage und Größe der von der Unwucht hervorgerufenen Schwingungen im unterkritischen Bereich bei mindestens einem Teil einer Umdrehung des starren Rotors mindestens zweimal an mindestens einer Lagerung des starren Rotors bestimmt und Zeitintervalle zwischen den einzelnen Bestimmungen werden berücksichtigt. Ebenso wird eine Änderung der Kraftwirkung durch die Beschleunigung während der Umdrehung berücksichtigt.From the EP 0 590 169 A1 a method for determining the unbalance inherent in a driven rotating rigid rotor, based on at least one compensation plane of the rigid rotor according to angular position and size, is known. The position and size of the vibrations caused by the unbalance in the subcritical range are determined at least twice on at least one bearing of the rigid rotor for at least part of a revolution of the rigid rotor and time intervals between the individual determinations are taken into account. A change in the force effect due to acceleration during the revolution is also taken into account.

Die DE 44 06 292 A1 offenbart ein Verfahren zum Auswuchten eines um eine Drehachse drehbaren Bauteils, insbesondere eines im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordneten Bauteils wie eines Schwungrads. Das Verfahren umfasst die Schritte

a) Messen der Größe und Winkellage einer Unwucht des Bauteils,
b) Bereitstellen einer zur Kompensation der gemessenen Unwucht bestimmten Wuchtmassenanordnung mit zumindest einem in einem vorbestimmten Wirkabstand von der Drehachse an dem Bauteil anzubringenden Wuchtkörper und
c) Anbringen jedes in Schritt b) bereitgestellten Wuchtkörpers in dem vorbestimmten Wirkabstand von der Drehachse und in einer abhängig von der gemessenen Unwucht gewählten Winkellage an dem Bauteil.

The DE 44 06 292 A1 discloses a method for balancing a component that can be rotated about an axis of rotation, in particular a component such as a flywheel arranged in the drive train of a motor vehicle. The procedure includes the steps

a) measuring the size and angular position of an unbalance of the component,
b) Providing a balancing mass arrangement intended to compensate for the measured unbalance with at least one balancing body to be attached to the component at a predetermined effective distance from the axis of rotation and
c) attaching each balancing body provided in step b) to the component at the predetermined effective distance from the axis of rotation and in an angular position selected depending on the measured unbalance.

Die DE 10 2014 103 148 A1 beschreibt einen Drehschwingungsprüfstand, umfassend eine Antriebseinheit zur Erzeugung einer Drehbewegung, die über eine Drehantriebsverbindung auf einen Prüfling aufgebracht werden kann, so dass der Prüfling mit einer vorgegebenen Oberschwingung über einer mittleren Drehgeschwindigkeit beaufschlagt wird. Die Drehantriebsverbindung umfasst ein Getriebe mit einem Antriebsrad und einem Abtriebsrad, wobei zumindest eines der Räder einen unrunden Querschnitt aufweist und der Schwerpunkt des unrunden Rads auf der Drehachse des unrunden Rads liegt.The DE 10 2014 103 148 A1 describes a torsional vibration test stand, comprising a drive unit for generating a rotary movement, which can be applied to a test object via a rotary drive connection, so that the test object is subjected to a predetermined harmonic above a mean rotational speed. The rotary drive connection comprises a transmission with a drive wheel and a driven wheel, at least one of the wheels having a non-round cross section and the center of gravity of the non-round wheel lying on the axis of rotation of the non-round wheel.

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.However, the known test stands for torsional vibration dampers are disadvantageous in that they only provide reproducible results to a limited extent for torsional vibration dampers such as vibration absorbers that 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 unbalance 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.This object is achieved according to the invention by the method for determining an unbalance of a torsional vibration damper according to claim 1. Advantageous refinements and further 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 reaching the target speed and before determining the unbalance.

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 unbalance 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 disc-shaped and has a recess within the disc shape for one or more movable masses, in which the at least one mass is arranged elastically by means of the spring elements. Alternatively, the torsional vibration damper can preferably be disc-shaped, but consist of two or more individual discs, whereby the one or more movable masses can then be arranged elastically between the discs of the torsional vibration damper. Advantageously, the at least one mass is 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. When the vibration damper rotates 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 oscillates around the rest position as a result of the restoring force generated by the spring elements. In order to determine the imbalance, the torsional vibration damper is accelerated to a predetermined 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 torsional vibration damping 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. Speed modulation means a change, i.e. modulation, of the target speed around the value of the target speed. The speed modulation can, for example, modulate sinusoidally around the target speed. The speed modulation preferably has a damping, i.e. decays within a predeterminable period of time in accordance with a damping constant, so that the torsional vibration damper is constantly rotated at the target speed after the speed modulation has decayed. The application of the speed modulation to the torsional vibration damper, as well as the decay of the speed modulation, can take place in accordance with a damping constant, the damping constant having a negative sign in this case. Only then, i.e. 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 unbalance measured at the target speed has significantly improved reproducibility and also improved measurement accuracy. According to the applicant's findings, the reason for these improvements can be seen in a loosening or making the at least one mass movable relative to the disc-shaped body of the torsional vibration damper. In other words, the speed modulation causes a kind of “shaking” of the torsional vibration damper, which serves to loosen elements connected by 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 not only to be seen in the fact that the speed modulation can achieve improved reproducibility and improved measurement accuracy, but also in proposing a method which integrates the speed modulation into the actual measurement method, so that no complex preparation of the actual measuring process is required and, in particular, no additional systems need to be purchased. Instead, the speed modulation according to the invention is carried out with almost no additional effort as part of the actual determination of the unbalance.

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. Series of tests carried out by the applicant have shown that at a target speed of 1000 rpm there is a comparatively high reproducibility in conjunction with a comparatively high measurement accuracy of the unbalance. At the same time, a target speed of 1000 rpm can be achieved comparatively easily with inexpensive drive spindles. The forces generated by the unbalance 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 require special precautions to secure and support the test bench must.

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 is at a target speed of, for example, 1000 rpm has an amplitude of less than 100 rpm. In other words, the 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 movement of the at least one mass.

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 to effectively loosening or moving the at least one mass and thus to improving the measurement accuracy of determining the unbalance and the reproducibility of determining the unbalance.

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 spun forward at a spin speed before accelerating to the target speed. The pre-spinning takes place before accelerating to the target speed, i.e. the torsional vibration damper is at rest between the pre-spinning and the acceleration to the target speed, i.e. it is not rotating. Pre-spinning is preferably accelerating 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 zero, i.e. standstill. Only after this pre-spin does the acceleration to the target speed take place. As it turns out, the pre-spinning described also helps to improve the measurement accuracy of the unbalance and the reproducibility of the determination of the unbalance.

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 identically to the target speed. This has proven to be well suited for effectively loosening or making the at least one mass movable.

Eine Drehzahlmodulation findet beim Vorschleudern bevorzugt nicht statt.Speed modulation preferably does not take place during pre-spinning.

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 dampening 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 are movable 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 a form of training, since the movable masses of each mass package can stick to one another due to jamming of the spring elements or by frictional forces, provided that the movable masses of each mass package have not previously been through 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 unbalance is determined via a deflection of the torsional vibration damper or via a centrifugal force of the torsional vibration damper. The unbalance can be determined comparatively precisely using both the deflection generated due to the unbalance and the centrifugal force generated due to the unbalance. The centrifugal force is preferably detected via a force sensor designed as a piezo 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 another component before the unbalance is determined. The further component is preferably a component which is also connected to the torsional vibration damper during 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 installation in a corresponding test bench. This means that the unbalance of the torsional vibration damper cannot be detected exclusively, but rather the common unbalance of the torsional vibration damper in conjunction with the other 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 is actively cooled to accelerate the torsional vibration damper. The drive spindle must carry out a large number of acceleration processes and braking processes during the method according to the invention, in particular during speed modulation. This creates a comparatively large load on the drive spindle, also in terms of the waste heat generated. However, 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 determining the unbalance. If necessary, damage to the drive spindle or even destruction of the drive spindle due to temperature influences can 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 eingerichtet 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 set up to carry out the method according to the invention. This results in the advantages already described in connection with the method according to the invention also for the test stand according to the invention.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The invention is explained below by way of example using the 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 By way of example, a possible embodiment of the method according to the invention for determining an unbalance 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 design 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 designated with the same reference numerals across the figures. These objects, functional units and comparable components are identical in terms of 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 unbalance of a torsional vibration damper with at least one movable mass in the form of a flow chart. In method step 1, the torsional vibration damper 10 is accelerated to a spin speed. In process step 2, the spin speed is reached and held for 3 s, for example. This pre-spinning improves the measurement accuracy in the subsequent determination of the unbalance by releasing jams, particularly in the movable masses. For example, the spin speed is 1000 rpm. In the following step 3, a speed of the torsional vibration damper is braked again to a standstill, so the torsional vibration damper stands still. Immediately afterwards, in method step 4, the torsional vibration damper is accelerated again, this time to the target speed. In method step 5, the target speed is reached, whereby the target speed, for example, corresponds identically to the spin speed, i.e. is 1000 rpm. In the following method step 6, i.e. after reaching the target speed and before determining the unbalance, the torsional vibration damper is subjected to 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, i.e. 50 rpm. This means that the 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 7 the speed of the torsional vibration damper is kept constant at the target speed, i.e. at 1000 rpm. In the following step 8, the actual determination of the unbalance takes place, for example via the centrifugal force generated by the unbalance using 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 design of a torsional vibration damper 10, the unbalance of which can be determined using the method according to the invention. The torsional vibration damper comprises a base body 11, which consists of two opposing, spaced-apart disks 11', 11". Four mass packages 12, each consisting of three movable masses 13, are arranged between the two disks 11', 11". The movable masses are mounted so that they can move with each other via bolts 14 in openings 15 and are mounted so that they can move relative to the disks 11 ', 11''. The movable masses 13 are held in a rest position via spring elements (not shown).

BezugszeichenReference symbols

11: Drehbeschleunigen des DrehschwingungsdämpfersRotational acceleration of 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
44: Drehbeschleunigen des DrehschwingungsdämpfersRotational acceleration of the torsional vibration damper
55: Erreichen und Halten der ZieldrehzahlReaching and maintaining the target speed
66: Beaufschlagung mit DrehzahlmodulationApplication with speed modulation
77: Konstanthalten der DrehzahlKeeping the speed constant
88th: Bestimmen der UnwuchtDetermine the unbalance
1010: DrehschwingungsdämpferTorsional vibration damper
1111: GrundkörperBasic body
11', 11"11', 11": Scheibedisc
1212: MassenpaketBulk package
1313: bewegliche Massemovable mass
1414: Bolzenbolt
1515: Öffnungenopenings

Claims

Method for determining an unbalance 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 after reaching the target speed (5) at the target speed (8), characterized in that the Torsional vibration damper is subjected to speed modulation (6) after reaching the target speed (5) and before determining the unbalance (8).

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the target speed is 1000 rpm.

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.

Method according to at least one of the Claims 1 until 3 , characterized in that a frequency of the speed modulation is less than 10 Hz.

Method according to at least one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the torsional vibration damper is spun forward at a spin speed (1, 2, 3) before accelerating to the target speed (4).

Procedure according to Claim 5 , characterized in that the spin speed corresponds identically to the target speed.

Method according to at least one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the torsional vibration damper comprises eight or twelve movable masses, the eight or twelve movable masses being arranged to form four mass packages.

Procedure according to at least Claim 7 , characterized in that the movable masses of each mass package are movable relative to one another.

Method according to at least one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the unbalance is determined via a deflection of the torsional vibration damper or via a centrifugal force of the torsional vibration damper.

Method according to at least one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the torsional vibration damper is firmly connected to another component before the unbalance is determined.

Method according to at least one of the Claims 1 until 10 , characterized in that a drive spindle is actively cooled to accelerate the torsional vibration damper.

Test stand for determining an unbalance of a torsional vibration damper with at least one movable mass, characterized in that the test stand is set up to carry out a method according to at least one of Claims 1 until 11 to carry out.