DE102020126324A1

DE102020126324A1 - Zahnradvorrichtung und verfahren zum betrieb einer zahnradvorrichtung

Info

Publication number: DE102020126324A1
Application number: DE102020126324.4A
Authority: DE
Inventors: John Cornell; Fabian GADAU; Mark Michael Madin; Richard Karl Werth; Joy Hines Forsmark
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2021-04-08
Also published as: US11466766B2; CN112628380A; US20210102612A1

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine Zahnradvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Zahnradvorrichtung bereit. Es werden Zahnradvorrichtungen und Verfahren zum Betreiben von Zahnradvorrichtungen bereitgestellt. In einem Beispiel ist eine Zahnradvorrichtung bereitgestellt, die Strukturen umfasst, die dazu ausgestaltet sind, anvisierte Schwingungen, die während der Rotation der Zahnradvorrichtung auftreten, abzuschwächen. Die Strukturen beinhalten radial ausgerichtete Streben, die sich zwischen einem inneren Träger und einem äußeren Träger erstrecken, eine Vielzahl von Öffnungen, die zwischen den Streben angeordnet sind, und/oder Resonatoren, die sich zwischen aufeinanderfolgenden Streben erstrecken.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen eine Zahnradvorrichtung, die dazu ausgestaltet ist, Schwingungen zu dämpfen, und ein Verfahren zum Betreiben der Zahnradvorrichtung.
Allgemeiner Stand der Technik
Zahnräder werden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, wie etwa Fahrzeugantriebssträngen, um eine Übertragung von Rotationsenergie zwischen ausgewählten Komponenten (z. B. Motoren und Antriebsrädern in der Fahrzeugausführungsform) zu ermöglichen.
Zahnradsysteme weisen in das Zahnrad integrierte hydraulische Dämpfer auf, um unerwünschte Schwingungen zu dämpfen. Ein beispielhafter Ansatz wird von Steinberger in US 9,303,751 B2 gezeigt. Steinberger offenbart ein Verteilerzahnrad mit einem radial ausgerichteten Kolben, der dazu ausgestaltet ist, unerwünschte Schwingungen während des Betriebs des Verteilerzahnrads zu dämpfen. Andere Systeme haben versucht, das Zahnradspiel über Federn und andere mechanische Dämpfungsvorrichtungen zu reduzieren.
Die Erfinder haben jedoch mehrere Nachteile bei früheren Zahnradsystemen, die versuchen, unerwünschte Systemschwingungen zu dämpfen, erkannt. Zum Beispiel beinhaltet das Zahnradsystem von Steinberger komplexe Systeme, wie etwa Fluidkammern, Kolben usw., um eine Geräuschreduzierung im Zahnradsystem zu erreichen. Das mechanische System von Steinberger kann aufgrund der Komplexität des Systems anfällig für Beeinträchtigungen sein. Infolgedessen werden die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit des Systems reduziert. Andere mechanische Dämpfungssysteme, die zum Beispiel Federn beinhalten, können ebenfalls anfällig für Beeinträchtigung sein und erreichen daher nicht das gewünschte Maß an Systemlebensdauer.
Kurzdarstellung
Um zumindest einige der vorgenannten Probleme anzugehen, wird eine Zahnradvorrichtung bereitgestellt, die einen äußeren Träger mit einer Vielzahl von radial ausgerichteten Streben und eine Vielzahl von Öffnungen umfasst, die zwischen der Vielzahl von Streben beabstandet sind, und dazu ausgestaltet sind, Schwingungen, die während der Rotation der Zahnradvorrichtung auftreten, abzuschwächen. Die Zahnradvorrichtung beinhaltet ferner einen inneren Träger, der über die sich dazwischen erstreckende Vielzahl von radial ausgerichteten Streben an den äußeren Träger gekoppelt ist. Auf diese Weise verringert die Zahnradvorrichtung in dem System, in dem die Vorrichtung eingesetzt wird, Geräusche, Vibrationen und Rauhigkeit (noise, vibration, and harshness - NVH). Infolgedessen wird der Verschleiß des Zahnrads reduziert und die Kundenzufriedenheit erhöht.
In einem Beispiel kann die Zahnradvorrichtung ferner eine Vielzahl von Resonatoren umfassen, die aufeinanderfolgend winkelversetzt um die Zahnradvorrichtung beabstandet und an die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben gekoppelt sind. Die Resonatoren ermöglichen, dass anvisierte Frequenzbänder, die in dem System auftreten, in dem die Vorrichtung eingesetzt wird, gedämpft werden.
In einem anderen Beispiel kann die Vielzahl von Resonatoren eine erste Reihe, die radial nach innen hin zu einer Rotationsachse der Zahnradvorrichtung positioniert ist, und eine zweite Reihe in der Vielzahl von Resonatoren beinhalten. Die Anordnung der Resonatoren auf diese Weise ermöglicht eine noch detailliertere Abstimmung der Frequenzbanddämpfung, um eine präzise Abschwächung unerwünschter Schwingungen in dem System zu erleichtern.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Zahnradsystem, das eine Zahnradvorrichtung beinhaltet.
Die 2-3 zeigen ein erstes Beispiel einer Zahnradvorrichtung zur Verwendung in einem Zahnradsystem, um unerwünschte Frequenzen über Streben und Resonatoren abzuschwächen.
Die 4-6 zeigen ein zweites Beispiel einer Zahnradvorrichtung mit Öffnungen in Endplatten der Vorrichtung.
Die 7-8 zeigen ein drittes Beispiel einer Zahnradvorrichtung mit Resonatoren, die in Mulden in der Vorrichtung eingepasst sind.
9 zeigt ein viertes Beispiel einer Zahnradvorrichtung mit einer vergrößerten axialen Länge.
10 zeigt ein fünftes Beispiel einer Zahnradvorrichtung mit einer vergrößerten axialen Länge.
11 zeigt ein sechstes Beispiel einer Zahnradvorrichtung mit konischen Streben.
12 zeigt ein siebtes Beispiel einer Zahnradvorrichtung mit nicht konischen Streben.
13 zeigt ein achtes Beispiel einer Zahnradvorrichtung ohne sich zwischen Streben erstreckende Balken.
14 zeigt ein neuntes Beispiel einer Zahnradvorrichtung mit einer erhöhten Anzahl von Resonatorreihen.
15 zeigt ein Verfahren zum Betreiben einer Zahnradvorrichtung.

Die 2-14 sind maßstabsgetreu. In anderen Ausführungsformen können jedoch andere relative Abmessungen der Komponenten verwendet werden.
Detaillierte Beschreibung
In dieser Schrift wird eine Zahnradvorrichtung beschrieben, die dazu ausgestaltet ist, unerwünschte Geräusche, Vibrationen und Rauhigkeit (NVH) in dem System, in dem sie eingesetzt wird, abzuschwächen. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems, in dem eine Zahnradvorrichtung verwendet wird, um unerwünschte Frequenzen in dem System zu dämpfen. Wenngleich die Zahnradvorrichtung gezeigt ist, wie sie in einem Batterieelektrofahrzeug (battery electric vehicle - BEV) enthalten ist, versteht es sich, dass die hierin beschriebene Zahnradvorrichtung in einer breiten Vielfalt von Betriebsumgebungen eingesetzt werden kann, wie etwa Fahrzeugen, die Leistung von Brennkraftmaschinen nutzen, Hybridfahrzeugen, Industriemaschinen, Luft- und Raumfahrtanwendungen, maritimer Anwendungen usw. 2 zeigt ein erstes Beispiel einer Zahnradvorrichtung, die dazu ausgestaltet ist, anvisierte Frequenzen abzuschwächen. 3 zeigt die in 2 veranschaulichte Zahnradvorrichtung mit Endplatten. Die 4 zeigt ein zweites Beispiel einer Zahnradvorrichtung mit Öffnungen in den Endplatten. Die 5 und 6 veranschaulichen verschiedene Ansichten des zweiten Beispiels einer Zahnradvorrichtung, wobei ein Abschnitt der Endplatten weggelassen ist, um darunterliegende Komponenten freizulegen. Die 7 und 8 zeigen ein drittes Beispiel einer Zahnradvorrichtung mit Resonatoren, die in Mulden in der Vorrichtung eingepasst sind. 9 veranschaulicht ein viertes Beispiel einer Zahnradvorrichtung mit einer vergrößerten axialen Breite. 10 veranschaulicht ein fünftes Beispiel einer Zahnradvorrichtung. 11 zeigt ein sechstes Beispiel einer Zahnradvorrichtung mit Streben, die konische Profile aufweisen. 12 zeigt ein siebtes Beispiel einer Zahnradvorrichtung mit Streben, die sich nicht radial verjüngen. 13 zeigt ein achtes Beispiel einer Zahnradvorrichtung ohne sich zwischen den Streben erstreckende Balken. 14 zeigt ein neuntes Beispiel einer Zahnradvorrichtung mit einer erhöhten Anzahl von Resonatorreihen. 15 zeigt ein Verfahren zum Betreiben einer Zahnradvorrichtung.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Fahrzeug 10 gezeigt, das eine Kraftmaschine 13 einschließlich eines Elektromotors 14 und einer Energiespeichervorrichtung 12 beinhaltet. Der Elektromotor 14 ist dazu ausgestaltet, Antriebsleistung unter Verwendung von Energie aus der Energiespeichervorrichtung 12 zu erzeugen und kann Rotoren, Statoren usw. zur Leistungserzeugung beinhalten. Ein Antriebsrad 16 in dem Fahrzeug 10 kann Rotationsenergie aufnehmen, die über den Elektromotor 14 erzeugt wird, um das Fahrzeug entlang einer Fahrfläche (nicht gezeigt) anzutreiben. Das Antriebsrad ist als ein Vorderrad veranschaulicht, es sind jedoch Antriebsstrangkonfigurationen mit Zweiradantrieb, Hinterradantrieb, Allradantrieb usw. vorstellbar.
In einem Beispiel kann das Fahrzeug nur den Elektromotor 14 zum Antrieb beinhalten und kann daher als Batterieelektrofahrzeug (BEV) bezeichnet werden. Der Elektromotor 14 kann über die Energiespeichervorrichtung 12 mit elektrischer Leitung versorgt werden. Die Energiespeichervorrichtung kann von einer externen Energiequelle, wie etwa einem stationären Stromnetz 18 (z.B. zu Hause oder entfernte Ladestation), einer tragbaren Energiequelle, einer Solarladestation usw. über einen elektrischen Stecker, kapazitives Laden usw. aufgeladen werden. In einem Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung 12 eine Batterie, ein Kondensator, ein Schwungrad und/oder eine andere geeignete Energiespeichervorrichtung sein.
In anderen Beispielen kann das Fahrzeug 10 Antriebsenergie sowohl von einem Verbrennungsmotor als auch dem Elektromotor 14 nutzen und kann daher als Hybridelektrofahrzeug bezeichnet werden. Somit kann die Kraftmaschine 13 in einem derartigen Beispiel den Elektromotor 14 und eine Brennkraftmaschine beinhalten. Ausführungsformen mit Hybridantrieb können Vollhybridsysteme beinhalten, bei denen das Fahrzeug nur mit dem Verbrennungsmotor, nur mit dem Elektromotor oder einer Kombination aus beiden laufen kann. Es können auch Assistenz- oder Mild-Hybrid-Konfigurationen eingesetzt werden, bei denen der Verbrennungsmotor die primäre Drehmomentquelle ist, wobei das Hybridantriebssystem zum Beispiel während einer Pedalbetätigung oder anderer Bedingungen selektiv zusätzliches Drehmoment abgeben kann.
Das Fahrzeug 10 ist gezeigt, wie es ein Zahnradsystem 20 beinhaltet, das dazu ausgestaltet ist, Rotationsenergie von dem Elektromotor 14 auf das Antriebsrad 16 und/oder andere Antriebsräder in dem Fahrzeug zu übertragen. In dem dargestellten Beispiel ist das Zahnradsystem 20 ein Antriebsstrang, der ein Getriebe beinhaltet. Der Antriebsstrang 20 kann eine Vielfalt von mechanischen Komponenten beinhalten, wie etwa Zahnräder, Schwungräder, Kupplungen usw. Insbesondere beinhaltet der Antriebsstrang 20 eine Zahnradvorrichtung 22. Um die anvisierten Frequenzen abzuschwächen, werden spezifisch konturierte Strukturen, wie etwa Streben, Resonatoren usw., in der Zahnradvorrichtung verwendet und hierin ausführlicher beschrieben. Die Zahnradvorrichtung 22 ist dazu konfiguriert, anvisierte Frequenzen in dem Antriebsstrang abzuschwächen. Wie hierin ausführlicher erörtert, beinhaltet die Zahnradvorrichtung eine Vielzahl von Strukturen, wie etwa Streben, Resonatoren usw., welche die Schwingungsdämpfung erleichtern. Wenngleich die Zahnradvorrichtung 22 gezeigt ist, wie sie in einem Fahrzeugantriebsstrang enthalten ist, weist die Zahnradvorrichtung eine weitreichende Anwendbarkeit für eine Vielfalt von geeigneten Betriebsumgebungen auf, einschließlich Industrieanwendungen, Luft- und Raumfahrtanwendungen, maritimer Anwendungen und/oder anderen Umgebungen, in denen Zahnräder verwendet werden. Es versteht sich auch, dass die Zahnradvorrichtung 22 an eine zweite Vorrichtung 23 (z. B. ein zweites Zahnrad, einen Zahnriemen, eine Kette usw.) gekoppelt sein kann. Genauer gesagt, können Zähne in jeder der Vorrichtungen ineinander gefügt werden.
Der Elektromotor 14 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem 24, das eine Steuerung 26 beinhaltet, gesteuert werden. Die Steuerung 26 kann verschiedene Signale von Sensoren 28 empfangen, die an den Elektromotor 14 gekoppelt sind, und Steuersignale an verschiedene Aktoren 30 senden, die an den Elektromotor und/oder das Fahrzeug gekoppelt sind, um zu ermöglichen, dass eine Ausgabe des Elektromotors nach Wunsch eingestellt wird.
Der Elektromotor 14, der Antriebsstrang 20 und die Energiespeichervorrichtung 12 sind in 1 schematisch dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass die Komponenten eine größere strukturelle Komplexität aufweisen als in 1 veranschaulicht. Insbesondere die Zahnradvorrichtung 22 beinhaltet Resonatoren, Streben und andere Strukturen, die es der Vorrichtung ermöglichen, Frequenzen abzuschwächen. Verschiedene Beispiele der Zahnradvorrichtung sind in den 2-14 gezeigt und werden hierin ausführlicher beschrieben.
Die Steuerung 26 kann dazu konfiguriert sein, einen oder mehrere Aktoren auszulösen und/oder Befehle an Komponenten zu senden. Die Steuerung 26 kann eine Einstellung des Motors 14, der Energiespeichervorrichtung 12, des Zahnradsystems 20 usw. auslösen. Insbesondere in einem Beispiel kann die Steuerung 26 Signale an einen Aktor in dem Motor 14 senden, um die Rotationsausgabe, die durch den Motor erzeugt und an das Zahnradsystem übertragen wird, zu erhöhen oder zu verringern. Die anderen einstellbaren Komponenten, die Befehle von der Steuerung empfangen, können in ähnlicher Weise funktionieren. Daher empfängt die Steuerung 26 Signale von den verschiedenen Sensoren und setzt die verschiedenen Aktoren ein, um den Systembetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die in einem Speicher (z. B. einem nicht transitorischen Speicher) der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung 26 eine logische Bestimmung in Bezug auf eine Position des Aktors in der befohlenen Komponente auf Grundlage von Logikregeln vornehmen, die eine Funktion eines Parameters sind. Die Steuerung kann dann ein Steuersignal erzeugen, das an den Aktor gesendet wird. Das Steuersignal kann zum Beispiel unter Verwendung einer Lookup-Tabelle erzeugt werden, die nach Betriebsbedingungen indexiert ist. Es sind jedoch auch andere geeignete Schemata zum Bestimmen der Zusammensetzung von Steuersignalen, die an Aktoren in steuerbaren Komponenten gesendet werden, vorstellbar.
Die Steuerung 26 kann auch Signale von Sensoren in der Energiespeichervorrichtung 12, dem Motor 14 usw. empfangen, die in 1 gezeigt sind. Die Sensoren, die eine Eingabe in die Steuerung bereitstellen, können einen Motordrehzahlsensor 50, einen Temperatursensor 52 der Energiespeichervorrichtung usw. beinhalten. Zusätzlich ist die Steuerung 26 auch dazu konfiguriert, eine Pedalposition von einem Pedalpositionssensor 54 zu empfangen, der an ein Pedal 56, das durch einen Fahrzeugführer 58 betätigt wird, gekoppelt ist.
2 zeigt ein erstes Beispiel einer Zahnradvorrichtung 200. Die Zahnradvorrichtung 200 kann in dem in 1 gezeigten Zahnradsystem enthalten sein. In anderen Beispielen kann die Zahnradvorrichtung 200 jedoch in anderen geeigneten Systemen enthalten sein, die Rotationsenergie zwischen ausgewählten Komponenten übertragen.
Die Zahnradvorrichtung 200 beinhaltet einen äußeren Träger 202 und einen inneren Träger 204. In dem veranschaulichten Beispiel weisen der innere Träger 204 und der äußere Träger 202 eine zylindrische Form auf. Der innere Träger 204 beinhaltet eine Innenfläche 206, die an eine Rotationskomponente, wie etwa eine Welle, ein Lager usw., gekoppelt ist. Somit kann die Rotationskomponente Rotationsenergie auf die Zahnradvorrichtung 200 übertragen oder deren Rotation anderweitig ermöglichen.
Der äußere Träger 202 beinhaltet einen äußeren Abschnitt 208, der eine Vielzahl von Zahnradzähnen 210 aufweist, die sich davon erstrecken. In dem veranschaulichten Beispiel weisen die Zahnradzähne 210 eine(n) im Wesentlichen ähnliche Steigung 212, Druckwinkel 214, Zahntiefe 216 und axiale Zahnbreite 218 auf. In anderen Beispielen können eine oder mehrere der vorgenannten geometrischen Eigenschaften der Vielzahl von Zahnradzähnen jedoch zwischen zwei oder mehr Sätzen von Zähnen variieren. Es versteht sich, dass sich die Zahnradzähne 210 im Betrieb in entsprechende Zahnradzähne in einer anderen Vorrichtung (z. B. Zahnradvorrichtung, Zahnradriemen, Zahnradkette usw.) fügen.
Die Zahnräder sind jedoch mit einer ausgewählten Menge an Spiel ausgestaltet, um eine Schmierung des Zahnrads und eine verringerte Wahrscheinlichkeit des Blockierens zu ermöglichen. Ein Zahnradspiel ist die Beabstandung zwischen benachbarten Zahnradzähnen, wenn zwei Zahnräder ineinander gefügt sind. Zahnradspiel kann jedoch NVH im Zahnradsystem erhöhen. NVH kann während Übergangsbedingungen in dem System ausgeprägter werden. Um NVH zu reduzieren, werden geometrische Strukturen in dem Körper der Zahnradvorrichtung bereitgestellt, um Frequenzen abzuschwächen. Die Größe und das Profil der abschwächenden Strukturen können eingestellt werden, um eine Dämpfung von anvisierten Frequenzbändern zu erreichen. Die anvisierten Frequenzbänder können zum Beispiel auf Grundlage von Schwingungseigenschaften des Endverwendungssystems ausgewählt werden.
Die abschwächenden Strukturen beinhalten Streben 220, die sich radial zwischen dem äußeren Träger 202 und dem inneren Träger 204 erstrecken. Die Streben 220 sind im Wesentlichen gleichmäßig um den inneren Träger 204 beabstandet, um die Torsionsbelastung auf die Welle oder anderer(e) Rotationskomponente(n), die an der Zahnradvorrichtung angebracht sind, zu reduzieren. Genauer gesagt, sind aufeinanderfolgende Streben um einen im Wesentlichen ähnlichen Betrag winkelversetzt getrennt, wobei der Winkelabstand von einer Rotationsachse 222 aus gemessen wird. Zusätzlich weisen die Streben 220 in dem in 1 gezeigten ersten Beispiel eine im Wesentlichen konstante Dicke 223 auf. In anderen Beispielen jedoch kann die Dicke einer oder mehrerer der Streben entlang ihrer Länge variieren.
Die abschwächenden Strukturen beinhalten auch Resonatoren 224. Die Resonatoren 224 erstrecken sich zwischen aufeinanderfolgenden Streben. In dem veranschaulichten Beispiel sind die Resonatoren 224 gezeigt, wie sie in einer inneren Reihe 226 und einer äußeren Reihe 228 angeordnet sind. Es sind jedoch zahlreiche geeignete Anordnungen von Resonatoren vorstellbar, wie etwa Resonatoren, die in einer einzelnen Reihe oder drei oder mehr Reihen positioniert sind. In dem veranschaulichten Beispiel sind die Resonatoren in der inneren Reihe 226 nicht radial an den Resonatoren in der äußeren Reihe 228 ausgerichtet. In anderen Beispielen können die Resonatoren jedoch in einer mehrreihigen Anordnung von Resonatoren in jeder Reihe radial ausgerichtet sein.
In dem veranschaulichten Beispiel bilden die Streben 220 und die Resonatoren 224 ein kreisförmiges Gitter. Die Öffnungen 230 oder Resonatoren 224 sind in den Lücken in dem Gitter bereitgestellt. Die Anordnung sowohl der Öffnungen als auch der Resonatoren ermöglicht eine sehr detaillierte Abstimmung der Schwingungsdämpfung in der Zahnradvorrichtung. In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet das Gitter vier Reihen und zwölf Spalten. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von geeigneten Gittermustern vorstellbar sind, wie etwa ein Gitter mit einer einzelnen Reihe, zwei Reihen, drei Reihen, mehr als vier Reihen, weniger als zwölf Spalten, mehr als zwölf Spalten usw.
Es versteht sich ebenso, dass die komplexe Form der hierin beschriebenen Zahnradvorrichtung durch additive Fertigung mindestens eines Abschnitts der Vorrichtung erreicht werden kann. Zum Beispiel kann die Konfiguration des äußeren Trägers 202, des inneren Trägers 204, der Streben 220, der Resonatoren 224, der Öffnungen 230 und/oder einer Vielzahl von bogenförmigen Balken 238 in dem Gittermuster durch additive Fertigung des inneren Trägers, des äußeren Trägers, der Streben, der Resonatoren und/oder der Balken erreicht werden. Die in 3 gezeigten Endplatten 300 und 302 können ebenfalls zusammen mit den vorgenannten Komponenten additiv gefertigt werden. Die additive Fertigung ermöglicht es, komplexe Formen (z. B. die komplexe Anordnung zwischen den Streben, Resonatoren, Balken usw.) in dem Zahnrad zu erreichen. Es versteht sich jedoch, dass andere Abschnitte der Vorrichtung, wie etwa die Zahnradzähne, über andere geeignete Techniken, wie etwa Fräsen, Gießen usw., hergestellt werden können.
Jeder der Resonatoren 224 weist laterale Seiten 232 auf, die benachbart zu einer durchgehenden Struktur sind (diese z. B. berühren) oder in einigen Fällen entlang ihrer Länge diese mit Abschnitten der Streben bilden. In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet jeder der Resonatoren 224 auch eine Außenseite 234 und eine Innenseite 236, die jeweils eine Krümmung aufweisen. Der Krümmungsradius sowohl der Außenseite 234 als auch der Innenseite 236 kann im Wesentlichen gleich sein. Genauer gesagt, kann jeder der Resonatoren die Form eines ringförmigen Sektors aufweisen. Es sind jedoch andere Resonatorformen vorgesehen, wie etwa quadratische Formen, dreieckige Formen usw.
Die in 1 gezeigt Zahnradvorrichtung 200 beinhaltet die Vielzahl von bogenförmigen Balken 238, die sich zwischen den aufeinanderfolgenden Streben erstrecken. In der veranschaulichten Ausführungsform sind die Balken 238 mit einer speziell abgerundeten Krümmung konturiert. Es sind jedoch Balken 238 mit anderen Krümmungsprofilen vorstellbar. Die Balken 238 dienen dazu, die Resonatoren 224 und Streben 220 zu verstärken, wodurch die strukturelle Integrität der Vorrichtung erhöht wird. Es versteht sich, dass die Balken die Modi mit hohem Drehmoment steigern, wodurch bei Bedarf die durch die Zahnradvorrichtung abgeschwächten Bänder verbreitert werden.
In 2 und den 3-14 ist ein Achsensystem gezeigt, um, sofern geeignet, einen gemeinsamen Referenzrahmen zu schaffen. Das Achsensystem beinhaltet die Rotationsachse 222 und eine radiale Achse 292. Es versteht sich, dass eine radiale Achse eine beliebige Achse senkrecht zur Rotationsachse ist.
Es versteht sich, dass Merkmale aus den verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen von Zahnradvorrichtungen in anderen Ausführungsformen der Zahnradvorrichtung selektiv kombiniert werden können. Darüber hinaus können die verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen der Zahnradvorrichtung gemeinsame Merkmale beinhalten, die der Kürze halber nicht wiederholt beschrieben werden.
3 zeigt das in 2 veranschaulichte Zahnradsystem 200 mit einer ersten axialen Endplatte 300 und einer zweiten axialen Endplatte 302, welche die Streben 220 und die in 2 gezeigten Resonatoren 224 begrenzen. Genauer gesagt, können sich die erste axiale Endplatte 300 und/oder die zweite axiale Endplatte 302 in einer Ebene von dem äußeren Träger zu dem inneren Träger erstrecken. In anderen Beispielen können die Endplatten jedoch gekrümmte Profile aufweisen und/oder sich nur teilweise zwischen dem inneren und dem äußeren Träger erstrecken. Die Endplatten verstärken die Zahnradvorrichtung strukturell und können auch die Streben, Abschwächungselemente usw. vor Partikelverunreinigung schützen, die zum Beispiel zu unerwünschtem Verschleiß des Zahnrads führen kann. In dem veranschaulichten Beispiel bilden die erste und zweite axiale Endplatte 300 und 302 eine durchgehende Fläche. Das heißt, dass benachbarte Komponenten miteinander verbunden sind und in der Struktur keine Komponenten frei schweben. Es sind jedoch auch andere Konturen für die Endplatten vorstellbar. Darüber hinaus versteht es sich, dass die erste und die zweite axiale Endplatte in 3 die Sicht auf darunterliegenden Komponenten verdecken. Zusätzlich erstrecken sich die erste und zweite axiale Endplatte 300 und 302 in dem in 3 gezeigten Beispiel nicht radial über die Zahnradzähne 210 hinaus. In anderen Beispielen kann der Radius der ersten und/oder zweiten axialen Endplatte jedoch derart vergrößert werden, dass sie die Zahnradzähne zumindest teilweise überlappen oder sich in einigen Fällen radial über die Zähne hinaus erstrecken.
Es versteht sich, dass die erste und zweite axiale Endplatte 300 und 302, die Zahnradzähne 210, der äußere Träger 202, der innere Träger 204, die Streben 220, die Resonatoren 224 und/oder die Balken 238, die in 2 gezeigt sind, eine durchgehende Struktur bilden. In einem derartigen Beispiel können die vorgenannten Komponenten aus einem gemeinsamen Material oder gemeinsamen Materialien hergestellt sein, wie etwa Metall (z. B. Stahl, Titan, Aluminium usw.), Polymermaterialien, Keramikmaterialien usw. In anderen Beispielen können die vorgenannten Komponenten jedoch aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein. Zum Beispiel können die Resonatoren aus einem dichteren Metall hergestellt sein als das Metall, das zum Konstruieren der Träger verwendet wird, oder umgekehrt, um eine detailliertere Massenabstimmung in der Zahnradvorrichtung zu ermöglichen. Die Resonatoren können zum Beispiel aus Stahl gefertigt sein, wohingegen die Träger aus Aluminium gefertigt sein können. Auf diese Weise können die Resonatoren in einem Beispiel aus einem anderen Material als die Träger hergestellt sein. Es sind jedoch zahlreiche geeignete Materialkonstruktionen der Zahnradvorrichtung vorstellbar.
4 zeigt ein Beispiel einer Zahnradvorrichtung 400 mit axialen Endplatten 402, die sich dahindurch erstreckende Öffnungen 404 aufweisen. Die Endplatten können mit Öffnungen konstruiert sein, um eine zusätzliche Abstimmung der Massenverteilung in der Zahnradvorrichtung zu ermöglichen. Die Zahnradzähne 406, die sich von einem äußeren Träger erstrecken, sind ebenfalls in 4 dargestellt.
5 zeigt eine Ansicht der in 4 dargestellten Zahnradvorrichtung 400, wobei ein Abschnitt einer der axialen Endplatten 402 entfernt wurde, um die darunterliegenden Komponenten, wie etwa die Streben 500 und Resonatoren 502, freizulegen. Die Streben 500, die Resonatoren 502, der innere Träger 504 und der äußere Träger 506 können ein ähnliches Profil und eine ähnliche Funktionalität wie die in 2 veranschaulichten Streben, Resonatoren und Träger aufweisen. Daher wird der Kürze halber auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet. Es versteht sich ebenso, dass verschiedene strukturelle und/oder funktionelle Merkmale aus den verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung kombiniert werden können, um andere Ausführungsformen der Vorrichtung mit Kombinationen der strukturellen und/oder funktionellen Merkmale aus den ausgewählten Ausführungsformen der Vorrichtung zu bilden.
6 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der in 5 dargestellten Zahnradvorrichtung 400, wobei Abschnitte der axialen Endplatten 402 entfernt wurden, um die darunterliegenden Komponenten freizulegen. Wie gezeigt, ist eine Innenfläche 600 der axialen Endplatten 402 von den Streben 500 und Resonatoren 502 axial versetzt. In anderen Beispielen können die Streben und Resonatoren jedoch benachbart zu den axialen Endplatten sein (z. B. in flächenteilendem Kontakt mit diesen). Insbesondere können die axialen Endplatten in einem Beispiel eine axial ununterbrochene Form mit den Streben und Resonatoren bilden.
6 veranschaulicht die von den Zahnradzähnen 406 in der Zahnradvorrichtung 400 versetzten Endplatten 402. In anderen Beispielen können die Zahnradzähne jedoch eine axiale Länge aufweisen, die sich entlang einer Länge der Endplatten oder in einigen Fällen axial über mindestens eine der Endplatten hinaus erstreckt.
7 zeigt ein weiteres Beispiel einer Zahnradvorrichtung 700. Die Zahnradvorrichtung 700 beinhaltet auch hier einen inneren Träger 702 und einen äußeren Träger 704 mit Streben 706, die sich radial dazwischen erstrecken. Die Zahnradvorrichtung 700 beinhaltet zudem Balken 707, die sich zwischen aufeinanderfolgenden Streben erstrecken. Die Zahnradvorrichtung 700 beinhaltet zudem Resonatoren 708, die sich umlaufend zwischen aufeinanderfolgenden Streben erstrecken. Wie gezeigt, sind die Resonatoren 708 in einer umlaufenden Reihe angeordnet. Somit weist jeder der Resonatoren 708 in der Reihe eine gemeinsame radiale Position in Bezug auf die Rotationsachse 222 der Vorrichtung auf.
In dem in 7 gezeigten Beispiel verjüngen sich die Streben 706 in einer Richtung nach innen hin zu der Rotationsachse 222. In anderen Beispielen können sich die Streben jedoch in einer radialen Richtung nach außen verjüngen. In noch anderen Beispielen kann ein Abschnitt der Streben ein konisches Profil aufweisen, wohingegen ein anderer Abschnitt der Streben eine im Wesentlichen konstante Dicke entlang seiner Länge aufweisen kann. Streben mit einer im Wesentlichen konstanten Dicke können die Frequenzen, die durch die Vorrichtung abgeschwächt werden, aufgrund ihrer verringerten Biegesteifigkeit senken. Somit kann das Dickenprofil der Streben so gewählt werden, dass durch die Zahnradvorrichtung abgeschwächte Frequenzen erhöht oder verringert werden.
8 veranschaulicht eine auseinandergezogene Ansicht der in 7 veranschaulichten Zahnradvorrichtung 700. Der äußere Träger 704, die Streben 706, der innere Träger 702 und die Resonatoren 708 sind erneut veranschaulicht.
Wie in 8 gezeigt, sind die Resonatoren 708 in der in 8 gezeigten auseinandergezogenen Ansicht aus den Resonatormulden 800 entfernt. Somit befinden sich die Resonatoren 708 im zusammengebauten Zustand in den Mulden 800. Die Mulden 800 beinhalten Wände 802, welche die Resonatoren 708 aufnehmen. Die Wände 802 können ein Profil aufweisen, das den Seitenwänden 804 der Resonatoren 708 entspricht. Auf diese Weise kann das Zusammenfügen zwischen den Resonatoren und den Mulden stattfinden. In anderen Beispielen können jedoch andere geeignete Resonator- und Muldenprofile verwendet werden, wie etwa Profile, bei denen Öffnungen, Lücken usw. zwischen den Mulden und Resonatoren vorhanden sind. In 8 sind auch Endwände 805 der Resonatoren 708 gezeigt. Die Endwände 805 können an einer radialen Ebene ausgerichtet sein.
Die Resonatormulden 800 erstrecken sich in einer axialen Richtung 810 axial von den Streben 706. Somit sind die Resonatormulden 800 und damit die Resonatoren 708 in Bezug auf die Streben 706 asymmetrisch axial ausgerichtet. In anderen Beispielen können sich die Resonatormulde jedoch in einer zweiten axialen Richtung gegenüber der axialen Richtung 810 erstrecken. Daher können in einem derartigen Beispiel die Resonatormulden in Bezug auf die Streben symmetrisch axial ausgerichtet sein. Jedoch werden zahlreiche geeignete Anordnungen von Mulden in Betracht gezogen.
Die axiale Breite 812 des inneren Trägers 702 und eine axiale Breite 814 des äußeren Trägers 704 sind größer als die axiale Breite 816 der Streben 706. Es versteht sich, dass das Vergrößern der Breite der Träger niedrigere Abschwächungsfrequenzen ermöglichen kann. Somit kann während der Ausgestaltung der Zahnradvorrichtung die axiale Breite des inneren und/oder äußeren Trägers ausgewählt werden, um anvisierte Frequenzabschwächung zu erreichen.
9 stellt eine andere Ausführungsform einer Zahnradvorrichtung 900 dar, bei der die axiale Länge 901 des inneren Trägers 902 und des äußeren Trägers 904 vergrößert ist. Um die Vorrichtung weiter strukturell zu verstärken, ist ein erster Satz von Streben 906 auf einer ersten axialen Seite 908 der Resonatoren 910 bereitgestellt und ist ein zweiter Satz von Streben 912 auf einer zweiten axialen Seite der Resonatoren gegenüber der ersten axialen Seite bereitgestellt. Es sind jedoch andere Anordnungen von Streben in der Vorrichtung vorstellbar. In einem Beispiel kann die in 9 gezeigte Zahnradvorrichtung 900 dazu ausgestaltet sein, Frequenzen im Bereich zwischen 1500 Hz - 4000 Hz abzuschwächen. Auf diese Weise kann die Zahnradvorrichtung einen gewünschten Bereich von Schwingungen in dem Zahnradsystem abschwächen. Es sind jedoch zahlreiche geeignete abgeschwächte Frequenzbänder vorstellbar. Es versteht sich, dass verschiedene geometrische Merkmale der Zahnradvorrichtung 900 verändert werden können, um unterschiedliche Abschwächungseigenschaften zu erreichen.
Genauer gesagt, kann die Breite der Träger und/oder Resonatoren eingestellt (z. B. vergrößert/verkleinert) werden, um die von der Vorrichtung abgeschwächten Frequenzen zu verändern.
10 zeigt eine noch weitere Ausführungsform einer Zahnradvorrichtung 1000, bei der die axiale Breite 1001 sowohl des inneren als auch des äußeren Trägers 1002 und 1004 erneut erhöht sind. In einem Beispiel kann die in 10 gezeigte Zahnradvorrichtung 1000 dazu ausgestaltet sein, Frequenzen in dem Bereich zwischen 1200 Hz - 2700 Hz abzuschwächen. Wie vorstehend erörtert, kann die Vorrichtung in anderen Ausführungsformen jedoch dazu konfiguriert sein, andere Frequenzbereiche abzuschwächen.
11 veranschaulicht eine weiteres Beispiel einer Zahnradvorrichtung 1100. Die Zahnradvorrichtung 1100 beinhaltet auch hier Streben 1102, die sich zwischen einem inneren Träger 1104 und einem äußeren Träger 1106 erstrecken. Erneut erstrecken sich die Resonatoren 1108 zwischen den Streben 1102. Es sind auch Balken 1110 gezeigt, die sich zwischen den Streben erstrecken. Die Streben 1102 sind gezeigt, wie sie sich in einer radiale Richtung 1112 nach innen verjüngen. Genauer gesagt, erhöht sich die Dicke der Streben in einer radialen Richtung nach außen. Es versteht sich, dass die Dicke der Streben die Größe der Frequenzen erhöht, die durch die Zahnradvorrichtung abgeschwächt werden. In einem Beispiel kann die in 11 gezeigte Zahnradvorrichtung 1100 dazu ausgestaltet sein, Frequenzen in dem Bereich zwischen 1500 Hz - 4000 Hz abzuschwächen. Wie vorstehend erörtert, kann die Vorrichtung in anderen Ausführungsformen jedoch dazu konfiguriert sein, andere Frequenzbereiche abzuschwächen.
12 zeigt ein anderes Beispiel einer Zahnradvorrichtung 1200. Die Zahnradvorrichtung 1200 beinhaltet auch hier Streben 1202, die sich zwischen einem inneren Träger 1204 und einem äußeren Träger 1206 erstrecken. Die Streben 1202 weisen eine im Wesentlichen konstante Dicke 1207 auf. Es können jedoch auch andere Strebenprofile verwendet werden. In einem Beispiel kann die in 12 gezeigte Zahnradvorrichtung 1200 dazu ausgestaltet sein, Frequenzen in dem Bereich zwischen 1000 Hz - 3300 Hz abzuschwächen. Wie vorstehend erörtert, kann die Vorrichtung in anderen Ausführungsformen jedoch dazu konfiguriert sein, andere Frequenzbereiche abzuschwächen.
13 zeigt ein noch weiteres Beispiel einer Zahnradvorrichtung 1300. Die Zahnradvorrichtung 1300 beinhaltet auch hier Streben 1302, die sich zwischen einem inneren Träger 1304 und einem äußeren Träger 1306 erstrecken. Die in 13 veranschaulichte Zahnradvorrichtung 1300 beinhaltet keine bogenförmigen Balken, wodurch die Abschwächungsbänder eingeengt und die Steifigkeit von Torsionsresonatormodi verringert werden. Daher kann die in 13 gezeigte Zahnradvorrichtung 1300 in einem Beispiel dazu ausgestaltet sein, Frequenzen in dem Bereich zwischen 1000 Hz - 3100 Hz abzuschwächen. Wie vorstehend erörtert, sind andere durch die Vorrichtung abgeschwächte Frequenzbereiche vorstellbar.
14 veranschaulicht eine weiteres Beispiel einer Zahnradvorrichtung 1400. In 14 beinhaltet die Zahnradvorrichtung 1400 fünf Reihen von Resonatoren 1402 und die Zahnradvorrichtung 1400 kann dazu ausgestaltet sein, Frequenzbänder zwischen 400 Hz - 940 Hz abzuschwächen. Es versteht sich, dass jeder der Resonatoren in einer gemeinsamen Reihe eine gemeinsame radiale Position in Bezug auf die Rotationsachse 222 der Vorrichtung aufweist. Wie vorstehend erörtert, sind andere Frequenzbereiche für die Abschwächung durch die Vorrichtung vorstellbar.
Die 1-14 zeigen beispielhafte Konfigurationen mit relativer Positionierung der verschiedenen Komponenten. Falls sie als einander direkt in Kontakt stehend oder direkt aneinandergekoppelt gezeigt sind, können derartige Elemente in mindestens einem Beispiel als direkt miteinander in Kontakt stehend bzw. direkt aneinandergekoppelt bezeichnet werden. Gleichermaßen können Elemente, die durchgehend oder zueinander benachbart gezeigt sind, in mindestens einem Beispiel durchgehend bzw. zueinander benachbart sein. Als ein Beispiel können Komponenten, die in flächenteilendem Kontakt zueinander liegen, als in flächenteilendem Kontakt stehend bezeichnet werden. Als ein anderes Beispiel können Elemente, die voneinander getrennt positioniert sind, wobei sich dazwischen nur ein Zwischenraum befindet und keine anderen Komponenten, in mindestens einem Beispiel derart bezeichnet werden. Als ein noch weiters Beispiel können Elemente, die über-/untereinander, an gegenüberliegenden Seiten zueinander oder an der linken/rechten Seite voneinander gezeigt werden, in Bezug aufeinander als solche bezeichnet werden. Ferner kann, wie in den Figuren gezeigt, in mindestens einem Beispiel ein oberstes Element oder ein oberster Punkt eines Elements als „Oberseite“ der Komponente bezeichnet werden und ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements als „Unterseite“ der Komponente bezeichnet werden. Wie hierin verwendet, kann sich Oberteil/Unterteil, obere(r/s)/untere(r/s), über/unter auf eine vertikale Achse der Figuren beziehen und verwendet werden, um die Positionierung von Elementen der Figuren in Bezug aufeinander zu beschreiben. Demnach sind in einem Beispiel Elemente, die über anderen Elementen gezeigt sind, vertikal über den anderen Elementen positioniert. In einem anderen Beispiel können Formen der Elemente, die in den Figuren abgebildet sind, als diese Formen (z. B. kreisförmig, gerade, eben, gekrümmt, abgerundet, abgeschrägt, abgewinkelt oder dergleichen) aufweisend bezeichnet werden. Ferner können Elemente, die einander schneidend gezeigt sind, in mindestens einem Beispiel als einander schneidende Elemente oder einander schneidend bezeichnet werden. Noch ferner kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements gezeigt ist, in einem Beispiel als solches bezeichnet werden.
15 zeigt ein Verfahren 1500 zum Betreiben einer Zahnradvorrichtung. Es versteht sich, dass das Verfahren 1500 über in den 1 -14 dargestellte Zahnradvorrichtungen und -systeme, in denen es eingesetzt wird, umgesetzt werden kann. In anderen Beispielen kann das Verfahren 1500 jedoch über andere geeignete Zahnradvorrichtungen und -systeme umgesetzt werden. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 1500 können zumindest teilweise durch eine Steuerung auf Grundlage von in einem Speicher (z. B. nicht flüchtigem Speicher) der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen, die von Sensoren empfangen werden, wie etwa den vorstehend in Bezug auf 1 beschriebenen Sensoren, ausgeführt werden. Es versteht sich auch, dass die Verfahrensschritte beinhalten können, dass die Steuerung Befehlssignale an Aktoren in der befohlenen Komponente sendet, wobei der Befehl Aktoren in der befohlenen Komponente auslöst, um die Komponente nach Wunsch einzustellen. Es versteht sich jedoch auch, dass mindestens ein Teil des Verfahrensschritts passiv umgesetzt werden kann.
Bei 1502 beinhaltet das Verfahren das Rotieren einer Zahnradvorrichtung, um Schwingungen in einem anvisiertem Frequenzbereich abzuschwächen. Auf diese Weise kann die Zahnradvorrichtung erwartete Schwingungen in dem System reduzieren, in dem die Vorrichtung eingesetzt wird, wodurch die NVH des Systems verringert wird.
Die technische Wirkung des Bereitstellens einer Zahnradvorrichtung mit radial ausgerichteten Streben und Resonatoren, die sich dazwischen erstrecken, besteht darin, anvisierte Frequenzbänder in dem System abzuschwächen, in dem die Vorrichtung eingesetzt wird. Infolgedessen wird NVH in dem System, in dem die Zahnradvorrichtung verwendet wird, reduziert, wodurch die Kundenzufriedenheit erhöht und der Systemverschleiß reduziert wird.
Die Erfindung wird in den folgenden Absätzen weiter beschrieben. In einem Aspekt wird eine Zahnradvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen äußeren Träger; eine Vielzahl von radial ausgerichteten Streben, die sich von dem äußeren Träger erstrecken; eine Vielzahl von Öffnungen, die zwischen der Vielzahl von radial ausgerichteten Streben positioniert sind, wobei die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben und Öffnungen dazu ausgestaltet sind, anvisierte Schwingungen, die während der Rotation der Zahnradvorrichtung auftreten, abzuschwächen; und einen inneren Träger, der über die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben, die sich dazwischen erstrecken, an den äußeren Träger gekoppelt ist.
In einem Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer Zahnradvorrichtung bereitgestellt, die das Rotieren der Zahnradvorrichtung umfasst, um Schwingungen in einem anvisierten Frequenzbereich abzuschwächen; wobei die Zahnradvorrichtung Folgendes beinhaltet: einen äußeren Träger; eine Vielzahl von radial ausgerichteten Streben, die sich von dem äußeren Träger erstrecken; eine Vielzahl von Öffnungen, die zwischen der Vielzahl von radial ausgerichteten Streben positioniert sind; und einen inneren Träger, der über die sich dazwischen erstreckende Vielzahl von radial ausgerichteten Streben an den äußeren Träger gekoppelt ist.
In einem noch weiteren Aspekt wird eine Zahnradvorrichtung in einem Fahrzeugantriebsstrang bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen äußeren Träger; eine Vielzahl von radial ausgerichteten Streben, die sich von dem äußeren Träger erstrecken; eine Vielzahl von Öffnungen, die zwischen der Vielzahl von radial ausgerichteten Streben positioniert sind, und eine Vielzahl von Resonatoren, wobei die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben, Öffnungen und Resonatoren dazu ausgestaltet sind, anvisierte Schwingungen, die während der Rotation der Zahnradvorrichtung auftreten, abzuschwächen; und einen inneren Träger, der über die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben, die sich dazwischen erstrecken, an den äußeren Träger gekoppelt ist.
In einem/einer beliebigen Aspekt oder Kombination der Aspekte kann die Zahnradvorrichtung ferner eine Vielzahl von Resonatoren umfassen, die aufeinanderfolgend winkelversetzt um die Zahnradvorrichtung beabstandet und an die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben gekoppelt sind.
In einem/einer beliebigen Aspekt oder Kombination der Aspekte kann die Vielzahl von Resonatoren eine erste Reihe, die radial nach innen hin zu einer Rotationsachse der Zahnradvorrichtung positioniert ist, und eine zweite Reihe in der Vielzahl von Resonatoren beinhalten.
In einem/einer beliebigen Aspekt oder Kombination der Aspekte kann die Zahnradvorrichtung ferner eine erste axiale Endplatte und eine zweite axiale Endplatte umfassen, die an den inneren Träger und den äußeren Träger gekoppelt sind.
In einem/einer beliebigen Aspekt oder Kombination der Aspekte können die erste axiale Endplatte, die zweite axiale Endplatte, der innere Träger, der äußere Träger und die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben eine durchgehende Struktur bilden.
In einem/einer beliebigen Aspekt oder Kombination der Aspekte können die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben von der ersten axialen Endplatte und der zweiten axialen Endplatte axial versetzt sein.
In einem/einer beliebigen Aspekt oder Kombination der Aspekte kann sich die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben in einer radialen Richtung nach innen, die sich zu der Rotationsachse der Zahnradvorrichtung hin erstreckt, verjüngen.
In einem/einer beliebigen der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann die Zahnradvorrichtung ferner eine Vielzahl von bogenförmigen Balken umfassen, wobei sich jeder der Vielzahl von bogenförmigen Balken zwischen zwei aufeinanderfolgenden Streben in der Vielzahl von radial ausgerichteten Streben erstrecken kann.
In einem/einer beliebigen der Aspekte oder in Kombinationen der Aspekte können die anvisierten Schwingungen in einem Frequenzbereich zwischen 1000 Hz und 4000 Hz liegen.
In einem/einer beliebigen der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann der die Zahnradvorrichtung in einem Batterieelektrofahrzeug (BEV) enthalten sein.
In einem/einer beliebigen der Aspekte oder in Kombinationen der Aspekte kann der anvisierte Frequenzbereich ein Frequenzband zwischen 1000 Hz und 4000 Hz sein.
In einem/einer beliebigen Aspekt oder Kombination der Aspekte kann sich die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben in einer radialen Richtung nach innen, die sich zu der Rotationsachse der Zahnradvorrichtung hin erstreckt, verjüngen.
In einem/einer beliebigen Aspekt oder Kombination der Aspekte kann die Vielzahl von Resonatoren eine erste Reihe, die radial nach innen hin zu einer Rotationsachse der Zahnradvorrichtung positioniert ist, und eine zweite Reihe in der Vielzahl von Resonatoren beinhalten.
In einem/einer beliebigen der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann die Zahnradvorrichtung ferner eine Vielzahl von bogenförmigen Balken umfassen, wobei sich jeder der Vielzahl von bogenförmigen Balken zwischen zwei aufeinanderfolgenden Streben in der Vielzahl von radial ausgerichteten Streben erstreckt.
In einem/einer beliebigen Aspekt oder Kombination der Aspekte kann die Zahnradvorrichtung ferner eine erste axiale Endplatte und eine zweite axiale Endplatte umfassen, die an den inneren Träger und den äußeren Träger gekoppelt sind.
In einem/einer beliebigen Aspekt oder Kombination der Aspekte können die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben und die Vielzahl von Resonatoren von der ersten axialen Endplatte und der zweiten axialen Endplatte axial versetzt sein.
In einem/einer beliebigen der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte können die Vielzahl von Resonatoren aus einem anderen Material als der innere Träger und der äußere Träger konstruiert sein.
In einem/einer beliebigen Aspekt oder Kombination der Aspekte können sich die Vielzahl von Streben in einer radialen Richtung nach außen, die sich zu der Rotationsachse der Zahnradvorrichtung weg erstreckt, verjüngen.
In einem/einer beliebigen Aspekt oder Kombination der Aspekte kann die Vielzahl von Resonatoren eine erste Reihe, die radial nach innen hin zu einer Rotationsachse der Zahnradvorrichtung positioniert ist, und eine zweite Reihe in der Vielzahl von Resonatoren beinhalten.
In einem/einer beliebigen der Aspekte oder Kombinationen der Aspekte kann die Zahnradvorrichtung ferner eine Vielzahl von bogenförmigen Balken umfassen, wobei sich jeder der Vielzahl von bogenförmigen Balken zwischen zwei aufeinanderfolgenden Streben in der Vielzahl von radial ausgerichteten Streben erstreckt.
In einer anderen Darstellung umfasst ein erstes Zahnrad eine Vielzahl von Zähnen, die sich in entsprechende Zähnen in einem zweiten Zahnrad fügen, eine Vielzahl von abschwächenden Strukturen, die dazu ausgestaltet sind, anvisierte Schwingungen während der Rotation des ersten und des zweiten Zahnrads abzuschwächen, wobei die Vielzahl von abschwächenden Strukturen eine Vielzahl von radial ausgerichtete Streben, die sich zwischen einem inneren Träger und einem äußeren Träger erstrecken, und eine Vielzahl von Resonatoren, die sich zwischen aufeinanderfolgenden Streben erstrecken, beinhaltet.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Verbrennungsmotor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nicht transitorischem Speicher gespeichert sein und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die konkreten in dieser Schrift beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit der konkret verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der auf nicht transitorischem Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf V6-, 14-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Auslegungen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Im hierin verwendeten Sinne ist der Ausdruck „im Wesentlichen“ als plus oder minus fünf Prozent des jeweiligen Bereichs aufgefasst, es sei denn, es wird etwas anderes vorgegeben.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9303751 B2 [0003]

Claims

Zahnradvorrichtung, die Folgendes umfasst: einen äußeren Träger; eine Vielzahl von radial ausgerichteten Streben, die sich von dem äußeren Träger erstrecken, eine Vielzahl von Öffnungen, die zwischen der Vielzahl von radial ausgerichteten Streben positioniert sind, wobei die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben und Öffnungen dazu ausgestaltet sind, anvisierte Schwingungen, die während der Rotation der Zahnradvorrichtung auftreten, abzuschwächen; und einen inneren Träger, der über die sich dazwischen erstreckende Vielzahl von radial ausgerichteten Streben an den äußeren Träger gekoppelt ist.
Zahnradvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Vielzahl von Resonatoren umfasst, die aufeinanderfolgend winkelversetzt um die Zahnradvorrichtung beabstandet und an die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben gekoppelt sind.
Zahnradvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl von Resonatoren eine erste Reihe, die radial nach innen hin zu einer Rotationsachse der Zahnradvorrichtung positioniert ist, und eine zweite Reihe in der Vielzahl von Resonatoren beinhaltet.
Zahnradvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine erste axiale Endplatte und eine zweite axiale Endplatte umfasst, die an den inneren Träger und den äußeren Träger gekoppelt sind.
Zahnradvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die erste axiale Endplatte, die zweite axiale Endplatte, der innere Träger, der äußere Träger und die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben eine durchgehende Struktur bilden.
Zahnradvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben von der ersten axialen Endplatte und der zweiten axialen Endplatte axial versetzt sind.
Zahnradvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben in einer radialen Richtung nach innen, die sich zu der Rotationsachse der Zahnradvorrichtung hin erstreckt, verjüngen.
Zahnradvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Vielzahl von bogenförmigen Balken umfasst, wobei sich jeder der Vielzahl von bogenförmigen Balken zwischen zwei aufeinanderfolgenden Streben in der Vielzahl von radial ausgerichteten Streben erstreckt.
Zahnradvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die anvisierten Schwingungen in einem Frequenzbereich zwischen 1000 Hz und 4000 Hz liegen.
Zahnradvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zahnradvorrichtung in einem Batterieelektrofahrzeug (BEV) enthalten ist.
Verfahren zum Betreiben einer Zahnradvorrichtung, die Folgendes umfasst: Rotieren der Zahnradvorrichtung, um Schwingungen in einem anvisierten Frequenzbereich abzuschwächen; wobei die Zahnradvorrichtung Folgendes beinhaltet: einen äußeren Träger; eine Vielzahl von radial ausgerichteten Streben, die sich von dem äußeren Träger erstrecken; eine Vielzahl von Öffnungen, die zwischen der Vielzahl von radial ausgerichteten Streben positioniert sind; und einen inneren Träger, der über die sich dazwischen erstreckende Vielzahl von radial ausgerichteten Streben an den äußeren Träger gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der anvisierte Frequenzbereich ein Frequenzbereich zwischen 1000 Hz und 4000 Hz ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei sich die Vielzahl von radial ausgerichteten Streben in einer radialen Richtung nach innen, die sich zu der Rotationsachse der Zahnradvorrichtung hin erstreckt, verjüngen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Vielzahl von Resonatoren eine erste Reihe, die radial nach innen hin zu einer Rotationsachse der Zahnradvorrichtung positioniert ist, und eine zweite Reihe in der Vielzahl von Resonatoren beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Zahnradvorrichtung ferner eine Vielzahl von bogenförmigen Balken umfasst und wobei sich jeder der Vielzahl von bogenförmigen Balken zwischen zwei aufeinanderfolgenden Streben in der Vielzahl von radial ausgerichteten Streben erstreckt und/oder wobei die Zahnradvorrichtung ferner eine erste axiale Endplatte und eine zweite axiale Endplatte umfasst, die an den inneren Träger und den äußeren Träger gekoppelt sind.