DE102023121006A1

DE102023121006A1 - Konfigurierbarer und einstellbarer vibrationsdämpfer, der in einem fahrzeug verwendet werden kann

Info

Publication number: DE102023121006A1
Application number: DE102023121006.8A
Authority: DE
Inventors: Edeena Alicia Reader; Elise Renee Friedman; Mark J. Ostin
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2022-12-02
Filing date: 2023-08-08
Publication date: 2024-06-13
Also published as: US20240183422A1; CN118128857A

Abstract

Ein einstellbarer Vibrationsdämpfer umfasst einen Träger mit einer ersten Trägerwand und einer zweiten Trägerwand, die von der ersten Trägerwand beabstandet ist, sowie eine zwischen der ersten Trägerwand und der zweiten Trägerwand aufgehängte Masse. Die Masse hat eine erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche. Ein erstes Trägersystem mit einem Trägerglied verbindet die erste Seitenfläche und die erste Trägerwand, und ein zweites Trägersystem mit einem Trägerelement verbindet die zweite Seitenfläche und die zweite Trägerwand. Das Trägerglied und/oder das Trägerelement ist einstellbar, um eine ausgewählte Dämpfungsfrequenz für den einstellbaren Vibrationsdämpfer festzulegen.

Description

EINLEITUNG
Der Gegenstand der Offenbarung betrifft die Technik von Vibrationsdämpfern und insbesondere einen konfigurierbaren und einstellbaren Vibrationsdämpfer, der in einem Fahrzeug verwendet werden kann.
Systeme, insbesondere solche mit beweglichen Teilen, vibrieren. In vielen Fällen bleiben die Vibrationen unbemerkt. In anderen Fällen können die Vibrationen das Tragen eines Gehörschutzes erfordern. In wieder anderen Fällen können die Vibrationen störende Geräusche verursachen. Vibrationen können Sehstörungen, körperliches Unbehagen und Unwohlsein hervorrufen. Vibrationen werden oft gedämpft, um Lärm, Klappern und dergleichen zu reduzieren. Vibrationsdämpfer gibt es in verschiedenen Formen und Größen. Normalerweise ist der Dämpfer so aufgebaut, dass er bei einer festen Frequenz arbeitet, um eine bestimmte Vibrationsfrequenz zu dämpfen.
Beispielsweise in einem Fahrzeug kann eine Reihe von Bauteilen vibrieren. Jedes Bauteil kann mit einer anderen Frequenz vibrieren. Daher müssen mehrere Vibrationsdämpfer entworfen, getestet und in ein Fahrzeug verbaut werden. Andere Systeme können viel mehr Vibrationsfrequenzen umfassen. Das Entwerfen, Testen und Herstellen von Montagesystemen für mehrere Dämpfer ist zeit- und kostenintensiv. Entsprechend ist es wünschenswert, einen Vibrationsdämpfer bereitzustellen, der selektiv auf eine bestimmte Vibrationsfrequenz oder einen bestimmten Frequenzbereich eingestellt und festgelegt werden kann, oder der nach dem Einbau einstellbar ist, um Vibrationen entgegenzuwirken, deren Frequenzen sich ggf. ändern.
KURZDARSTELLUNG
Ein einstellbarer Vibrationsdämpfer gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel umfasst einen Träger mit einer ersten Trägerwand und einer zweiten Trägerwand, die von der ersten Trägerwand beabstandet ist, sowie eine zwischen der ersten Trägerwand und der zweiten Trägerwand aufgehängte Masse. Die Masse hat eine erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche. Ein erstes Trägersystem mit einem Trägerglied verbindet die erste Seitenfläche und die erste Trägerwand, und ein zweites Trägersystem mit einem Trägerelement verbindet die zweite Seitenfläche und die zweite Trägerwand. Das Trägerglied und/oder das Trägerelement ist einstellbar, um eine ausgewählte Dämpfungsfrequenz für den einstellbaren Vibrationsdämpfer festzulegen.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das Trägerglied ein erstes Seil und ein zweites Seil, und das Trägerelement umfasst ein drittes Seil und ein viertes Seil.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale ist ein erstes Einstellelement mit dem ersten Seil und ein zweites Einstellelement mit dem zweiten Seil verbunden, wobei das erste Einstellelement und das zweite Einstellelement in der Lage ist, eine Spannung im entsprechenden ersten oder zweiten Seil einzustellen.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das erste Einstellelement einen ersten Motor und das zweite Einstellelement umfasst einen zweiten Motor, wobei der einstellbare Vibrationsdämpfer ein Steuergerät umfasst, das sowohl mit dem ersten Motor als auch mit dem zweiten Motor verbunden ist, wobei das Steuergerät in der Lage ist, eine ausgewählte Spannung des ersten Seils und des zweiten Seils herzustellen.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das Trägerglied eine erste Feder und das Trägerelement umfasst eine zweite Feder.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale ist ein erstes Einstellelement mit der ersten Feder und ein zweites Einstellelement mit der zweiten Feder verbunden.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das erste Einstellelement einen ersten Motor und das zweite Einstellelement umfasst einen zweiten Motor, wobei der einstellbare Vibrationsdämpfer ein Steuergerät umfasst, das sowohl mit dem ersten Motor als auch mit dem zweiten Motor verbunden ist, wobei das Steuergerät in der Lage ist, eine ausgewählte Spannung der ersten Feder und der zweiten Feder herzustellen.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst der Träger eine Tragehalterung, die an einer zu dämpfenden Fläche befestigt werden kann.
Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel umfasst ein Fahrzeug eine Karosserie, die einen Fahrgastraum mit mindestens einem Sitz und einem in der Karosserie montierten einstellbaren Vibrationsdämpfer festlegt. Der einstellbare Vibrationsdämpfer umfasst einen Träger mit einer ersten Trägerwand und einer zweiten Trägerwand, die von der ersten Trägerwand beabstandet ist. Zwischen der ersten Trägerwand und der zweiten Trägerwand ist eine Masse aufgehängt. Die Masse hat eine erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche. Ein erstes Trägersystem mit einem Trägerglied verbindet die erste Seitenfläche und die erste Trägerwand, und ein zweites Trägersystem mit einem Trägerelement verbindet die zweite Seitenfläche und die zweite Trägerwand. Das Trägerglied und/oder das Trägerelement ist einstellbar, um eine ausgewählte Dämpfungsfrequenz für den einstellbaren Vibrationsdämpfer festzulegen.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das Trägerglied ein erstes Seil und ein zweites Seil, und das Trägerelement umfasst ein drittes Seil und ein viertes Seil.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale ist ein erstes Einstellelement mit dem ersten Seil und ein zweites Einstellelement mit dem zweiten Seil verbunden, wobei das erste Einstellelement und das zweite Einstellelement in der Lage ist, Spannung im entsprechenden ersten oder zweiten Seil einzustellen.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das erste Einstellelement einen ersten Motor und das zweite Einstellelement umfasst einen zweiten Motor, wobei der einstellbare Vibrationsdämpfer ein Steuergerät umfasst, das sowohl mit dem ersten Motor als auch mit dem zweiten Motor verbunden ist, wobei das Steuergerät in der Lage ist, eine ausgewählte Spannung des ersten Seils und des zweiten Seils herzustellen.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das Trägerglied eine erste Feder und das Trägerelement umfasst eine zweite Feder.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale ist ein erstes Einstellelement mit der ersten Feder und ein zweites Einstellelement mit der zweiten Feder verbunden.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das erste Einstellelement einen ersten Motor und das zweite Einstellelement umfasst einen zweiten Motor, wobei der einstellbare Vibrationsdämpfer ein Steuergerät umfasst, das sowohl mit dem ersten Motor als auch mit dem zweiten Motor verbunden ist, wobei das Steuergerät in der Lage ist, eine ausgewählte Spannung der ersten Feder und der zweiten Feder herzustellen.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst der Träger eine Tragehalterung, die an einer zu dämpfenden Fläche befestigt werden kann.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst die erste Trägerwand eine erste Sitzgestellfläche und die zweite Trägerwand umfasst eine zweite Sitzgestellfläche, wobei die Masse zwischen der ersten Sitzgestellfläche und der zweiten Sitzgestellfläche aufgehängt ist.
Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel umfasst ein Verfahren zum Dämpfen von Vibrationen mit einem Vibrationsdämpfer, der eine Masse aufweist, die zwischen einer ersten Trägerwand und einer zweiten Trägerwand aufgehängt ist, das Erfassen von Vibrationen in einem System, das Bestimmen einer Dämpfungsfrequenz für die Masse und das Einstellen einer Spannung eines Trägerglieds, das die Masse mit der ersten Trägerwand verbindet, oder eines Trägerelements, das die Masse mit der zweiten Trägerwand verbindet, um die Dämpfungsfrequenz festzulegen.
Neben einem oder mehreren der beschriebenen Merkmale umfasst das Einstellen der Spannung das Verdrehen eines Seils, das sich zwischen der Masse und der ersten oder zweiten Trägerwand erstreckt, oder das Aktivieren eines Motors, um eine ausgewählte Spannung in dem Trägerglied oder dem Trägerelement zu erzeugen.
Neben einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das Erfassen von Vibrationen im System das Erfassen von Vibrationen in einem oder mehreren Sensoren und das Steuern einer Vielzahl von Vibrationsdämpfern durch ein Steuergerät, um die im System erfassten Vibrationen zu dämpfen.
Die vorgenannten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung ergeben sich ohne weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale, Vorteile und Details sind nur beispielhaft in der folgenden detaillierten Beschreibung aufgeführt, wobei sich die detaillierte Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht. Es zeigen:

1 eine linke Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einem einstellbaren Vibrationsdämpfer gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel;
2 eine perspektivische Teilrückansicht von oben links eines Sitzlehnengestells mit dem einstellbaren Vibrationsdämpfer gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel;
3 eine zerlegte Ansicht des einstellbaren Vibrationsdämpfers aus 2 gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel;
4 eine Draufsicht auf die Rückseite des einstellbaren Vibrationsdämpfers aus 2 mit Einstellelementen gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel;
5 eine perspektivische Teilrückansicht von oben links eines Sitzlehnengestells mit dem einstellbaren Vibrationsdämpfer gemäß einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel;
6 eine zerlegte Ansicht des einstellbaren Vibrationsdämpfers aus 5 gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel;
7 eine perspektivische Teilrückansicht von oben links eines Sitzlehnengestells mit dem einstellbaren Vibrationsdämpfer gemäß einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel;
8 eine zerlegte Ansicht des einstellbaren Vibrationsdämpfers aus 7 gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel;
9 eine perspektivische Teilrückansicht von oben links eines Sitzlehnengestells mit dem einstellbaren Vibrationsdämpfer gemäß einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel;
10 eine zerlegte Ansicht des einstellbaren Vibrationsdämpfers aus 9 gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel; und
11 eine schematische Ansicht einer Steuerung, die gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel mit mehreren einstellbaren Vibrationsdämpfern interagieren und diese aktualisieren kann.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder ihren Gebrauch nicht einschränken. Es versteht sich, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. Der hier verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf eine Verarbeitungsschaltung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam, dediziert oder Gruppe) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten umfassen kann, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Ein Fahrzeug gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel ist in 1 allgemein mit 10 gekennzeichnet. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Karosserie 12, die von einer Vielzahl von Rädern 16 getragen wird. Mindestens zwei der Vielzahl von Rädern 16 sind lenkbar. Das heißt, eine Änderung der Stellung von zwei der Vielzahl von Rädern 16 gegenüber der Karosserie 12 bewirkt eine Richtungsänderung des Fahrzeugs 10. Die Karosserie 12 bildet zum Teil einen Fahrgastraum 20 mit Sitzen, von denen einer mit 23 gekennzeichnet ist und die hinter einem Armaturenbrett 26 angeordnet sind. Zwischen den Sitzen 23 und dem Armaturenbrett 26 ist eine Lenksteuerung 30 angeordnet.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 umfasst der Sitz 23 eine Sitzlehne 36 mit einem Sitzlehnengestell 38 mit einem oberen Element 40. In einem nicht einschränkenden Beispiel umfasst das obere Element 40 eine erste Fläche 42, eine zweite Fläche 44 und eine dritte Fläche 46, die die erste Fläche 42 und die zweite Fläche 44 verbindet. Die erste Fläche 42, die zweite Fläche 44 und die dritte Fläche 46 bilden eine Aussparung 48 im oberen Element 40. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Sitzlehnengestell 38 unter bestimmten Betriebsbedingungen des Fahrzeugs vibrieren. Die Vibrationen werden an einen Fahrgast weitergegeben, dem diese unerwünschte Ablenkung ggf. nicht gefällt. Um Vibrationen zu dämpfen, umfasst das Sitzlehnengestell 38 einen einstellbaren Vibrationsdämpfer 50, der in der Aussparung 48 angebracht ist. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der einstellbare Vibrationsdämpfer 50, obwohl er als an der Sitzlehne 36 angebracht dargestellt ist, auch an einer Vielzahl anderer Gebilde im Fahrzeug 10 angebracht und auch in anderen Systemen verwendet werden kann und nicht als auf die Verwendung in Fahrzeugen beschränkt angesehen werden sollte.
In einem in 3 gezeigten nicht einschränkenden Beispiel umfasst der einstellbare Vibrationsdämpfer 50 eine Tragehalterung 53, die an der dritten Fläche 46 in der Aussparung 48 angebracht ist. Die Tragehalterung 53 umfasst eine Basiswand 55, eine erste Trägerwand 57 und eine zweite Trägerwand 59. Die erste Trägerwand 57 umfasst eine erste Innenfläche 62, und die zweite Trägerwand 59 umfasst eine zweite Innenfläche 64. Der einstellbare Vibrationsdämpfer 50 umfasst eine Masse 68, die zwischen der ersten Trägerwand 57 und der zweiten Trägerwand 59 der Tragehalterung 53 aufgehängt ist. Die Masse 68 umfasst eine erste Seitenfläche 71, eine zweite Seitenfläche 73, die der ersten Seitenfläche 71 gegenüber liegt, eine dritte Seitenfläche 76 und eine vierte Seitenfläche 78, die der dritten Seitenfläche 76 gegenüber liegt.
Ein erstes Trägersystem 80 verbindet die Masse 68 mit der ersten Trägerwand 57, und ein zweites Trägersystem 82 verbindet die Masse 68 mit der zweiten Trägerwand 59. Wie im Folgenden näher erläutert wird, ermöglichen das erste und zweite Trägersystem 80 und 82, dass die Masse 68 zwischen der ersten Trägerwand 57 und der zweiten Trägerwand 59 mit einer ausgewählten Dämpfungsfrequenz oder -frequenzen vibriert, falls der einstellbare Vibrationsdämpfer 50 dazu ausgebildet ist, auf Vibrationen in mehreren Richtungen zu reagieren. Die Dämpfungsfrequenzen) werden so gewählt, dass sie unerwünschten Vibrationen der Sitzlehne 36 entgegenwirken oder sie dämpfen.
In einem nicht einschränkenden Beispiel können das erste Trägersystem 80 und/oder das zweite Trägersystem 82 einstellbar sein. Das heißt, dass Einstellungen am ersten Trägersystem 80 und/oder am zweiten Trägersystem 82 vorgenommen werden können, um die ausgewählte(n) Dämpfungsfrequenz(en) festzulegen und/oder einzustellen. Die Anpassungen können eine Änderung der physikalischen Eigenschaften des ersten Trägersystems 80 und des zweiten Trägersystems 82 an Ort und Stelle oder das Entfernen und Ersetzen des ersten Trägersystems 80 und/oder des zweiten Trägersystems 82 durch Elemente mit anderen Eigenschaften umfassen.
Wie in 3 dargestellt, umfasst das erste Trägersystem 80 ein Trägerglied 84, und das zweite Trägersystem 82 umfasst ein Trägerelement 86. In einem nicht einschränkenden Beispiel umfasst das Trägerglied 84 ein erstes Seil 88 und ein zweites Seil 90. Das Trägerelement 86 umfasst ein drittes Seil 94 und ein viertes Seil 96. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl der verwendeten Seile variieren kann und weniger oder mehr als vier Seile betragen kann. Ferner sei darauf hingewiesen, dass der einstellbare Vibrationsdämpfer 50 in einer oder mehreren Achsen betrieben werden kann. Das heißt, dass Trägerglieder und Trägerelemente auf zwei oder mehr gegenüberliegenden Flächen angeordnet sein können, um Vibrationen zu dämpfen, die ggf. in mehreren Achsen auftreten. Das erste und das zweite Seil 88 und 90 ist mit der ersten Seitenfläche 71 und der ersten Innenfläche 62 verbunden, während das dritte und das vierte Seil 94 und 96 die zweite Seitenfläche 73 mit der zweiten Innenfläche 64 verbindet. Über die Masse 68 kann eine Schutzabdeckung 100 angebracht werden. Die Schutzabdeckung 100 kann z. B. aus Gummi bestehen.
Unter Bezugnahme auf 4 sind das erste und das zweite Seil 88 und 90 in einem nicht einschränkenden Beispiel einstellbar. Das heißt, das erste und das zweite Seil 88 und 90 kann verdreht oder anderweitig manipuliert werden, um eine ausgewählte Vorspannung zu erzeugen, die sicherstellt, dass die Masse 68 mit einer ausgewählten Dämpfungsfrequenz oder -frequenzen vibriert. Ein erstes Einstellelement 103 kann mit dem ersten Seil 88 und ein zweites Einstellelement 105 kann mit dem zweiten Seil 90 verbunden sein.
Das erste und das zweite Einstellelement 103 und 105 kann gedreht werden, um eine ausgewählte Spannung im entsprechenden ersten oder zweiten Seil 88 und 90 zu erzeugen, um eine ausgewählte Dämpfungsfrequenz zu erzeugen, die unerwünschte Frequenzen, die von einem Fahrgast auf Sitz 23 wahrgenommen werden, eliminiert. Wenn sich die Vibrationen im Fahrzeug 10 ändern und dadurch neue unerwünschte Frequenzen im Sitzlehnengestell 38 entstehen, können das erste und das zweite Seil 88 und 90 mit dem ersten und dem zweiten Einstellelement 103 und 105 angepasst werden. Es versteht sich, dass die Anzahl der Einstellelemente variieren kann, d. h. es kann ein einziges Einstellelement verwendet werden, um die Spannung im ersten Seil 88 und/oder zweiten Seil 90 und/oder dritten Seil 94 und/oder vierten Seil 96 einzustellen.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass das/die Einstellelement(e) nach der Einstellung wieder entfernt werden kann/können. Zusätzlich oder alternativ zur Einstellung der Spannung können die Seile 88, 90, 94 und 96 zudem auch durch Veränderung ihrer entsprechenden Querschnittsflächen eingestellt werden. Das heißt, es kann ein Bestandsseil mit verschiedenen Querschnittsflächen zur Verfügung stehen. Die verschiedenen Querschnittsflächen können bestimmte Frequenzen oder Frequenzbänder dämpfen. So kann das Seil bei einer Änderung der Vibrationsprofile entfernt und ersetzt werden, um sicherzustellen, dass die Vibrationen gedämpft werden.
Unter Bezugnahme auf 5 und 6 wird nun der einstellbare Vibrationsdämpfer 50 gemäß einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel beschrieben. Der einstellbare Vibrationsdämpfer 50 umfasst ein erstes Einstellelement 112 und ein zweites Einstellelement 114, die am oberen Element 40 angebracht sind. Das erste Einstellelement 112 ist ein erster Motor 116, der mit dem ersten Seil 88 verbunden ist, und das zweite Einstellelement 114 ist ein zweiter Motor 118, der mit dem zweiten Seil 90 verbunden ist. Obwohl sie als Motoren dargestellt und beschrieben sind, können das erste und das zweite Einstellelement 114 und 116 auch andere Formen annehmen, z. B. die eines Formelements aus Metalllegierung, eines elektrorheologischen Elements und dergleichen. Ein Steuergerät 120 ist mit dem ersten Motor 116 und dem zweiten Motor 118 verbunden. Das Steuergerät 120 kann eine Zentraleinheit (CPU) 122, einen nichtflüchtigen Speicher 123 und ein Einstellsteuermodul 128 umfassen. Obwohl sie als ortsgleich angeordnet dargestellt sind, kann jedes der Bauteile, die das Steuergerät 120 bilden, auch in anderen Fahrzeugsystemen angeordnet sein.
In einem nicht einschränkenden Beispiel ist ein Sensor(en) 130 am Sitzlehnengestell 38 angebracht und mit dem Steuergerät 120 wirkverbunden. Der/die Sensor(en) 130 erfassen Vibrationen in der Sitzlehne 36 und geben die Daten an das Steuergerät 120 weiter. Die erfassten Vibrationen werden vom Einstellsteuermodul 128 ausgewertet und mit unerwünschten Frequenzen und/oder Amplituden verglichen, die im nichtflüchtigen Speicher 123 gespeichert sind. Wenn die erfassten Vibrationen bei einer ausgewählten unerwünschten Frequenz oder in einem unerwünschten Frequenzband liegen, das im nichtflüchtigen Speicher 123 gespeichert ist, signalisiert das Einstellsteuermodul 128 dem ersten Motor 116 und/oder dem zweiten Motor 118, die Spannung im ersten Seil 88 und/oder im zweiten Seil 90 anzupassen, um eine Dämpfungsfrequenz für die Masse 68 zu erzeugen. Die Dämpfungsfrequenz hebt Vibrationen bei unerwünschten Frequenzen auf, die von dem/den Sensor(en) 130 erfasst werden, oder dämpft sie. Die Vibrationen im Sitzlehnengestell 38 können kontinuierlich erfasst werden.
Gemäß einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel, das in 7 und 8 dargestellt ist, ist der einstellbare Vibrationsdämpfer 50 direkt am Sitzlehnengestell 38 montiert. Das erste Seil 88 und das zweite Seil 90 ist direkt mit der ersten Fläche 42 verbunden. Das dritte Seil 94 und das vierte Seil 96 ist direkt mit der zweiten Fläche 44 verbunden. Das erste Seil 88 und/oder das zweite Seil 90 kann einstellbar oder auf eine feste Spannung eingestellt sein. Ebenso können das dritte Seil 94 und/oder das vierte Seil 96 einstellbar oder auf eine feste Spannung eingestellt sein. Die Einstellung kann durch Änderung der Spannung von Seil 88 und/oder 90 erfolgen. Alternativ können die Seile 88, 90, 94 und/oder 96 durch Seile mit unterschiedlichen Querschnittsflächen ersetzt werden, die es zum Ziel haben, bestimmte Frequenzen oder Frequenzbänder zu dämpfen. Das Sitzlehnengestell 38 kann unter verschiedenen Betriebsbedingungen überwacht werden. Die erfassten Vibrationen können zur Auswahl der festen Spannung verwendet werden, um eine Vibrationsdämpfungsfrequenz festzulegen, die die am Sitzlehnengestell 38 wahrgenommenen Vibrationen aufhebt und/oder dämpft, ohne dass Sensoren und Steuergeräte erforderlich sind. Durch den Wegfall der Tragehalterung kann die von der Masse 68 erzeugte Dämpfungsfrequenz direkt in das Sitzlehnengestell 38 gelangen.
Unter Bezugnahme auf 9 und 10 wird nun der einstellbare Vibrationsdämpfer 50 gemäß einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel beschrieben. Der einstellbare Vibrationsdämpfer 50 umfasst eine Halterung 137, die an der dritten Fläche 46 befestigt ist. Die Halterung 137 umfasst eine erste Trägerwand 138 und eine zweite Trägerwand 139. Die erste Trägerwand 138 und die zweite Trägerwand 139 sind zwischen der ersten Fläche 42 und der zweiten Fläche 44 angeordnet und entlang der dritten Fläche 46 voneinander beabstandet. Die Masse 68 ist zwischen der ersten Trägerwand 138 und der zweiten Trägerwand 139 aufgehängt.
In einem nicht einschränkenden Beispiel hat das Trägerglied 80 die Form einer ersten Feder 140, die sich zwischen der ersten Trägerwand 138 und der dritten Seitenfläche 76 der Masse 68 erstreckt und diese verbindet. Das Trägerelement 82 hat die Form einer zweiten Feder 142, die sich zwischen der zweiten Trägerwand 139 und der vierten Seitenfläche 78 der Masse 68 erstreckt. Eine Stabilisierungsstange 143 erstreckt sich durch die Masse 68 und jeweils durch die erste und zweite Feder 140 und 142 und ist mit der Halterung 137 verbunden. Die Stabilisierungsstange 143 sorgt dafür, dass sich die Masse 68 bei Anregung entlang einer einzigen Achse bewegt.
In einem nicht einschränkenden Beispiel ist ein erstes Einstellelement 145 an der ersten Trägerwand 138 angebracht und mit der ersten Feder 140 verbunden, und ein zweites Einstellelement 147 ist an der zweiten Trägerwand 139 angebracht und mit der zweiten Feder 142 verbunden. Anzahl und Montage der Einstellelemente können variieren. Das erste Einstellelement 145 hat die Form eines ersten Motors 150, und das zweite Einstellelement 147 hat die Form eines zweiten Motors 152. Ähnlich wie oben beschrieben, können das erste und das zweite Einstellelement 145 und 147, obwohl sie als Motoren beschrieben sind, auch andere Formen annehmen, z. B. die eines Formelements aus Metalllegierung, eines elektrorheologischen Elements und dergleichen. In einem nicht einschränkenden Beispiel sind der erste und der zweite Motor 150 und 152 mit einem Steuergerät 154 wirkverbunden, das eine Zentraleinheit (CPU) 156, einen nichtflüchtigen Speicher 158 und ein Einstellsteuermodul 160 aufweist. Obwohl sie in 10 als ortsgleich angeordnet dargestellt sind, kann jedes der Bauteile, die das Steuergerät 154 bilden, auch in anderen Fahrzeugsystemen angeordnet sein.
In einem nicht einschränkenden Beispiel ist ein Sensor(en) 162 am Sitzlehnengestell 38 angebracht und mit dem Steuergerät 154 wirkverbunden. Der/die Sensor(en) 162 erfassen Vibrationen am Sitzlehnengestell 38 und geben die Daten an das Steuergerät 154 weiter. Die erfassten Vibrationen werden vom Einstellsteuermodul 160 ausgewertet und mit unerwünschten Frequenzen verglichen, die im nichtflüchtigen Speicher 158 gespeichert sind. Wenn die erfassten Vibrationen eine Frequenz aufweisen, die in einem unerwünschten Frequenzbereich oder in einem unerwünschten Frequenzband liegt, das im nichtflüchtigen Speicher 158 gespeichert ist, signalisiert das Einstellsteuermodul 160 dem ersten Motor 150 und/oder dem zweiten Motor 152, die Spannung der ersten Feder 140 und/oder der zweiten Feder 142 einzustellen, um eine Dämpfungsfrequenz für die Masse 68 zu erzeugen. Die Dämpfungsfrequenz hebt Vibrationen bei den unerwünschten Frequenzen auf, die von dem/den Sensor(en) 162 im Sitzlehnengestell 38 erfasst werden, oder dämpft sie. Die Vibrationen im Sitzlehnengestell 38 werden kontinuierlich erfasst, solange das Fahrzeug 10 in Betrieb ist.
Unter Bezugnahme auf 11 wird nun ein Echtzeit-Vibrationsdämpfungssystem 190 gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel beschrieben. Ein oder mehrere Sensoren 200 können um ein Bauteil oder ein System von Bauteilen angeordnet sein, das Vibrationen erfährt, wie z. B. in einem nicht einschränkenden Beispiel das Fahrzeug 10. Der/die Sensor(en) 200 leiten Vibrationsdaten an ein Steuergerät 210 weiter. Das Steuergerät 210 umfasst eine Zentraleinheit (CPU) 224, einen nichtflüchtigen Speicher 228 und ein Dämpfungssteuermodul 236. Die CPU 224 weist das Dämpfungssteuermodul 236 an, eine Dämpfungsfrequenz zu bestimmen, um die erfassten Vibrationen abzuschwächen. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass Komponenten des Steuergeräts 210 über verschiedene Systeme verteilt sein können, auch wenn sie hier als ortsgleich angeordnet dargestellt sind.
Das Dämpfungssteuermodul 236 kann den nichtflüchtigen Speicher 228 abfragen, um die Dämpfungsfrequenzen für jeden der Vielzahl von einstellbaren Vibrationsdämpfern 50a-50j auszuwählen, die um das Fahrzeug 10 herum angeordnet sein können. Das Dämpfungssteuermodul 236 kann anhand des Abstands von der Vibrationsquelle und der von dem/den Sensor(en) 200 empfangenen Rückmeldungen eine ausgewählte Dämpfungsfrequenz bestimmen. Das heißt, der/die Sensor(en) 200 liefern kontinuierlich Vibrationsdaten an das Steuergerät 210, das wiederum die Vibrationsdämpfungseigenschaften in einem oder mehreren der einstellbaren Vibrationsdämpfer 50a-50j präzisiert, um Vibrationen so weit wie möglich zu dämpfen.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der einstellbare Vibrationsdämpfer, der gemäß den hier beschriebenen nicht einschränkenden Beispielen aufgebaut ist, ohne weiteres an eine Vielzahl von Anwendungen angepasst werden kann.
Das heißt, statt einen Vibrationsdämpfer zu bauen, der eine bestimmte Frequenz oder bestimmte Frequenzen dämpft, kann ein einzelner Vibrationsdämpfer gemäß den nicht einschränkenden Beispielen gebaut und so abgestimmt werden, dass er einen breiten Frequenzbereich dämpft. Darüber hinaus kann durch den Einsatz von Einstellelementen, die eingestellt werden können, eine Dämpfungseinstellung in Echtzeit erreicht werden. Die Dämpfungseinstellungen in Echtzeit können angepasst werden, um sich an veränderte Frequenzen anzupassen, ohne dass ein Mensch eingreifen muss. Ferner wird darauf hingewiesen, dass der einstellbare Vibrationsdämpfer, obwohl er in Verbindung mit einem Fahrzeug gezeigt wird, in einer Vielzahl von Geräten, Systemen, Branchen und dergleichen eingesetzt werden kann.
Die Begriffe „ein/e/r/s“ bedeuten keine Mengenbegrenzung, sondern bezeichnen das Vorhandensein von mindestens einem der genannten Gegenstände. Sofern sich aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes ergibt, steht der Begriff „oder“ für „und/oder“. Ist in der Beschreibung von „einem Aspekt“ die Rede, bedeutet dies, dass ein bestimmtes, im Zusammenhang mit dem Aspekt beschriebenes Element (z. B. ein Merkmal, eine Struktur, ein Schritt oder eine Eigenschaft) in mindestens einem der hier beschriebenen Aspekte enthalten ist und auch in anderen Aspekten vorkommen kann, aber nicht muss. Es versteht sich von selbst, dass die beschriebenen Elemente auf jede geeignete Weise in den verschiedenen Aspekten kombiniert werden können.
Wenn ein Element wie eine Schicht, ein Film, ein Bereich oder ein Substrat als „auf“ einem anderen Element befindlich bezeichnet wird, kann es sich direkt auf dem anderen Element befinden, oder es können auch dazwischenliegende Elemente vorhanden sein. Im Gegensatz dazu gibt es keine dazwischenliegenden Elemente, wenn ein Element als „direkt auf“ einem anderen Element befindlich bezeichnet wird.
Sofern hier nicht anders angegeben, sind alle Prüfnormen neueste Normen, die am Anmeldetag dieser Anmeldung oder, wenn eine Priorität beansprucht wird, am Anmeldetag der frühesten Prioritätsanmeldung, in der die Prüfnorm erscheint, in Kraft sind.
Sofern nichts anderes festgelegt ist, haben alle hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die Bedeutung, die ein Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Offenbarung gehört, üblicherweise mit diesen Begriffen verknüpft.
Obwohl die obige Offenbarung anhand von beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht der Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und gleichwertige Elemente ersetzt werden können, ohne von ihrem Umfang abzuweichen. Darüber hinaus können viele Änderungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Umfang abzuweichen. Daher soll die vorliegende Offenbarung nicht auf die konkret offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern alle Ausführungsformen umfassen, die in ihren Umfang fallen.

Claims

Einstellbarer Vibrationsdämpfer, umfassend: einen Träger mit einer ersten Trägerwand und einer zweiten Trägerwand, die von der ersten Trägerwand beabstandet ist; eine Masse, die zwischen der ersten Trägerwand und der zweiten Trägerwand aufgehängt ist, wobei die Masse eine erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche aufweist; ein erstes Trägersystem mit einem Trägerglied, das die erste Seitenfläche und die erste Trägerwand verbindet; und ein zweites Trägersystem mit einem Trägerelement, das die zweite Seitenfläche und die zweite Trägerwand verbindet, wobei das Trägerglied und/oder das Trägerelement einstellbar ist, um eine ausgewählte Dämpfungsfrequenz für den einstellbaren Vibrationsdämpfer festzulegen.
Einstellbarer Vibrationsdämpfer nach Anspruch 1, wobei das Trägerglied ein erstes Seil und ein zweites Seil umfasst und das Trägerelement ein drittes Seil und ein viertes Seil umfasst.
Einstellbarer Vibrationsdämpfer nach Anspruch 2, ferner umfassend ein erstes Einstellelement, das mit dem ersten Seil verbunden ist, und ein zweites Einstellelement, das mit dem zweiten Seil verbunden ist, wobei das erste Einstellelement und das zweite Einstellelement in der Lage sind, eine Spannung im entsprechenden ersten oder zweiten Kabel einzustellen.
Einstellbarer Vibrationsdämpfer nach Anspruch 3, wobei das erste Einstellelement einen ersten Motor und das zweite Einstellelement einen zweiten Motor umfasst, wobei der einstellbare Vibrationsdämpfer ein Steuergerät umfasst, das sowohl mit dem ersten Motor als auch mit dem zweiten Motor verbunden ist, wobei das Steuergerät in der Lage ist, eine ausgewählte Spannung des ersten Seils und des zweiten Seils herzustellen.
Einstellbarer Vibrationsdämpfer nach Anspruch 1, wobei das Trägerglied eine erste Feder und das Trägerelement eine zweite Feder umfasst.
Einstellbarer Vibrationsdämpfer nach Anspruch 5, ferner umfassend ein erstes Einstellelement, das mit der ersten Feder verbunden ist, und ein zweites Einstellelement, das mit der zweiten Feder verbunden ist.
Einstellbarer Vibrationsdämpfer nach Anspruch 6, wobei das erste Einstellelement einen ersten Motor und das zweite Einstellelement einen zweiten Motor umfasst, wobei der einstellbare Vibrationsdämpfer ein Steuergerät umfasst, das sowohl mit dem ersten Motor als auch mit dem zweiten Motor verbunden ist, wobei das Steuergerät in der Lage ist, eine ausgewählte Spannung der ersten Feder und der zweiten Feder herzustellen.
Einstellbarer Vibrationsdämpfer nach Anspruch 1, wobei der Träger eine Tragehalterung umfasst, die an einer zu dämpfenden Fläche befestigt werden kann.
Fahrzeug, umfassend: eine Karosserie, die einen Fahrgastraum mit mindestens einem Sitz bildet; und einen einstellbaren Vibrationsdämpfer, der in der Karosserie montiert ist, wobei der einstellbare Vibrationsdämpfer Folgendes umfasst: einen Träger mit einer ersten Trägerwand und einer zweiten Trägerwand, die von der ersten Trägerwand beabstandet ist; eine Masse, die zwischen der ersten Trägerwand und der zweiten Trägerwand aufgehängt ist, wobei die Masse eine erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche aufweist; ein erstes Trägersystem mit einem Trägerglied, das die erste Seitenfläche und die erste Trägerwand verbindet; und ein zweites Trägersystem mit einem Trägerelement, das die zweite Seitenfläche und die zweite Trägerwand verbindet, wobei das Trägerglied und/oder das Trägerelement einstellbar ist, um eine ausgewählte Dämpfungsfrequenz für den einstellbaren Vibrationsdämpfer festzulegen.
Einstellbarer Vibrationsdämpfer nach Anspruch 9, wobei der Träger eine Tragehalterung umfasst, die an einer zu dämpfenden Fläche befestigt werden kann.