DE112010005482B4

DE112010005482B4 - Dynamischer Dämpfer

Info

Publication number: DE112010005482B4
Application number: DE112010005482.7T
Authority: DE
Inventors: Fusahiro Tsukano; Shinichiro Suenaga; Hiroyuki Amano; Yu Miyahara
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2015-12-17
Anticipated expiration: 2030-04-15
Also published as: US20130014609A1; DE112010005482T5; US9080637B2; CN102893054B; JP5382207B2; CN102893054A; JPWO2011128988A1; WO2011128988A1

Abstract

Dynamischer Dämpfer mit: einem Gehäuse (4), das in einem Drehelement (2) ausgebildet ist; einer Rollfläche (5), die an einer Innenfläche des Gehäuses (4) ausgebildet ist; und einem Rollelement (3), das in dem Gehäuse (4) in einer Weise gehalten ist, dass es auf der Rollfläche (5) durch einen auf das Drehelement (2) ausgeübten Momentimpuls rollt; wobei eine Krümmung der Rollfläche (5) gänzlich konstant ist; ein Querschnitt des Rollelementes (3) eine kreisartige Form ist, deren Krümmungsradius kleiner als jener der Rollfläche (5) ist; eine Gewichtsmitte (g) des Rollelementes (3) von seiner geometrischen Mitte (3a) in einer Weise versetzt ist, dass sie sich zwischen einer Krümmungsmitte (5a) der Rollfläche (5) und der geometrischen Mitte (3a) des Rollelementes (3) befindet, wenn die Gewichtsmitte (g) des Rollelementes (3) zu der Krümmungsmitte (5a) der Rollfläche am nächsten gelangt; und der dynamische Dämpfer des Weiteren einen Führungsmechanismus (8, 9) aufweist, der das Rollelement (3) so führt, dass es auf der Rollfläche (5) rollt, wobei der Führungsmechanismus (8, 9) Folgendes aufweist: einen Stift (8), der an einem Außenumfangsrand des Rollelementes (3) so angebracht ist, dass er in einer axialen Richtung des Drehelementes (2) vorragt, oder an einem Deckelelement (6, 7) parallel zu einer Fläche des Drehelementes (2) so ausgebildet ist, dass er in einer axialen Richtung des Drehelementes (2) vorragt; und eine Führungsnut (9), in die der Stift (8) lose eingesetzt ist, und die an dem Deckelelement (6, 7) oder dem Drehelement (2) ausgebildet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen dynamischen Dämpfer, der in einem Drehelement angeordnet ist, um von einem Drehmomentimpuls herrührende Torsionsschwingungen des Drehelementes zu absorbieren oder zu dämpfen.
Hintergrund des Standes der Technik
Eine Resonanz, die sich aus einem auf ein Drehelement ausgeübten Drehmomentimpuls ergibt, verstärkt die Geräusche und die Schwingungen von Maschinenbauten. Darüber hinaus verschlechtert die Resonanz die Haltbarkeit der Maschinenbauten und -elemente. Beispielsweise ist eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors daran angepasst, eine lineare hin und hergehende Bewegung, die durch Explosionen in den Zylindern erzielt wird, in eine Drehbewegung umzuwandeln. Daher ergibt sich zwangsweise an der Kurbelwelle ein Momentimpuls. Aus diesem Grund sind die Kurbelwelle, die Eingangswelle und eine Antriebswelle eines Getriebes, ein Drehelement, das mit diesen Wellen integriert ist, etc. Torsionsschwingungen ausgesetzt. Um die Torsionsschwingungen zu absorbieren (aufzunehmen) oder zu dämpfen, kann ein dynamischer Dämpfer in dem Drehelement angeordnet sein. Ein Beispiel des dynamischen Dämpfers dieser Art ist in dem offengelegten japanischen Patent JP 2000-18329 offenbart. Gemäß den Lehren des offengelegten japanischen Patents JP 2000-18329 wird eine Dämpfermasse mit einem vorbestimmten Gewicht innerhalb eines Gehäuses gehalten, das in einem Schwungrad ausgebildet ist, und eine ellipsoide Rollführungsfläche, auf der die Dämpfermasse rollt, ist an einem radial äußeren Abschnitt einer Innenfläche des Gehäuses ausgebildet.
Ein weiteres Beispiel ist in dem offengelegten japanischen Patent JP 6-58373 offenbart. Die in dem offengelegten japanischen Patent JP 6-58373 gelehrte Schwungscheibe weist eine Rollkammer, die in der Schwungscheibe ausgebildet ist, und eine Dämpfermasse auf, die in der Rollkammer gehalten wird. Die Dämpfermasse rollt in der Rollkammer durch den Momentimpuls, der auf die Schwungscheibe ausgeübt wird.
Außerdem offenbart das offengelegte japanische Patent JP 11-82633 einen Dämpfer, in dem eine Pendelbaugruppe in eine zylindrische Vertiefung eingesetzt ist, die auf eine Oberfläche einer Schwungscheibe ausgebildet ist. Die Pendelbaugruppe hat ein mit einem Boden versehenes zylindrisches Gehäuse, dessen Mittelachse parallel zu einer Drehachse der Schwungscheibe ist, und ein Pendel, das durch ein Lager in einer solchen Weise gehalten wird, dass es um die Mittelachse des Gehäuses dreht. Eine mit einem Gewicht versehene Mitte des Pendels ist von der Mittelachse des Gehäuses versetzt.
Durch das Ausbilden der Rollführungsfläche in einer ellipsoiden Form, wie dies in dem offengelegten Japanischen Patent JP 2000-18329 gelehrt wird, wird einer mit einem Gewicht versehenen Mitte der Dämpfermasse ermöglicht, einer ellipsoide Hypozykloide zu folgen. Der somit aufgebaute Dämpfer kann die Torsionsschwingungen des Schwungrades unabhängig von der Größe der Torsionsschwingungen absorbieren oder dämpfen. Jedoch ist es, damit die Dämpfermasse in einer Weise rollt, in der durch die mit dem Gewicht versehene Mitte der ellipsoiden Hypozykloide gefolgt wird, wie dies in dem offengelegten japanischen JP 2000-18329 gelehrt wird, erforderlich, die Rollführungsfläche zu einer ellipsoiden Form auszubilden. Daher ist eine komplexe Tätigkeit erforderlich, um die ellipsoide Führungsfläche an dem Gehäuse auszubilden, im Vergleich zu dem Fall, bei dem eine gekrümmte Fläche ausgebildet wird, deren Krümmung konstant ist. Somit bedarf der in dem offengelegten japanischen Patent JP 2000-18329 gelehrte Dämpfer einer Verbesserung.
Genauer gesagt ist das in dem offengelegten japanischen Patent JP 6-58373 gelehrte Schwungrad so aufgebaut, dass es die Torsionsschwingungen absorbiert oder dämpft, die von dem Momentimpuls herrühren, der auf dieses aufgebracht wird, durch ein Versetzen der mit dem Gewicht versehenen Mitte der Dämpfermasse, d.h. durch eine Pendelbewegung der Dämpfermasse. Außerdem ist der in dem offengelegten japanischen Patent JP 11-82633 gelehrte Dämpfer so ausgebildet, dass die Pendelbaugruppe, die eine Masse aufweist, von der Drehmitte des Gehäuses durch ein Lager aufgehängt ist. Daher schwingt die Pendelbaugruppe durch den Momentimpuls, wobei dadurch die Torsionsschwingungen absorbiert oder gedämpft werden.
Die Druckschrift DE 103 17 061 A1 offenbart einen Drehschwingungstilger mit einem Innenrad, einem konzentrisch zu dem Innenrad angeordneten ringförmigen Außenrad, wobei das Außenrad einen größeren Durchmesser als das Innenrad hat, mindestens einem auf einem Trägerelement drehbar gelagerten Zwischenrad, das zwischen dem Innenrad und dem Außenrad angeordnet ist und das auf dem Außenumfang des Innenrades und auf dem Innenumfang des Außenrades abwälzt. Mindestens eines der Räder weist eine in Bezug auf seinen Mittelpunkt asymmetrische Masseverteilung auf und fungiert somit als drehschwingungstilgende Unwucht. Das Trägerelement hat Trägerarme. Die Trägerarme sind an einer Trägerarmwelle angebracht.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung soll die vorstehend dargelegten technischen Probleme berücksichtigen und es ist ihre Aufgabe, einen dynamischen Dämpfer zum Dämpfen von Torsionsschwingungen eines Drehelementes zu schaffen, die von einem Momentimpuls herrühren, indem die mit dem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes teilweise entlang eines spezifischen Orbits (entlang einer spezifischen Umlaufbahn) eines zykloiden Pendels schwingt.
Die Aufgabe ist durch einen dynamischen Dämpfer gemäß Anspruch 1 gelöst. Ein alternativer dynamischer Dämpfer ist in Anspruch 2 aufgezeigt.
Gemäß dem dynamischen Dämpfer der vorliegenden Erfindung ist ein Gehäuse mit einer Rollfläche an seiner Innenfläche in einem Drehelement ausgebildet, und ein Rollelement wird in dem Gehäuse in einer solchen Weise gehalten, dass es auf der Rollfläche durch einen Momentimpuls rollt, der auf das Drehelement aufgebracht wird. Um die vorstehend dargelegte Aufgabe zu lösen, ist gemäß dem dynamischen Dämpfer der vorliegenden Erfindung eine Krümmung der Rollfläche gänzlich konstant. Ein Querschnitt des Rollelementes ist eine kreisartige Form, deren Krümmungsradius geringer ist als jener der Rollfläche, und eine mit einem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes ist von der geometrischen Mitte des Rollelementes in einer solchen Weise versetzt, dass sie zwischen der Krümmungsmitte der Rollfläche und der geometrischen Mitte des Rollelementes angeordnet ist, wenn die mit dem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes nahe zu der Mitte der Krümmung der Rollfläche gelangt. Der dynamische Dämpfer weist des Weiteren einen Führungsmechanismus auf, der das Rollelement so führt, dass es auf der Rollfläche rollt.
Der vorstehend erwähnte Führungsmechanismus umfasst Folgendes: einen Stift, der an einem Außenumfangsrand des Rollelementes so angebracht ist, dass er in einer axialen Richtung des Drehelementes vorragt, oder an einem Deckelelement parallel zu einer Fläche des Drehelementes so ausgebildet ist, dass er in einer axialen Richtung des Drehelementes vorragt; und eine Führungsnut, in die der Stift lose eingesetzt ist, und die an dem Deckel oder dem Drehelement ausgebildet ist.
Genauer gesagt ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein dynamischer Dämpfer geschaffen worden, der Folgendes aufweist: ein Gehäuse, das in einem Drehelement ausgebildet ist; eine Rollfläche, die an einer Innenfläche des Gehäuses ausgebildet ist; und ein Rollelement, das in dem Gehäuse in einer Weise gehalten wird, dass es auf der Rollfläche durch einen auf das Drehelement ausgeübten Momentimpuls rollt. Der derart aufgebaute dynamische Dämpfer ist dadurch gekennzeichnet, dass: ein Verhältnis aus einem Außendurchmesser des Rollelementes zu einem Innendurchmesser des Gehäuses 1:2 beträgt; eine Gewichtsmitte des Rollelementes von der geometrischen Mitte des Rollelementes in einer Weise versetzt ist, dass sie sich zwischen einer Mitte der Krümmung der Rollfläche und der geometrischen Mitte des Rollelementes befindet, wenn die Gewichtsmitte des Rollelementes zu der Mitte der Krümmung der Rollfläche am nächsten gelangt; und der dynamische Dämpfer des Weiteren einen Führungsmechanismus aufweist, der sich in einer Richtung erstreckt, die senkrecht zu einer Linie ist, die durch die Krümmungsmitte der Rollfläche und die Gewichtsmitte des Rollelementes tritt, das sich an einer Position befindet, bei der die Gewichtsmitte zu der Krümmungsmitte der Rollfläche an nächsten gelangt.
Somit ist gemäß der vorliegenden Erfindung die mit dem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes von seiner geometrischen Mitte versetzt, und der Führungsmechanismus ist daran angepasst, dass er das Rollelement beim Führen auf der Rollfläche führt. Daher wird ermöglicht, dass das Rollelement auf der Rollfläche rollt, ohne dass ein Rutschen bewirkt wird. Eine zurückgelegte Entfernung, anders ausgedrückt ein Schwingungsbereich des Rollelementes, das auf der Rollfläche rollt, die eine konstante Krümmung hat, erhöht sich gemäß der Zunahme der Amplitude der Torsionsschwingung, die von dem auf das Drehelement ausgeübten Momentimpuls herrührt. Daher wird ermöglicht, dass die mit dem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes einen speziellen Orbit eines zykloiden Pendels mit einer Zunahme seines Schwingungswinkels so verfolgt, dass der dynamische Dämpfer als ein zykloides Pendel dient. Eine Schwingungsfrequenz des Rollelementes, das somit als das zykloide Pendel schwingt, kann ohne Berücksichtigung des Schwingungswinkels θ des Rollelementes bestimmt werden. Darüber hinaus wird die Ist-Schwingungsfrequenz des Rollelementes pro Umdrehung nicht signifikant von der gestalteten Schwingungsfrequenz pro Umdrehung (Sollschwingungsfrequenz) sogar dann abweichen, wenn der Schwingungsbereich des Rollelementes zunimmt. Außerdem ist das Rollelement so abgestimmt, seine Schwingungsfrequenz pro Umdrehung mit der Torsionsimpulsfrequenz pro Umdrehung, die auf das Drehelement ausgeübt wird, gleich gestaltet ist. Daher können die Torsionsschwingungen des Drehelementes durch die Pendelbewegung des Rollelementes sogar dann gedämpft werden, wenn das Rollelement im großen Maße schwingt. Des Weiteren wird, wie dies vorstehend beschrieben ist, durch den Führungsmechanismus ermöglicht, dass das Rollelement auf der Rollfläche rollt, ohne dass ein Rutschen bewirkt wird.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung die mit dem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes von der geometrischen Mitte des Rollelementes in einer solchen Weise versetzt, dass diese sich zwischen der Mitte der Krümmung der Rollfläche und der geometrischen Mitte des Rollelementes in dem Fall befindet, bei dem die mit dem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes zu der Mitte der Krümmung der Rollfläche am nächsten gelangt. Anders ausgedrückt ist die mit dem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes von der geometrischen Mitte des Rollelementes in einer solchen Weise versetzt, dass diese näher zu der Mitte der Krümmung der Rollfläche als seine geometrische Mitte in dem Fall ist, bei dem die mit dem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes zu der Mitte der Krümmung der Rollfläche am nächsten gelangt. Daher verringert sich der Krümmungsradius des Zykloidorbits, der durch die mit dem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes verfolgt wird, allmählich gemäß der Zunahme des zurückgelegten Weges des Rollelementes. Das heißt, es wird ermöglicht, dass die mit dem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes den elliptischen Teilorbit des zykloiden Pendels teilweise verfolgt. Daher können die Torsionsschwingungen des Drehelementes, die von dem Drehmomentimpuls herrühren, durch den dynamischen Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung unabhängig von der Amplitude der Torsionsschwingungen gedämpft werden.
Außerdem weist gemäß der vorliegenden Erfindung der dynamische Dämpfer den Führungsmechanismus auf. Genauer gesagt ist der Führungsmechanismus durch einen Stift, der an einem Außenumfangsrand des Rollelementes angebracht ist oder an der Abdeckung parallel zu einer Oberfläche des Drehelementes ausgebildet ist, und durch die Führungsnut ausgebildet, in der der Stift lose sitzt und die an der Abdeckung oder dem Drehelement ausgebildet ist. Daher wird ermöglicht, dass das Rollelement auf der Rollfläche in einer Situation rollt, in der die von dem Momentimpuls herrührenden Torsionsschwingungen auf das Drehelement ausgeübt werden, ohne dass ein Rutschen zwischen ihnen bewirkt wird. Daher wird ermöglicht, dass das Rollelement bei der gewünschten Frequenz (Sollfrequenz) schwingt, um die Torsionsschwingung des Rollelementes durch seine Pendelbewegung zu dämpfen.
Gemäß dem Hauptausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beträgt das Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser des Rollelementes und dem Innendurchmesser des Gehäuses 1:2. In diesem Fall ist der Führungsmechanismus so ausgebildet, dass er sich in der Richtung erstreckt, die senkrecht zu der Linie ist, die durch die Krümmungsmitte der Rollfläche und der mit dem Gewicht versehenen Mitte des Rollelementes tritt, die an der Position sitzt, an der die mit dem Gewicht versehene Mitte am nächsten zu der Krümmungsmitte der Rollfläche gelangt. Das heißt, der Führungsmechanismus ist entlang der Hypozykloide des an dem Rollelement angebrachten Stiftes ausgebildet. Daher kann die Gestaltung und die Tätigkeit zum Ausbilden des Führungsmechanismus vereinfacht werden. In diesem Fall ist der Krümmungsradius der in dem Gehäuse ausgebildeten Rollfläche auch gänzlich konstant, und die mit dem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes ist außerdem von der geometrischen Mitte des Rollelementes versetzt. Daher wird ermöglicht, dass die mit dem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes den speziellen elliptischen Orbit des zykloiden Pendels gemäß der Zunahme des Schwingungswinkels des Rollelementes teilverfolgt. Das heißt, es wird ermöglicht, dass der dynamische Dämpfer der vorliegenden Erfindung als das zykloide Pendel dient, und die Schwingungsfrequenz des Rollelementes kann bestimmt werden ohne Berücksichtigung des Schwingungswinkels θ des Rollelementes. Aus diesem Grund wird die Ist-Schwingungsfrequenz des Rollelementes pro Umlauf nicht stark von der Sollschwingungsfrequenz pro Umlauf abweichen, selbst wenn der Schwingungsbereich des Rollelementes zunimmt. Außerdem ist das Rollelement so abgestimmt, dass seine Schwingungsfrequenz pro Umlauf mit der Momentimpulsfrequenz pro Umlauf, die auf das Drehelement ausgeübt wird, gleich gestaltet ist. Daher können die Torsionsschwingungen des Drehelementes durch die Pendelbewegung des Rollelementes sogar dann gedämpft werden, wenn das Rollelement in starkem Maße schwingt. Des Weiteren wird ermöglicht, wie dies vorstehend beschrieben ist, dass das Rollelement auf der Rollfläche durch den Führungsmechanismus rollt, ohne dass ein Rutschen bewirkt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Vorderansicht des dynamischen Dämpfers der vorliegenden Erfindung, der in dem Drehelement angeordnet ist.
2 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer in 1 gezeigten Linie II-II.
3 zeigt eine Ansicht einer Situation, in der der Schwingungswinkel des Rollelementes Null beträgt.
4 zeigt eine Ansicht einer Situation, in der der Schwingungswinkel des Rollelementes 30 Grad beträgt.
5 zeigt eine Ansicht einer Situation, in der der Schwingungswinkel des Rollelementes 45 Grad beträgt.
6 zeigt eine Vorderansicht eines abgewandelten Beispiels des in 1 gezeigten Rollelementes.
7 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer in 6 gezeigten Linie VII-VII.
8 zeigt eine Vorderansicht eines abgewandelten Beispiels des in 6 gezeigten Rollelementes.
9 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer in 8 gezeigten Linie IX-IX.
10 zeigt eine Vorderansicht eines abgewandelten Beispiels der in den 6 und 8 gezeigten Rollelemente.
11 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer in 10 gezeigten Linie XI-XI.
12 zeigt eine Vorderansicht eines abgewandelten Beispiels des in 1 gezeigten Gehäuses.
13 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer in 12 gezeigten Linie XII-XII.
14 zeigt eine Vorderansicht eines weiteren Beispiels des dynamischen Dämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung.
15 zeigt eine Vorderansicht eines wiederum anderen Beispiels des dynamischen Dämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
Nachstehend ist die vorliegende Erfindung detaillierter beschrieben. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen dynamischen Dämpfer, der in einem Drehelement angeordnet ist, um Torsionsschwingungen eines Drehelementes zu absorbieren und zu dämpfen, die von einem Momentimpuls herrühren. Genauer gesagt ist der dynamische Dämpfer in einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, in einer Eingangswelle eines Getriebes, in einer Antriebswelle oder in einem Drehelement, das an diesen Drehwellen so montiert ist, dass es sich einstückig mit ihnen dreht, angeordnet. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein als eine Dämpfermasse fungierendes Rollelement in dem Drehelement angeordnet, und das Rollelement schwingt in einer Richtung, die entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des Drehelementes ist, wenn die von dem Momentimpuls herrührende Torsionsschwingung an dem Drehelement auftritt. Um das Rollelement zu halten, ist ein Gehäuse, das eine Rollfläche aufweist, deren Krümmung gänzlich konstant ist, in dem Drehelement ausgebildet. Des Weiteren kann ein Kugelelement oder ein säulenartig geformtes Rollelement als das Rollelement angewendet werden, das auf der Rollfläche rollt um der Torsionsschwingung des Drehelementes entgegenzuwirken. Somit ist das Rollelement daran angepasst, die Torsionsschwingung des Drehelementes durch seine Pendelbewegung zu absorbieren oder zu dämpfen, die durch die Torsionsschwingungen erreicht werden, die von dem auf das Drehelement ausgeübten Momentimpuls herrühren. Für diesen Zweck ist das Rollelement so abgestimmt, dass seine Schwingungsfrequenz pro Umlauf mit einer Momentimpulsfrequenz des Drehelementes pro Umlauf gleich gestaltet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine mit einem Gewicht versehene Mitte (Gewichtsmitte) des Rollelementes von seiner geometrischen Mitte versetzt. Beispielsweise kann die mit dem Gewicht versehene Mitte des Rollelementes versetzt werden, indem ein Gewicht an einem erwünschten Abschnitt angeordnet wird, indem ein Abschnitt des Rollelementes aufgeschnitten wird oder indem ein vorbestimmter Abschnitt des Rollelementes verdickt gestaltet wird während ein diametrisch entgegengesetzter Abschnitt dünn gestaltet wird. Somit kann die mit dem Gewicht versehene Mitte (Gewichtsmitte) des Rollelementes durch eine beliebige geeignete Maßnahme/Einrichtung versetzt angeordnet werden.
Wenn das Rollelement sich an einer neutralen Position befindet, gelangt die Gewichtsmitte des Rollelementes am nächsten zu der Mitte der Krümmung der Rollfläche. In dieser Situation befindet sich die geometrische Mitte außerhalb der Gewichtsmitte in einer radialen Richtung des Gehäuses. Genauer gesagt ist die Gewichtsmitte des Rollelementes von seiner geometrischen Mitte in einer Weise versetzt, in der ein elliptischer Orbit durch die Gewichtsmitte verfolgt wird, wenn das Rollelement auf der Rollfläche rollt. Zu diesem Zweck wird ein Abstand zwischen der Gewichtsmitte und der geometrischen Mitte des Rollelementes auf der Basis von Versuchsergebnissen bestimmt.
Somit wird der Abstand zwischen der Gewichtsmitte des Rollelementes und der Krümmungsmitte der Rollfläche kontinuierlich gemäß dem zurückgelegten Weg des Rollelementes variiert. Genauer gesagt wird ein Krümmungsradius des Zykloidorbits der Gewichtsmitte des Rollelementes gemäß einer Zunahme in einem Schwingungsbereich des Rollelementes verkürzt. Das heißt, zumindest ein Abschnitt des Zykloidorbits der Gewichtsmitte des Rollelementes ist ellipsoidartig.
Gemäß dem somit aufgebauten Dämpfer rollt das Rollelement auf der Rollfläche durch die Torsionsschwingungen, die von dem Momentimpuls herrühren, der auf das Drehelement aufgebracht wird. Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist die Krümmung der Rollfläche gänzlich konstant, jedoch ist die Gewichtsmitte des Rollelementes von seiner geometrischen Mitte versetzt. Daher wird ermöglicht, dass die Gewichtsmitte des Rollelementes teilweise den speziellen ellipsoiden Orbit des zykloiden Pendels so verfolgt, dass der dynamische Dämpfer als das zykloide Pendel dient. Die Schwingungsfrequenz des so aufgebauten Rollelementes kann bestimmt werden, ohne den Schwingungswinkel θ des Rollelementes zu berücksichtigen. Außerdem wird die Schwingungsfrequenz des Rollelementes pro Umlauf nicht stark von der Momentimpulsfrequenz pro Umlauf selbst dann abweichen, wenn der Schwingungsbereich des Rollelementes zunimmt. Aus diesem Grund kann der dynamische Dämpfer die von dem Momentimpuls herrührenden Torsionsschwingungen durch eine Pendelbewegung des Rollelementes unabhängig von dem Schwingungswinkel θ des Rollelementes dämpfen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher das Schwingungsdämpfvermögen des dynamischen Dämpfers verbessert werden, indem in dieser Weise die Gewichtsmitte des Rollelementes von seiner geometrischen Mitte versetzt wird.
Außerdem hat, damit das Rollelement auf der Rollfläche rollt, ohne ein Rutschen zwischen ihnen zu bewirken, der dynamische Dämpfer der vorliegenden Erfindung des Weiteren einen Führungsmechanismus. Genauer gesagt hat der Führungsmechanismus einen Stift, der an einem vorbestimmten Abschnitt an einem Außenumfangsrand des Rollelementes angebracht ist, und eine Führungsnut, die sich entlang eines Hypozykloiden des Stiftes erstreckt und in die der Stift eingeführt ist. Alternativ kann der Stift auch an einer Innenfläche einer Abdeckung, die das Gehäuse schließt, so ausgebildet sein, dass er zu dem Rollelement vorragt, und in diesem Fall ist die Führungsnut an der Oberfläche des Rollelementes ausgebildet. Daher kann der Schwingungsbereich des Rollelementes auf der Rollfläche innerhalb eines gewünschten Bereiches eingeschränkt werden, indem eine Länge der Führungsnut auf eine gewünschte Länge festgelegt wird. Indem somit der Führungsmechanismus angeordnet wird, wird ermöglicht, dass das Rollelement auf der Rollfläche ohne Verursachen eines zwischen ihnen erfolgenden Rutschens bei der gewünschten Schwingungsfrequenz rollt. Außerdem wird, indem somit der Schwingungsbereich des Rollelementes auf der Rollfläche eingeschränkt wird, das Rollelement radial außerhalb des Führungsmechanismus in dem Gehäuse gehalten. Daher wird ein großes Trägheitsmoment auf das Rollelement einwirken. Somit wird ermöglicht, dass das Rollelement innerhalb des Bereiches rollt, der durch den Führungsmechanismus bestimmt wird.
1 zeigt eine Vorderansicht eines Beispiels einer Anwendung des dynamischen Dämpfers der vorliegenden Erfindung bei einem Drehelement. Das Drehelement 2 wird durch das auf dieses aufgebrachte Moment gedreht, und gemäß der Darstellung von 1 ist der dynamische Dämpfer 1 in dem Drehelement 2 angeordnet, um die Schwingungen des Drehelementes 2 zu dämpfen. Genauer gesagt ist ein zylindrisches Gehäuse 4 an der radial äußeren Seite in dem Drehelement 2 ausgebildet, und eine Rollfläche 5 ist an einer Innenseite des Gehäuses 4 ausgebildet. Eine Mittelachse des Gehäuses 4 läuft parallel zu einer Drehmittelachse des Drehelementes 2. Eine Krümmung der Rollfläche 5 ist gänzlich konstant, so dass die Mitte der Krümmung 5a der Rollfläche sich bei der Mitte des Gehäuses 4 befindet, und ein säulenförmiges Rollelement 3 wird in einer radial äußeren Seite in dem Gehäuse 4 gehalten. Das Verhältnis aus einem Außendurchmesser r des Rollelementes 3 zu einem Innendurchmesser R des Gehäuses 4 beträgt 1:2, und eine Achse, die durch eine geometrische Mitte 3a des Rollelementes tritt, ist außerdem parallel zu der Drehmittelachse des Drehelementes 2. Das Rollelement 3 wird verwendet, um die Torsionsschwingungen des Drehelementes 2 durch seine Pendelbewegung zu dämpfen. Zu diesem Zweck wird das Rollelement 3 abgestimmt, um die Anzahl seiner Schwingungen pro Umlauf mit der Anzahl an auf das Drehelement pro Umlauf ausgeübtem Drehimpuls gleich zu gestalten.
Eine mit einem Gewicht versehene Mitte g (Gewichtsmitte) des Rollelementes 3 ist von seiner geometrischen Mitte 3a um einen vorbestimmten Abstand entfernt exzentrisch versetzt. Die Gewichtsmitte g kann von der geometrischen Mitte 3a versetzt sein, indem eine Masse an einem erwünschten Abschnitt des Rollelementes 3 angeordnet wird, indem ein Abschnitt des Rollelementes 3 herausgeschnitten wird oder indem ein vorbestimmter Abschnitt des Rollelementes 3 dick gestaltet wird, während ein diametrisch entgegengesetzter Abschnitt dünn gestaltet wird. Genauer gesagt befindet sich gemäß 1, wenn das Rollelement 3 sich an einer radial äußersten Position des Drehelementes 2 in dem Gehäuse 4 befindet, die Gewichtsmitte g näher zu der Krümmungsmitte 5a der Rollfläche als seine geometrische Mitte 3a. Genauer gesagt ist die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 von seiner geometrischen Mitte 3a in einer Weise versetzt, in der ermöglicht wird, dass die Gewichtsmitte g einen elliptischen Zykloidorbit durch eine Rollbewegung des Rollelementes 3 entlang der Rollfläche 5, deren Krümmung gänzlich konstant ist, verfolgt. Zu diesem Zweck wird ein Abstand zwischen der Gewichtsmitte g und der geometrischen Mitte 3a auf der Basis von Versuchsergebnissen bestimmt.
2 zeigt eine Schnittansicht eines Querschnitts des dynamischen Dämpfers 1 entlang einer Linie II-II in 1. In dem in 2 gezeigten Beispiel ist eine Öffnung des hohlen Gehäuses 4 durch Deckelelemente 6 und 7 von beiden Seiten verschlossen, und diese beiden Deckelelemente 6 und 7 sind mit dem Drehelement 2 einstückig gestaltet. Stattdessen ist es außerdem möglich, das Gehäuse 4 in einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form auszubilden und die Öffnung von diesem durch ein Deckelelement zu verschließen.
Ein Stift 8 ist an einem Außenumfangsrand des Rollelementes 3 in einer Weise angebracht, dass dieser in axialer Richtung des Drehelementes 2 vorragt, und eine Führungsnut, in die der Stift 8 lose eingeführt wird, ist an jeweils der Innenfläche des Deckelelementes 6 und 7, die dem Gehäuse 4 gegenüberstehen, ausgebildet. Alternativ kann die Führungsnut 9 auch in einer solchen Weise ausgebildet sein, dass sie durch die Deckelelemente 6 und 7 hindurchdringt. Die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 gelangt zu der Krümmungsmitte 5a der Rollfläche 5 in einer radialen Richtung des Drehelementes 2 dann am nächsten, wenn sich das Rollelement 3 bei der neutralen Position befindet. Gemäß dem in 1 gezeigten Beispiel ist der Stift 8 an dem Außenumfangsrand des Rollelementes 3 an dem Abschnitt, der an die Krümmungsmitte 5a der Rollfläche 5 gesetzt wird, unter der Bedingung angebracht, dass das Rollelement 3 sich an der neutralen Position befindet. Daher verfolgt der Stift 8 einen Hypozykloid, indem das Rollelement 3 entlang eines Durchmessers der Rollfläche 5 in eine Richtung rollt, die senkrecht zu einer Linie ist, die durch die Mitte des Drehelementes 2 und die Mitte der Krümmung 5 der Rollfläche tritt. Damit der somit bewegte Stift 8 geführt wird, ist gemäß dem in 1 gezeigten Beispiel die Führungsnut 9 entlang des Hypozykloids des Stiftes 8 in einer vorbestimmten Länge ausgebildet. Indem somit der Stift 8 durch die Führungsnut 9 geführt wird, wird ermöglicht, dass das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5 rollt, ohne dass ein Rutschen bewirkt wird.
Gemäß dem in 1 gezeigten Beispiel kann ein Bereich einer Pendelbewegung des Rollelementes 3 auf der Rollfläche 5 eingeschränkt werden, indem die Länge der Führungsnut 9 eingestellt wird. Außerdem wird das Rollelement 3 innerhalb der radial äußeren Seite des Drehelementes 2 in dem Gehäuse 4 durch den somit aufgebauten Führungsmechanismus gehalten. Daher schwingt das Rollelement durch die auf das Drehelement 2 ausgeübten Torsionsschwingungen innerhalb des Bereiches, der somit durch den Führungsmechanismus begrenzt ist. In 1 zeigt eine gestrichelte Linie „A“ einen Zykloidorbit der geometrischen Mitte 3a, der verfolgt wird, indem das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5 rollt, und eine Strichpunktlinie „B“ zeigt einen Zykloidorbit der Gewichtsmitte g, der verfolgt wird, indem das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5 rollt.
Nachstehend ist die Wirkungsweise des dynamischen Dämpfers der vorliegenden Erfindung erläutert. Die 3, 4 und 5 zeigen schematisch eine Bewegung des Rollelementes 3 in einer Situation, in der die von dem Momentimpuls herrührenden Torsionsschwingungen auf das Drehelement 2 ausgeübt werden. Wenn der dynamische Dämpfer 1 in dem Drehelement 2 mit der Drehung beginnt, beginnt eine Zentrifugalkraft damit, auf das Rollelement 3 in dem Gehäuse 4 einzuwirken. Die auf das Rollelement 3 einwirkende Zentrifugalkraft erhöht sich mit einer Zunahme der Drehzahl des Drehelementes 2. Wenn die auf das Rollelement 3 einwirkende Zentrifugalkraft eine auf das Rollelement 3 einwirkende Gravitationskraft überschreitet, wird das Rollelement 3 in dem Gehäuse 4 radial nach außen bewegt. Wenn in dieser Situation ein Momentimpuls nicht auf das Rollelement 2 ausgeübt wird, ist ein Schwingungswinkel (oder ein Schwingungsbereich) θ Null, und das Rollelement 3 befindet sich an dem äußersten Punkt in dem Gehäuse 4, wie dies in 3 gezeigt ist.
Wenn die Drehzahl des Drehelementes 2, in dem der dynamische Dämpfer angeordnet ist, sich ändert, oder wenn der Momentimpuls auf das Drehelement 2 ausgeübt wird, rollt das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5 in der Richtung, die entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Drehelementes 2 ist. Ein zurückgelegter Weg des Rollelementes 3, d.h. der Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3, variiert gemäß einer Amplitude der Torsionsschwingung, die von dem Momentimpuls herrührt, der auf das Drehelement 2 ausgeübt wird. Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird das Rollelement 3 durch den Führungsmechanismus geführt. Daher rollt das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5, ohne dass ein Rutschen bewirkt wird.
4 zeigt eine Situation, in der der Schwingungswinkel des Rollelementes 3 eine Größe von 30 Grad hat. Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 von der geometrischen Mitte 3a versetzt, und der Krümmungsradius der Rollfläche 5 ist gänzlich konstant. Daher wird, wenn der Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3 von Null zu 30 Grad zunimmt, wie dies in 4 gezeigt ist, der Krümmungsradius des Zykloidorbit, der durch die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 verfolgt wird, das somit auf der Rollfläche rollt, allmählich kleiner mit der Zunahme seines Schwingungswinkels θ.
Wenn die Amplitude der Torsionsschwingung, die von dem Momentimpuls herrührt, auf das Drehelement 2 ausgeübt wird, weiter zunimmt, wird der Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3 von dem in 4 gezeigten Winkel θ weiter erhöht.
5 zeigt eine Situation, in der der Schwingungswinkel des Rollelementes 3 eine Größe von 45 Grad hat. In dieser Situation rollt das Rollelement 3 weiter auf der Rollfläche 5, und der Krümmungsradius des Zykloidorbits, der durch die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 verfolgt wird, wird noch kleiner. Somit wird, da die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 von seiner geometrischen Mitte 3a versetzt ist und der Krümmungsradius der Rollfläche 5 gänzlich konstant ist, ermöglicht, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 einen elliptischen Zykloidorbit durch eine Rollbewegung des Rollelementes 3 verfolgt.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die Länge der Führungsnut 9 bestimmt, um den Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3 innerhalb des erwünschten Winkels zu begrenzen. Daher wird, wie dies in 5 gezeigt ist, der an dem Rollelement 3 angebrachte Stift an beiden Enden der Führungsnut 9 angehalten (Stop), wenn das Rollelement 3 bei dem maximalen Winkel schwingt, der somit durch die Führungsnut 9 begrenzt ist.
Gemäß dem derart aufgebauten dynamischen Dämpfer 1 nimmt die Krümmung des Zykloidorbits der Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 zu gemäß einer Verstärkung der sich aus dem Momentimpuls ergebenden Torsionsschwingungen, d.h. gemäß einer Zunahme des Schwingungswinkels θ des Rollelementes 3. Anders ausgedrückt nimmt der Krümmungsradius des Zykloidorbits der Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 ab gemäß einer Zunahme des Schwingungswinkels θ des Rollelementes 3. Daher wird ermöglicht, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 teilweise einen speziellen elliptischen Orbit eines zykloiden Pendels verfolgt, wie dies durch eine durchgehende Kurvenlinie C in den 3 bis 5 gezeigt ist.
Genauer gesagt ist gemäß dem dynamischen Dämpfer 1 der vorliegenden Erfindung die Krümmung der Rollfläche 5 gänzlich konstant, und die Gewichtsmitte g des Rollelementes ist von der geometrischen Mitte 3a von diesem zu der Mitte der Krümmung 5a der Rollfläche 5 hin versetzt. Daher wird ermöglicht, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 einen speziellen elliptischen Orbit eines Zykloidpendels teilweise verfolgt durch die Rollbewegung des Rollelementes 3 in dem Gehäuse 4. Das heißt, es wird ermöglicht, dass das Rollelement 3 eine Pendelbewegung des zykloiden Pendels nachbildet. Aus diesem Grund kann die Schwingungsfrequenz des Rollelementes 3 pro Umlauf bestimmt werden, ohne seinen Schwingungswinkel θ zu berücksichtigen. Gemäß dem derart aufgebauten dynamischen Dämpfer wird daher die Schwingungszahl des Rollelementes 3 pro Umlauf nicht signifikant von der Sollschwingungszahl pro Umlauf selbst dann abweichen, wenn das Rollelement 3 stark schwingt. Außerdem ist der dynamische Dämpfer 1 so abgestimmt, dass die Schwingungsfrequenz des Rollelementes 3 pro Umlauf mit der Momentimpulsfrequenz des Drehelementes 2 pro Umlauf gleich gestaltet ist. Daher können die auf das Drehelement 2 ausgeübten Torsionsschwingungen stabil durch das Rollelement 3 gedämpft werden und zwar unabhängig von dem Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3. Somit kann das Schwingungsdämpfvermögen des dynamischen Dämpfers verbessert werden, indem die Gewichtsmitte g des Rollelementes von der geometrischen Mitte 3a versetzt ist, wodurch ermöglicht wird, dass die Gewichtsmitte 3g den speziellen Orbit des zykloiden Pendels verfolgt.
Außerdem kann gemäß dem derart aufgebauten dynamischen Dämpfer 1 ein Rutschen in dem Rollelement 3 und der Rollfläche 5 durch den Führungsmechanismus verhindert werden. Daher kann das Rollelement 3 mit der gestalteten Schwingungsfrequenz (Sollschwingungsfrequenz) pro Umlauf schwingen. Darüber hinaus kann das Rollelement 3 an der radial äußeren Seite in dem Gehäuse 4 durch den Führungsmechanismus so gehalten werden, dass das auf das Rollelement 3 aufgebrachte Trägheitsmoment zunehmen kann. Des Weiteren kann der Schwingungsbereich des Rollelementes 3 innerhalb des erwünschten Bereiches begrenzt werden, indem die Länge der Führungsnut 9 eingestellt wird.
6 zeigt ein abgewandeltes Beispiel des in 1 gezeigten Rollelementes 3, und 7 zeigt eine Schnittansicht eines Querschnitts entlang einer Linie VII-VII aus 6. Genauer gesagt ist in dem in den 6 und 7 gezeigten Beispiel die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 von seiner geometrischen Mitte 3a versetzt, indem ein Loch 10 in dem Rollelement 3 ausgebildet wird. In diesem Beispiel beträgt das Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser r des Rollelementes 3 zu dem Innendurchmesser R des Gehäuses 4 ebenfalls 1:2, und die Achse des Lochs 10 in dem Rollelement 3 läuft parallel zu der Achse des Rollelementes 3. Wie dies in 6 gezeigt ist, ist das Loch 10 in einer kreisartigen Form ausgebildet und sein Durchmesser ist kürzer als der Radius des Rollelementes 3. Außerdem ist wie in dem in 1 gezeigten Beispiel der Stift 8 an dem Außenumfang des Rollelementes 3 in einer solchen Weise angebracht, dass er in der axialen Richtung vorragt, und die Führungsnut 9, in die der Stift 8 lose eingeführt ist, ist jeweils an der Innenfläche des Abdeckungselementes 6 und 7, die dem Gehäuse 4 gegenüberstehen, ausgebildet. Alternativ kann die Führungsnut 9 auch in einer solchen Weise ausgebildet sein, dass sie durch die Deckelelemente 6 und 7 hindurchdringt. Indem somit der Stift 8 durch die Führungsnut 9 geführt wird, wird ermöglicht, dass das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5 ohne Bewirken eines Rutschens rollt.
Gemäß dem in 6 gezeigten Beispiel ist die Länge der Führungsnut 9 auch so eingestellt, dass der Schwingungsbereich des Rollelementes 3 innerhalb des erwünschten Bereiches begrenzt ist, indem der Stift 8 an seinen beiden Enden gestoppt wird. Außerdem wird wie in dem in 1 gezeigten Beispiel das Rollelement 3 auch in der radial äußeren Seite in dem Gehäuse 4 durch den Führungsmechanismus gehalten, und in dem Fall, bei dem der Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3 den Wert Null hat, befindet sich die Gewichtsmitte g näher zu der Krümmungsmitte 5a der Rollfläche 5 als die geometrische Mitte 3a. Außerdem ist, damit die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 radial von der geometrischen Mitte 3a nach innen versetzt ist, das Durchgangsloch 10 in der radial äußeren Seite der geometrischen Mitte 3a ausgebildet. Daher wird ermöglicht, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 den speziellen elliptischen Orbit des zykloiden Pendels durch die Rollbewegung des Rollelementes 3 in dem Gehäuse 4 teilweise verfolgt. Zu diesem Zweck werden die Abmessungen und der Ort des Durchgangslochs 10 auf der Grundlage von Versuchsergebnissen bestimmt.
Wenn die Drehzahl des Drehelementes 2, in welchem der dynamische Dämpfer 1 dieses Beispiels angeordnet ist, sich ändert, oder wenn der Momentimpuls auf das Drehelement 2 ausgeübt wird, rollt das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5 in der Richtung, die zu der Drehrichtung des Drehelementes 2 entgegengesetzt ist. Wie dies vorstehend beschrieben ist, variiert ein zurückgelegter Weg des Rollelementes 3, d.h. der Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3, gemäß einer Amplitude der Torsionsschwingung, die sich aus dem Momentimpuls ergibt, der auf das Drehelement 2 ausgeübt wird. In dieser Situation wird der Krümmungsradius des zykloiden Orbits, der von der Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 verfolgt wird, kleiner gemäß einer Zunahme des Schwingungswinkels θ des Rollelementes 3, wie dies in den 3 bis 5 gezeigt ist. Daher wird ermöglicht, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 den speziellen elliptischen Orbit des zykoiden Pendels durch eine Rollbewegung des Rollelementes 3 auch in diesem Beispiel teilweise verfolgt.
8 zeigt ein abgewandeltes Beispiel des in 6 gezeigten Rollelementes 3, und 9 zeigt eine Schnittansicht eines Querschnitts entlang einer Linie IX-IX aus 8. Genauer gesagt ist in dem in den 8 und 9 gezeigten Beispiel die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 von seiner geometrischen Mitte 3a versetzt, indem eine Masse 11 an dem Rollelement 3 angeordnet ist, wodurch die Gewichte in zwei Bereiche des Rollelementes 3 aufgeteilt sind, die in der diametrischen Richtung unterschiedlich sind. In diesem Beispiel ist das Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser r des Rollelementes 3 zu dem Innendurchmesser R des Gehäuses 4 auch auf eine Größe von 1:2 festgelegt, und die Masse 11 ist in dem radial inneren Bereich des Rollelementes 3 angeordnet. Gemäß dem in den 8 und 9 gezeigten Beispiel ist insbesondere eine halbkreisartige Masse 11 an einem radial inneren Bereich jeder Fläche des Rollelementes 3 parallel zu den Deckelelementen 6 und 7 angeordnet.
Außerdem ist der Stift 8 auch an dem Außenumfang des Rollelementes in einer solchen Weise angebracht, dass er in der axialen Richtung vorragt, und die Führungsnut 9, in die der Stift 8 lose eingeführt ist, ist an jeweils der Innenfläche des Deckelelementes 6 und 7, die dem Gehäuse 4 gegenüberstehen, lose eingeführt. Alternativ kann die Führungsnut 9 auch in einer solchen Weise ausgebildet sein, dass sie durch die Deckelelemente 6 und 7 hindurchdringt. Indem somit der Stift 8 durch die Führungsnut 9 geführt wird, wird ermöglicht, dass das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5 rollt, ohne dass ein Rutschen bewirkt wird. Gemäß dem in 8 gezeigten Beispiel ist die Länge der Führungsnut 9 auch so eingestellt, dass der Schwingungsbereich des Rollelementes 3 innerhalb des erwünschten Bereiches begrenzt ist, indem der Stift 8 an beiden Seiten von ihr angehalten wird, und das Rollelement 3 wird außerdem an der radial äußeren Seite in dem Gehäuse 4 durch den Führungsmechanismus gehalten.
Wie in dem in 1 gezeigten Beispiel befindet sich, wenn der Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3 den Wert Null hat, die Gewichtsmitte g näher zu der Krümmungsmitte 5a der Rollfläche 5 als die geometrische Mitte 3a. Gemäß dem in 8 gezeigten Beispiel ist, damit die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 radial nach innen von der geometrischen Mitte 3a versetzt ist, die Masse 11 an der radial inneren Seite des Rollelementes 3 angeordnet. Daher wird ermöglicht, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 den speziellen Orbit des zykloiden Pendels durch die Rollbewegung des Rollelementes 3 in dem Gehäuse 4 teilverfolgt. Aus diesem Grund werden die Form, die Anzahl, das Gewicht und dergleichen der Masse 11 auf der Grundlage von Versuchsergebnissen bestimmt.
Wenn die von dem Momentimpuls herrührende Torsionsschwingung auf das Drehelement 2, in welchen der dynamische Dämpfer 1 dieses Beispiels angeordnet ist, ausgeübt wird, rollt das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5 in der Richtung, die zu der Drehrichtung des Drehelementes 2 entgegengesetzt ist. In dieser Situation wird der Krümmungsradius des Zykloidorbits, der durch die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 verfolgt wird, kleiner gemäß einer Zunahme des Schwingungswinkels θ des Rollelementes 3, wie dies in den 3 bis 5 gezeigt ist. Daher wird ermöglicht, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 den speziellen elliptischen Orbit des zykloiden Pendels durch eine Rollbewegung des Rollelementes 3 auch in diesem Beispiel teilweise verfolgt.
10 zeigt ein abgewandeltes Beispiel des in den 6 und 8 gezeigten Rollelementes 3, und 11 zeigt eine Schnittansicht eines Querschnitts entlang einer Linie IX-IX in 10. Genauer gesagt ist das in den 10 und 11 gezeigte Beispiel eine Abwandlung der Masse, die verwendet wird, um die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 von seiner geometrischen Mitte 3a zu versetzen. Gemäß dem in den 10 und 11 gezeigten Beispiel ist eine halbkreisartig geformte Masse 12 mit einem vorragenden Abschnitt an einem radial inneren Bereich des Rollelementes 3 angeordnet, das an der äußersten Position sich befindet. Das heißt, wie dies in 10 gezeigt ist, die Masse ragt radial nach außen von dem Rollelement 3 teilweise vor.
Wie in dem in 1 gezeigten Beispiel befindet sich in dem Fall, bei dem der Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3, an dem die Masse 12 somit befestigt ist, Null ist, die Gewichtsmitte g auch näher zu der Krümmungsmitte 5a der Rollfläche 5 als die geometrische Mitte 3a. Gemäß dem in 10 gezeigten Beispiel ist, um die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 radial nach innen von der geometrischen Mitte 3a zu versetzen, die Masse 12 somit an der radial inneren Seite des Rollelementes 3 angeordnet. Daher wird ermöglicht, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 den speziellen elliptischen Orbit des Zykloidpendels durch die Rollbewegung des Rollelementes 3 in dem Gehäuse 4 teilweise verfolgt. Zu diesem Zweck werden die Form, die Anzahl, das Gewicht und dergleichen der Masse 12 auf der Basis von Versuchsergebnissen bestimmt.
Wenn die Torsionsschwingung, die von dem Momentimpuls herrührt, auf das Drehelement 2 ausgeübt wird, in welchem der dynamische Dämpfer dieses Beispiels angeordnet ist, rollt das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5, deren Krümmung gänzlich konstant ist. In dieser Situation wird der Krümmungsradius des Zykloidorbits, der durch die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 verfolgt wird, kleiner gemäß einer Zunahme des Schwingungswinkels θ des Rollelementes 3, wie dies in den 3 bis 5 gezeigt ist. Daher wird ermöglicht, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 den speziellen elliptischen Orbit des Zykloidpendels durch eine Rollbewegung des Rollelementes 3 auch in diesem Beispiel teilverfolgt.
Somit ist gemäß den in den 6 bis 11 gezeigten Beispielen die Krümmung der Rollfläche 5 ebenfalls gänzlich konstant, und die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 ist ebenfalls von seiner geometrischen Mitte 3a zu der Mitte der Krümmung 5a der Rollfläche 5 versetzt. Daher wird ermöglicht, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 den speziellen elliptischen Orbit des Zykloidpendels durch die Rollbewegung des Rollelementes 3 in dem Gehäuse 4 teilverfolgt. Das heißt, es wird ermöglicht, dass das Rollelement 3 eine Pendelbewegung des Zykloidpendels nachbildet. Aus diesem Grund kann die Schwingungsfrequenz des Rollelementes 3 pro Umlauf bestimmt werden, ohne seinen Schwingungswinkel θ zu berücksichtigen. Gemäß dem somit aufgebauten dynamischen Dämpfer 1 wird daher die Schwingungsanzahl des Rollelementes 3 pro Umlauf nicht signifikant von der Sollschwingungszahl pro Umlauf selbst dann abweichen, wenn das Rollelement 3 stark schwingt. Außerdem ist der dynamische Dämpfer so abgestimmt, dass die Schwingungsfrequenz des Rollelementes 3 pro Umlauf zu der Momentimpulsfrequenz des Drehelementes 2 pro Umlauf gleichgeschaltet ist. Daher können die auf das Drehelement 2 ausgeübten Torsionsschwingungen stabil durch die Pendelbewegung des Rollelementes 3 unabhängig von dem Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3 gedämpft werden. Somit kann das Schwingungsdämpfvermögen des dynamischen Dämpfers 1 verbessert werden, indem die Gewichtsmitte g des Rollelementes von der geometrischen Mitte 3a versetzt ist, wodurch ermöglicht wird, dass die Gewichtsmitte 3g den speziellen elliptischen Orbit des Zykloidpendels verfolgt.
Außerdem kann gemäß den in den 6 bis 11 gezeigten Beispielen ein Rutschen zwischen dem Rollelement 3 und der Rollfläche 5 durch den Führungsmechanismus verhindert werden. Daher kann das Rollelement 3 mit der Sollschwingungsfrequenz pro Umlauf schwingen. Darüber hinaus kann das Rollelement 3 in der radial äußeren Seite in dem Gehäuse 4 in dem Führungsmechanismus so gehalten werden, dass das auf das Rollelement 3 aufgebrachte Trägheitsmoment erhöht werden kann. Des Weiteren kann der Schwingungsbereich des Rollelementes 3 innerhalb des erwünschten Bereiches begrenzt werden, indem die Länge der Führungsnut 9 eingestellt wird.
12 zeigt ein abgewandeltes Beispiel des in 1 gezeigten Gehäuses 4, und 13 zeigt eine Schnittansicht eines Querschnitts entlang einer Linie XIII-XIII in 12. Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist der dynamische Dämpfer 1 der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass er die Torsionsschwingungen des Drehelementes 2 durch die Pendelbewegung des Rollelementes 3 dämpft. Wie dies auch vorstehend beschrieben ist, wird, wenn die Drehzahl des Drehelementes 2 zunimmt, die auf das Rollelement 3 aufgebrachte Zentrifugalkraft so erhöht, dass das Rollelement 3 radial zur Außenseite in dem Gehäuse 4 sich bewegt. Daher ist gemäß dem in 12 gezeigten Beispiel lediglich ein radial äußerer Abschnitt des Gehäuses 4 in dem Drehelement 2 innerhalb eines Schwingungsbereiches des Rollelementes 3 ausgebildet, und der restliche Abschnitt des Gehäuses 4 ist weggelassen worden.
Wie dies in 12 gezeigt ist, ist die Krümmung der Rollfläche 5 des Gehäuses 4 gänzlich konstant, und das Verhältnis aus einem Radius r des Rollelementes 3 gegenüber dem Radius R des Gehäuses 4 beträgt 1:2. Außerdem ist der Führungsmechanismus ausgebildet, während er durch die Krümmungsmitte 5a der Rollfläche 5 in der Richtung tritt, die senkrecht zu einer Linie ist, die durch die Drehmitte des Drehelementes 2 und die Krümmungsmitte 5a läuft. Jedoch ist gemäß dem in 12 gezeigten Beispiel ein Abschnitt des Gehäuses 4 an der radial inneren Seite des Führungsmechanismus weggelassen worden. Außerdem kann die in 8 gezeigte Masse 11 oder dergleichen an dem Rollelement 3 auch in diesem Beispiel angeordnet sein.
Wie in dem in 1 gezeigten Beispiel ist der Stift 8 auch an dem Außenumfang des Rollelementes 3 in einer Weise angebracht, dass er in der axialen Richtung vorragt, und die Führungsnut 9, in die der Stift 8 lose eingeführt ist, ist jeweils an der Innenfläche des Deckelelementes 6 und 7 ausgebildet, die dem Gehäuse 4 gegenüber stehen. Alternativ kann die Führungsnut auch in einer Weise ausgebildet sein, dass sie durch die Deckelelemente 6 und 7 hindurchdringt. Die Länge der Führungsnut 9 ist außerdem so eingestellt, dass der Schwingungsbereich des Rollelementes 3 innerhalb des erwünschten Bereiches begrenzt wird, indem der Stift 8 an seinen beiden Enden gestoppt wird, so dass das Rollelement 3 an der radial äußeren Seite in dem Gehäuse 4 gehalten wird. Außerdem befindet sich dann, wenn der Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3 den Wert Null hat, die Gewichtsmitte g näher zu Krümmungsmitte 5a der Rollfläche 5 als die geometrische Mitte 3a.
Wenn die sich aus dem Momentimpuls ergebende Torsionsschwingung auf das Drehelement 2 ausgeübt wird, in der der dynamische Dämpfer 1 dieses Beispiels angeordnet ist, rollt das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5 in der Richtung, die zu der Drehrichtung des Drehelementes 2 entgegengesetzt ist, innerhalb des durch das Führungselement begrenzten Bereiches. In dieser Situation wird der Krümmungsradius des Zykloidorbits, der durch die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 verfolgt wird, kleiner gemäß einer Zunahme des Schwingungswinkels θ des Rollelementes 3. Daher wird ermöglicht, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 den speziellen elliptischen Orbit des Zykloidpendels durch eine Rollbewegung des Rollelementes 3 auch in diesem Beispiel teilverfolgt.
Gemäß dem in den 12 und 13 gezeigten Beispiel kann daher das Rollelement 3 an der radial äußeren Seite in dem Gehäuse 4 gehalten werden, indem somit der Schwingungsbereich des Rollelementes 3 durch den Führungsmechanismus begrenzt wird, und das Gehäuse 4 des dynamischen Dämpfers kann klein gestaltet werden. Außerdem wird die Schwingungsfrequenz des Rollelementes 3 pro Umlauf nicht signifikant von der Sollschwingungsfrequenz pro Umlauf selbst dann abweichen, wenn das Rollelement 3 in starkem Maße schwingt. Daher können die auf das Drehelement 2 ausgeübten Torsionsschwingungen durch die Pendelbewegung des Rollelementes 3 unabhängig von dem Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3 gedämpft werden. Somit kann das Schwingungsdämpfvermögen des dynamischen Dämpfers 1 verbessert werden, indem die Gewichtsmitte g des Rollelementes von der geometrischen Mitte 3a versetzt wird, wodurch ermöglicht wird, dass die Gewichtsmitte 3g den speziellen elliptischen Orbit des Zykloidpendels verfolgt.
14 zeigt ein weiteres Beispiel des dynamischen Dämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem das Verhältnis des Außendurchmessers r des Rollelementes 3 zu dem Innendurchmesser R des Gehäuses 4 den Wert 1:3 hat. Wie dies in 14 gezeigt ist, ist die Krümmung der Rollfläche 5 des Gehäuses 4 ebenfalls gänzlich konstant, und das Rollelement 3 wird ebenfalls an dem Gehäuse gehalten, während ermöglicht wird, dass es auf der Rollfläche 5 rollt. Jedoch beträgt gemäß dem in 14 gezeigten Beispiel das Verhältnis aus dem Außendurchmesser r des Rollelementes 3 zu dem Innendurchmesser R des Gehäuses 4 hierbei 1:3.
Wie bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist der Stift 8 an dem Außenumfang des Rollelementes 3 in einer Weise befestigt, dass er in der axialen Richtung vorragt. Obwohl dies in 14 nicht spezifisch gezeigt ist, ist eine Öffnung des hohlen Gehäuses 4 durch Deckelelemente von beiden Seiten geschlossen, und eine Führungsnut, in die der Stift 8 lose eingeführt ist, ist ebenfalls an jeweils einer Innenfläche der Deckelelemente, die zu dem Gehäuse 4 gegenüberstehen, entlang einer Hypozykloiden des Stiftes 8 ausgebildet. Alternativ kann die Führungsnut auch in einer Weise ausgebildet sein, dass sie durch die Deckelelemente hindurchdringt. Somit dienen in diesem Beispiel der Stift und die Führungsnut auch als Führungsmechanismus. Daher wird ermöglicht, dass das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5 rollt, ohne dass ein Rutschen bewirkt wird.
In diesem Beispiel ist die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 ebenfalls bei einem vorbestimmten Abstand entfernt von seiner geometrischen Mitte 3a exzentrisch versetzt. Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann die Gewichtsmitte g von der geometrischen Mitte 3a versetzt sein, indem eine Masse an einem erwünschten Abschnitt des Rollelementes 3 angeordnet wird, indem ein Abschnitt des Rollelementes 3 weggeschnitten wird oder indem ein vorbestimmter Abschnitt des Rollelementes 3 dick gestaltet wird während ein diametrisch entgegengesetzter Abschnitt dünn gestaltet wird. Außerdem wird wie bei dem in 1 gezeigten Beispiel das somit aufgebaute Rollelement 3 auch in der radial äußeren Seite in dem Gehäuse 4 durch den Führungsmechanismus gehalten, und wenn der Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3 den Wert Null hat, befindet sich die Gewichtsmitte g näher zu der Krümmungsmitte 5a der Rollfläche 5 als die geometrische Mitte 3a.
Genauer gesagt ist die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 von seiner geometrischen Mitte 3a in einer Weise versetzt, dass ermöglicht wird, dass die Gewichtsmitte g den speziellen elliptischen Orbit des Zykloidpendels durch eine Rollbewegung des Rollelementes 3 entlang der Rollfläche 5 teilverfolgt. Zu diesem Zweck wird eine Entfernung zwischen der Gewichtsmitte g und der geometrischen Mitte 3a auf der Grundlage von Versuchsergebnissen bestimmt.
Nachstehend ist der Betrieb des dynamischen Dämpfers gemäß dem in 14 gezeigten Beispiel erläutert. In 14 zeigt eine Strichpunktlinie „B“ einen Zykloidorbit der Gewichtsmitte g, der durch das Rollen des Rollelementes 3 auf der Rollfläche 5 zu verfolgen ist. Wenn die Drehzahl des Drehelementes 2, in dem der dynamische Dämpfer 1 angeordnet ist, sich ändert, oder wenn der Momentimpuls auf das Drehelement 2 aufgebracht wird, rollt das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5 in der Richtung, die zu der Drehrichtung des Drehelementes 2 entgegengesetzt ist. Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 außerdem einen vorbestimmten Abstand entfernt von der geometrischen Mitte 3a von diesem exzentrisch versetzt. Daher nimmt der Krümmungsradius des Zykloidorbits der Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 gemäß einer Zunahme des zurückgelegten Weges des Rollelementes 3 so ab, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 den speziellen elliptischen Orbit des Zykloidpendels teilverfolgen kann, wie dies durch eine durchgehende gekrümmte Linie C in 14 gezeigt ist.
15 zeigt wiederum ein weiteres Beispiel des dynamischen Dämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem das Verhältnis aus dem Außendurchmesser r des Rollelementes 3 zu dem Innendurchmesser R des Gehäuses 4 die Größe 1:4 hat. Wie dies in 15 gezeigt ist, ist die Krümmung der Rollfläche 5 des Gehäuses 4 ebenfalls gänzlich konstant, und das Rollelement 3 wird ebenfalls an dem Gehäuse 4 gehalten, während ermöglicht wird, dass es auf der Rollfläche 5 rollt. Jedoch beträgt gemäß dem in 15 gezeigten Beispiel das Verhältnis aus dem Außendurchmesser r des Rollelementes 3 zu dem Innendurchmesser R des Gehäuses 4 hierbei 1:4.
Wie in dem in 1 gezeigten Beispiel ist der Stift 8 an dem Außenumfang des Rollelementes 3 in einer Weise angebracht, dass er in der axialen Richtung vorragt. Obwohl dies in 15 nicht spezifisch gezeigt ist, ist eine Öffnung des hohlen Gehäuses 4 durch Deckelelemente von beiden Seiten verschlossen, und eine Führungsnut, in der der Stift 8 lose eingeführt ist, ist außerdem an jeweils einer Innenfläche der Deckelelemente, die zu dem Gehäuse 4 entgegengesetzt sind, entlang eines Hypozykloid des Stifts 8 ausgebildet. Alternativ kann die Führungsnut auch in einer Weise ausgebildet sein, dass sie durch die Deckelelemente hindurchdringt. Somit dienen in diesem Beispiel der Stift 8 und die Führungsnut ebenfalls als der Führungsmechanismus. Daher wird ermöglicht, dass das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5 rollt, ohne dass ein Rutschen bewirkt wird.
In diesem Beispiel ist die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 auch um einen vorbestimmten Abstand entfernt von der geometrischen Mitte 3a von diesem exzentrisch versetzt. Wie dies vorstehend beschrieben ist, kann die Gewichtsmitte g von der geometrischen Mitte 3a versetzt sein, indem eine Masse an einem erwünschten Abschnitt des Rollelementes 3 angeordnet ist, indem ein Abschnitt des Rollelementes 3 weggeschnitten ist, oder indem ein vorbestimmter Abschnitt des Rollelementes 3 verdickt gestaltet ist, während ein diametrisch entgegengesetzter Abschnitt dünn gestaltet ist. Außerdem wird wie in dem in 1 gezeigten Beispiel das somit aufgebaute Rollelement 3 auch an der radial äußeren Seite in dem Gehäuse 4 durch den Führungsmechanismus gehalten, und, wenn der Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3 die Größe Null hat, befindet sich die Gewichtsmitte g näher zu dem Krümmungsradius 5a der Rollfläche 5 als die geometrische Mitte 3a.
Genauer gesagt ist die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 von seiner geometrischen Mitte 3a in einer Weise versetzt, dass ermöglicht wird, dass die Gewichtsmitte g den speziellen elliptischen Orbit des Zykloidpendels durch eine Rollbewegung des Rollelementes 3 entlang der Rollfläche 5 teilverfolgt. Zu diesem Zweck wird ein Abstand zwischen der Gewichtsmitte g und der geometrischen Mitte 3a auf der Grundlage von Versuchsergebnissen bestimmt.
Nachstehend ist der Betrieb des dynamischen Dämpfers gemäß dem in 15 gezeigten Beispiel erläutert. In 15 zeigt eine Strichpunktlinie „B“ einen Zykloidorbit der Gewichtsmitte g, der durch das Rollen des Rollelementes 3 auf der Rollfläche 5 zu verfolgen ist. Wenn die Drehzahl des Drehelementes 2, in dem der dynamische Dämpfer 1 angeordnet ist, sich ändert, oder wenn der Momentimpuls auf das Drehelement 2 ausgeübt wird, rollt das Rollelement 3 auf der Rollfläche 5 in der Richtung, die zu der Drehrichtung des Drehelementes 2 entgegengesetzt ist. Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 ebenfalls um einen vorbestimmten Abstand entfernt von der geometrischen Mitte 3a von diesem exzentrisch versetzt. Daher nimmt der Krümmungsradius des Zykoidorbits des Rollelementes 3 gemäß einer Zunahme des zurückgelegten Weges des Rollelementes 3 so ab, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 den speziellen elliptischen Orbit des Zykloidpendels teilverfolgen kann, wie dies durch eine durchgehende gekrümmte Linie C in 15 gezeigt ist.
Somit ist gemäß den in den 14 und 15 gezeigten Beispielen die Krümmung der Rollfläche 5 ebenfalls gänzlich konstant, und die Gewichtsmitte g des Rollelementes ist ebenfalls von seiner geometrischen Mitte 3a zu der Mitte der Krümmung 5a der Rollfläche 5 hin versetzt. Daher ist es möglich, dass die Gewichtsmitte g des Rollelementes 3 den speziellen elliptischen Orbit des Zykloidpendels durch die Rollbewegung des Rollelementes 3 in dem Gehäuse 4 teilverfolgt, wie dies durch die durchgehende gekrümmte Linie C in den 14 und 15 gezeigt ist. Das heißt, es ist möglich, dass das Rollelement 3 eine Pendelbewegung des Zykloidpendels nachbildet. Aus diesem Grund kann die Schwingungsfrequenz des Rollelementes 3 pro Umlauf bestimmt werden, ohne seinen Schwingungswinkel θ zu berücksichtigen. Gemäß dem derart aufgebauten dynamischen Dämpfer 1 wird daher die Anzahl an Schwingungen des Rollelementes 3 pro Umlauf nicht signifikant von der Sollanzahl an Schwingungen pro Umlauf selbst dann abweichen, wenn das Rollelement 3 stark schwingt. Außerdem ist der dynamische Dämpfer 1 so abgestimmt, dass die Schwingungsfrequenz des Rollelementes 3 pro Umlauf mit der Momentimpulsfrequenz des Drehelementes 2 pro Umlauf gleich gestaltet ist. Daher können die auf das Drehelement 2 ausgeübten Torsionsschwingungen stabil durch die Pendelbewegung des Rollelementes 3 unabhängig von dem Schwingungswinkel θ des Rollelementes 3 gedämpft werden. Somit kann das Schwingungsdämpfvermögen des dynamischen Dämpfers 1 verbessert werden, indem die Gewichtsmitte g des Rollelementes von der geometrischen Mitte 3a versetzt wird, wodurch ermöglicht wird, dass die Gewichtsmitte 3g den speziellen elliptischen Orbit des Zykloidpendels verfolgt.
Außerdem kann gemäß den in den 14 und 15 gezeigten Bespielen ein Rutschen zwischen dem Rollelement 3 und Rollfläche 5 ebenfalls durch den Führungsmechanismus verhindert werden. Daher kann das Rollelement 3 mit der Sollschwingungsfrequenz pro Umlauf schwingen. Darüber hinaus kann das Rollelement 3 auch an der radial äußeren Seite in dem Gehäuse 4 durch den Führungsmechanismus so gehalten werden, dass das auf das Rollelement 3 aufgebrachte Trägheitsmoment erhöht werden kann. Des Weiteren kann auch der Schwingungsbereich des Rollelementes 3 innerhalb des erwünschten Bereiches begrenzt werden, indem die Länge der Führungsnut 9 eingestellt wird.
Somit ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Gewichtsmitte des Rollelementes von seiner geometrischen Mitte versetzt, und die Krümmung der Rollfläche ist gänzlich konstant. Daher ist es möglich, dass die Gewichtsmitte des Rollelementes den spezifischen elliptischen Orbit des Zykloidpendels teilverfolgt, indem das Rollelement auf der Rollfläche rollt. Aus diesem Grund können die auf das Drehelement ausgeübten Schwingungen, die von dem Momentimpuls herrühren, unabhängig von dem Schwingungswinkel des Rollelementes gedämpft werden.
Anders ausgedrückt wird die Schwingungsfrequenz pro Umlauf des Rollelementes nicht von der Sollschwingungsfrequenz pro Umlauf selbst dann abweichen, wenn das Rollelement stark schwingt. Dies bedeutet, dass das Rollelement der vorliegenden Erfindung daran angepasst ist, eine Pendelbewegung des Zykloidpendels nachzubilden. Daher können die Torsionsschwingungen des Drehelementes stabil gedämpft werden. Außerdem kann das Rollelement in der radial äußeren Seite in dem Gehäuse gehalten werden, und der Schwingungsbereich kann innerhalb des erwünschten Bereiches eingeschränkt werden, indem die Länge des Führungselementes eingestellt wird. Daher kann der dynamische Dämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung klein gestaltet werden.

Claims

Dynamischer Dämpfer mit: einem Gehäuse (4), das in einem Drehelement (2) ausgebildet ist; einer Rollfläche (5), die an einer Innenfläche des Gehäuses (4) ausgebildet ist; und einem Rollelement (3), das in dem Gehäuse (4) in einer Weise gehalten ist, dass es auf der Rollfläche (5) durch einen auf das Drehelement (2) ausgeübten Momentimpuls rollt; wobei eine Krümmung der Rollfläche (5) gänzlich konstant ist; ein Querschnitt des Rollelementes (3) eine kreisartige Form ist, deren Krümmungsradius kleiner als jener der Rollfläche (5) ist; eine Gewichtsmitte (g) des Rollelementes (3) von seiner geometrischen Mitte (3a) in einer Weise versetzt ist, dass sie sich zwischen einer Krümmungsmitte (5a) der Rollfläche (5) und der geometrischen Mitte (3a) des Rollelementes (3) befindet, wenn die Gewichtsmitte (g) des Rollelementes (3) zu der Krümmungsmitte (5a) der Rollfläche am nächsten gelangt; und der dynamische Dämpfer des Weiteren einen Führungsmechanismus (8, 9) aufweist, der das Rollelement (3) so führt, dass es auf der Rollfläche (5) rollt, wobei der Führungsmechanismus (8, 9) Folgendes aufweist: einen Stift (8), der an einem Außenumfangsrand des Rollelementes (3) so angebracht ist, dass er in einer axialen Richtung des Drehelementes (2) vorragt, oder an einem Deckelelement (6, 7) parallel zu einer Fläche des Drehelementes (2) so ausgebildet ist, dass er in einer axialen Richtung des Drehelementes (2) vorragt; und eine Führungsnut (9), in die der Stift (8) lose eingesetzt ist, und die an dem Deckelelement (6, 7) oder dem Drehelement (2) ausgebildet ist.
Dynamischer Dämpfer mit: einem Gehäuse (4), das in einem Drehelement (2) ausgebildet ist; einer Rollfläche (5), die an einer Innenfläche des Gehäuses (4) ausgebildet ist; und einem Rollelement (3), das in dem Gehäuse (4) in einer Weise gehalten wird, dass es auf der Rollfläche (5) durch einen auf das Drehelement (2) ausgeübten Momentimpuls rollt; wobei ein Verhältnis aus einem Außendurchmesser des Rollelementes (3) zu einem Innendurchmesser des Gehäuses (4) 1:2 beträgt; eine Gewichtsmitte (g) des Rollelementes (3) von der geometrischen Mitte (3a) des Rollelementes (3) in einer Weise versetzt ist, dass sie sich zwischen einer Mitte der Krümmung der Rollfläche (5) und der geometrischen Mitte (3a) des Rollelementes (3) befindet, wenn die Gewichtsmitte (g) des Rollelementes (3) zu der Mitte der Krümmung der Rollfläche (5) am nächsten gelangt; und der dynamische Dämpfer des Weiteren einen Führungsmechanismus (8, 9) aufweist, der sich in einer Richtung erstreckt, die senkrecht zu einer Linie ist, die durch die Krümmungsmitte (5a) der Rollfläche (5) und die Gewichtsmitte (g) des Rollelementes (3) tritt, das sich an einer Position befindet, bei der die Gewichtsmitte (g) zu der Krümmungsmitte (5a) der Rollfläche (5) am nächsten gelangt, wobei der Führungsmechanismus (8, 9) Folgendes aufweist: einen Stift (8), der an einem Außenumfangsrand des Rollelementes (3) so angebracht ist, dass er in einer axialen Richtung des Drehelementes (2) vorragt, oder an einem Deckelelement (6, 7) parallel zu einer Fläche des Drehelementes (2) so ausgebildet ist, dass er in einer axialen Richtung des Drehelementes (2) vorragt; und eine Führungsnut (9), in die der Stift (8) lose eingesetzt ist, und die an dem Deckelelement (6, 7) oder dem Drehelement (2) ausgebildet ist.