DE112013005646B4

DE112013005646B4 - Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112013005646B4
Application number: DE112013005646.1T
Authority: DE
Inventors: Fumiya Nishii; Kazuhiko Yamamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2021-04-29
Anticipated expiration: 2033-11-09
Also published as: CN104813063B; JP5881130B2; US9404555B2; CN104813063A; US20150292594A1; WO2014080776A1; JPWO2014080776A1; DE112013005646T5

Abstract

Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung, die aufweist: eine Drehwelle (12), deren Drehzahl variiert, einen Haltekörper (14), der auf der Drehwelle (12) bereitgestellt ist, mehrere träge Massen (16), die jeweils auf mehreren Bereichen (S) gehalten werden, die in einer Umfangsrichtung eines Außenumfangsteils des Haltekörpers (14) unterteilt sind, ein Paar erster gekrümmter Bahnen (22A, 22B), die in jedem der mehreren Bereiche (S) des Haltekörpers (14) bereitgestellt sind, ein Paar zweiter gekrümmter Bahnen (23A, 23B), die in jeder der mehreren trägen Massen (16) bereitgestellt sind und die in eine Richtung entgegengesetzt zu der des Paars erster gekrümmter Bahnen (22A, 22B) gekrümmt sind, und mehrere Stifte (24), die rollbar in einen Abschnitt montiert sind, wo die erste gekrümmte Bahn (22A, 22B) und die zweite gekrümmte Bahn (23A, 23B) einander schneiden, wobei sich ein Dämpfungsbetrieb zeigt, indem die träge Masse (16) eine Pendelschwingung in einer Bewegungsbahn gemäß der Form der ersten und zweiten gekrümmten Bahnen (22A, 22B; 23A, 23B) in Bezug auf den Haltekörper (14) durchmacht,wobei das Paar erster gekrümmter Bahnen (22A, 22B) zueinander verschiedene Formen hat und das Paar zweiter gekrümmter Bahnen (23A, 23B) zueinander verschiedene Formen hat,dadurch gekennzeichnet, dassdie Länge eines ersten Segments, das eine Mitte (A) des Krümmungsradius einer Bahn (22A) des Paars erster gekrümmter Bahnen (22A, 22B) und eine Mitte (C) des Krümmungsradius einer Bahn (23A) des Paars zweiter gekrümmter Bahnen (23A, 23B) verbindet, verschieden zu der Länge eines zweiten Segments, das eine Mitte (B) des Krümmungsradius der anderen Bahn (22B) des Paars erster gekrümmter Bahnen (22A, 22B) und eine Mitte (D) des Krümmungsradius der anderen Bahn (23B) des Paars zweiter gekrümmter Bahnen (23A, 23B) verbindet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung, in der mehrere träge Massen auf einem Haltekörper gehalten werden, der sich zusammen mit einer Drehwelle dreht, und die trägen Massen gemäß der Drehschwankung der Drehwelle eine Pendelschwingung durchmachen, um auf diese Weise eine Dämpfungsfunktion zu zeigen.
Hintergrundtechnik
Eine derartige Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung, in der die Dämpfungsfunktion verbessert wird, indem ein Stift in ein Paar erster gekrümmter Bahnen, die auf einem sich drehenden Haltekörper bereitgestellt sind, und ein Paar zweiter gekrümmter Bahnen, die auf einer trägen Masse bereitgestellt sind, eingepasst wird und indem die träge Masse dazu gebracht wird, eine Pendelschwingung entlang einer bogenförmigen Bewegungsbahn durchzumachen, in der sich der Krümmungsradius ändert, womit die Eigenfrequenz der Schwingung der trägen Masse ungeachtet der Amplitude immer konstant gemacht wird, ist aus dem nachstehenden Patentdokument 1 bekannt.
Außerdem ist eine derartige Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung, in der eine träge Masse gehalten wird, so dass sie die Pendelschwingung durchmachen kann, auf einem Haltekörper gehalten, auf den die Drehung der Drehwelle, die durch eine Geschwindigkeitserhöhungsvorrichtung erhöht wird, übertragen wird, und die Eigenfrequenz der der Schwingung der trägen Masse dazu gebracht wird, der eingespeisten Vibrationsfrequenz zu folgen, wenn die Drehwelle sich mit einer niedrigen Geschwindigkeit dreht, während der Radius des Haltekörpers und der Masse der trägen Masse niedrig gehalten werden, um sicherzustellen, dass es eine Dämpfungsfunktion gibt, aus dem nachstehenden Patentdokument 2 bekannt.
Die US 2010 / 0 122 605 A1 beschreibt ein Pendel für einen Dämpfer, umfassend: eine erste Scheibe mit einer ersten Seite; eine erste Mehrzahl von Durchgangsschlitzen in der ersten Scheibe, die jeweils erste Öffnungen auf der ersten Seite aufweisen, wobei jeweilige Bereiche der ersten Seite die Abmessung der ersten Mehrzahl von Durchgangsschlitzen an den ersten Öffnungen verringern; eine zweite Scheibe mit einer zweiten Seite; eine zweite Mehrzahl von Durchgangsschlitzen in der zweiten Scheibe, die jeweils zweite Öffnungen auf der zweiten Seite aufweisen, wobei jeweilige Bereiche der zweiten Seite die Abmessung der zweiten Mehrzahl von Durchgangsschlitzen an den zweiten Öffnungen verringern; und eine Mehrzahl von Rollen zum Anbringen in der ersten und in der zweiten Mehrzahl von Durchgangsschlitzen. Die jeweiligen Bereiche der ersten Seite dienen zum Einschränken der Bewegung der Rollen in einer ersten Richtung, und zum Einschränken der Bewegung der Rollen in einer zweiten Richtung, welche zur ersten Richtung entgegengesetzt ist.
Die DE 10 2012 215 078 A1 beschreibt ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelflansch und mehreren zur drehzahladaptiven Tilgung von in den Pendelflansch eingetragenen Drehschwingungen mit einem Masseschwerpunkt um zumindest einen Pendelpunkt mit vorgegebenem Pendelradius und vorgegebenem Schwingwinkel verschwenkbar aufgenommenen Pendelmassen. Um bei geringen Drehzahlen des Pendelflansches eine Geräuschbildung durch infolge Schwerkraft in Richtung Drehachse beschleunigten, mit Masseschwerpunkten über der Drehachse angeordneten Pendelmassen zu verringern, ist der vorgegebene Schwingwinkel um einen Pendelwinkel mit einem gegenüber dem Pendelradius verringertem Pendelradius verändert.
Die WO 2008 / 098 536 A2 beschreibt eine Fliehkraftpendeleinrichtung, welche eine Pendelmassenträgereinrichtung umfasst, an der mehrere Pendelmassenpaare pendelnd beweglich angebracht sind. Die Bewegung der Pendelmassen wird durch Pendelrollen ermöglicht, welche sich sowohl durch die Pendelmassen als auch durch die Pendelmassenträgereinrichtung erstrecken und in einer Laufbahn geführt werden. Die Pendelmassen und die Pendelmassenträgereinrichtung weisen dazu einen nierenförmigen Ausschnitt auf, wobei der Ausschnitt der Pendelmassenträgereinrichtung im Vergleich zum Ausschnitt der Pendelmassen um 180 Grad gedreht ist. Der Schwingwinkel der Fliehkraftpendeleinrichtung wird, ohne dass die Pendelrollen oder die Pendelmassen auf Anschläge treffen, begrenzt, indem die Pendelrollenlaufbahnen des Pendelmassenpaares unterschiedliche Krümmungsradien außerhalb des normalen Schwingbereichs aufweisen.
Dokumente der verwandten Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP 3 221 866 B2
Patentdokument 2: JP H10 - 184 799 A

Zusammenfassung der Erfindung
Probleme, die von der Erfindung gelöst werden sollen
Unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes gab es in jüngster Zeit einen Trend zur Verringerung des Hubraums von Autoverbrennungsmotoren, und wenn die Anzahl von Verbrennungsmotorzylindern einhergehend mit der Verringerung des Hubraums sinkt, nimmt die Vibrationsfrequenz des Verbrennungsmotors ab. Wie in dem Abschnitt „Arten, die Erfindung auszuführen“ der vorliegenden Beschreibung erklärt, ist es, wenn ein Versuch gemacht wird, die niederfrequente Vibration unter Verwendung einer Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung zu dämpfen, notwendig, die Abmessungen der trägen Massen zu verringern, um die Störung zwischen den trägen Massen zu vermeiden, da de Amplitude mehrerer träger Massen, die auf einem Haltekörper gehalten werden, zunimmt, und aufgrund dessen besteht das Problem, dass die Dämpfungsleistung der Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung verschlechtert wird.
Die in dem vorstehenden Patentdokument 1 beschriebene Anordnung dient zur Verbesserung der Dämpfungsleistung, indem die Eigenfrequenz der trägen Masse ungeachtet der Amplitude immer konstant gehalten wird, aber da das Problem der Störung zwischen den trägen Massen, das durch die Zunahme der Amplitude verursacht wird, nicht gelöst werden kann, besteht immer noch das Problem, dass die Abmessungen der trägen Masse klein werden und eine ausreichende Dämpfungsleistung nicht erhalten werden kann.
Da außerdem die in dem Patentdokument 2 vorstehend beschriebene Anordnung eine Geschwindigkeitserhöhungsvorrichtung mit einer komplizierten Struktur, wie etwa einen Planetengetriebemechanismus, erfordert, nimmt nicht nur die Anzahl von Komponenten zu, womit eine Zunahme der Kosten bewirkt wird, sondern es besteht auch das Problem, dass die große Größe zu Nachteilen in Form von Gewicht und Installationsraum führt.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Gegebenheiten erreicht und es ist ihre Aufgabe, die Leistung einer Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung bei der Dämpfung niederfrequenter Vibrationen zu verbessern.
Mittel zum Lösen der Probleme
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung bereitgestellt, die aufweist: eine Drehwelle, deren Drehzahl variiert, einen Haltekörper, der auf der Drehwelle bereitgestellt ist, mehrere träge Massen, die jeweils auf mehreren Bereichen gehalten werden, die in einer Umfangsrichtung eines Außenumfangsteils des Haltekörpers unterteilt sind, ein Paar erster gekrümmter Bahnen, die in jedem der mehreren Bereiche des Haltekörpers bereitgestellt sind, ein Paar zweiter gekrümmter Bahnen, die in jeder der mehreren trägen Massen bereitgestellt sind und die in eine Richtung entgegengesetzt zu der des Paars erster gekrümmter Bahnen gekrümmt sind, und mehrere Stifte, die rollbar in einen Abschnitt montiert sind, wo die erste gekrümmte Bahn und die zweite gekrümmte Bahn einander schneiden, wobei sich ein Dämpfungsbetrieb zeigt, indem die träge Masse eine Pendelschwingung in einer Bewegungsbahn gemäß der Form der ersten und zweiten gekrümmten Bahnen in Bezug auf den Haltekörper durchmacht, wobei das Paar erster gekrümmter Bahnen zueinander verschiedene Formen hat und das Paar zweiter gekrümmter Bahnen zueinander verschiedene Formen hat.
Ferner ist die Länge eines ersten Segments, das eine Mitte des Krümmungsradius einer Bahn des Paars erster gekrümmter Bahnen und eine Mitte des Krümmungsradius einer Bahn des Paars zweiter gekrümmter Bahnen verbindet, verschieden zu der Länge eines zweiten Segments, das eine Mitte des Krümmungsradius der anderen Bahn des Paars erster gekrümmter Bahnen und eine Mitte des Krümmungsradius der anderen Bahn des Paars zweiter gekrümmter Bahnen verbindet.
Neben dem ersten Aspekt hat außerdem gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die träge Masse für ihren äußeren Endteil eine größere Masse als für ihren mittleren Teil.
Eine Hauptwelle 12 einer Ausführungsform entspricht der Drehwelle der vorliegenden Erfindung und ein sekundäres Schwungrad 14 der Ausführungsform entspricht dem Haltekörper der vorliegenden Erfindung.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung auf: eine Drehwelle, deren Drehzahl variiert, einen Haltekörper, der auf der Drehwelle bereitgestellt ist, mehrere träge Massen, die jeweils auf mehreren Bereichen gehalten werden, die in einer Umfangsrichtung eines Außenumfangsteils des Haltekörpers unterteilt sind, ein Paar erster gekrümmter Bahnen, die in jedem der mehreren Bereiche des Haltekörpers bereitgestellt sind, ein Paar zweiter gekrümmter Bahnen, die in jeder der mehreren trägen Massen bereitgestellt sind und die in eine Richtung entgegengesetzt zu der des Paars erster gekrümmter Bahnen gekrümmt sind, und mehrere Stifte, die rollbar in einen Abschnitt montiert sind, wo die erste gekrümmte Bahn und die zweite gekrümmte Bahn einander schneiden, und wobei sich ein Dämpfungsbetrieb zeigt, indem die träge Masse eine Pendelschwingung in einer Bewegungsbahn gemäß der Form der ersten und zweiten gekrümmten Bahnen in Bezug auf den Haltekörper durchmacht.
Da in dieser Anordnung die Formen des Paars erster gekrümmter Bahnen zueinander verschieden sind und die Formen des Paars zweiter gekrümmter Bahnen zueinander verschieden sind, bewegt sich die träge Masse nicht nur verschiebend in die Umfangsrichtung des Haltekörpers, sondern bewegt sich auch drehend, und dies ermöglicht, dass die Dämpfungsleistung verbessert wird, indem sowohl eine Dämpfungskraft aufgrund der Verschiebungsbewegung als auch eine Dämpfungskraft aufgrund der Drehbewegung erzeugt wird. Wenn außerdem die Drehschwankungsfrequenz der Drehwelle abnimmt, nimmt die Amplitude zu und sie dehnt sich leicht außerhalb des Bereichs des Haltekörpers aus, da es notwendig ist, die Eigenfrequenz der Schwingung der trägen Masse ansprechend darauf zu verringern; da die träge Masse sich begleitend zu der Verschiebungsbewegung drehend bewegt, ist es weniger wahrscheinlich, dass sie sich außerhalb des Bereichs des Haltekörpers ausdehnt, und die Größe der trägen Masse kann in einem Verhältnis vergrößert werden, das dem Vorstehenden entspricht, um auf diese Weise die Masse und das Trägheitsmoment zu vergrößern, wodurch die Dämpfungsleistung weiter verbessert wird.
Da außerdem die Länge eines ersten Segments, das die Mitte des Krümmungsradius einer Bahn des Paars erster gekrümmter Bahnen und eine Mitte des Krümmungsradius einer Bahn des Paars zweiter gekrümmter Bahnen verbindet, verschieden zu der Länge eines zweiten Segments ist, das eine Mitte des Krümmungsradius der anderen Bahn des Paars erster gekrümmter Bahnen und eine Mitte des Krümmungsradius der anderen Bahn des Paars zweiter gekrümmter Bahnen verbindet, ist es möglich, die träge Masse verschiebend und drehend zu bewegen.
Da überdies gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die träge Masse für ihren äußeren Endteil eine größere Masse als für ihren mittleren Teil hat, nimmt die Menge der absorbierten Energie, wenn die träge Masse sich drehend bewegt, zu, womit die Dämpfungsleistung verbessert wird.
Figurenliste

[1] 1 ist ein schematisches Diagramm eines Dämpfers, der zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet ist (erste Ausführungsform).
[2] 2 ist eine Ansicht von der Linie mit Pfeilen 2-2 in 1 (erste Ausführungsform).
[3] 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in 2 (erste Ausführungsform).
[4] 4 ist eine Perspektivansicht einer trägen Masse (erste Ausfuhrungsform).
[5] 5 ist ein Diagramm zur Erklärung des Betriebes eines Viergelenkgetriebes (erste Ausführungsform).
[6] 6 ist ein Diagramm, das den Bewegungsbereich der trägen Masse zeigt (erste Ausfuhrungsform).
[7] 7 ist eine Perspektivansicht einer trägen Masse (zweite Ausführungsform).
[8] 8 ist ein Diagramm zur Erklärung des Betriebs eines Viergelenkgetriebes (Vergleichsbeispiel).
[9] 9 ist ein Diagramm, das den Bewegungsbereich einer trägen Masse zeigt (Vergleichsbeispiel).

Bezugszeichenliste

12: Hauptwelle (Drehwelle)
14: sekundäres Schwungrad (Haltekörper)
16: träge Masse
22A: erste gekrümmte Bahn
22B: erste gekrümmte Bahn
23A: zweite gekrümmte Bahn
23B: zweite gekrümmte Bahn
24: Stift
A: Mitte des Krümmungsradius einer ersten gekrümmten Bahn
B: Mitte des Krümmungsradius einer anderen ersten gekrümmten Bahn
C: Mitte des Krümmungsradius einer zweiten gekrümmten Bahn
D: Mitte des Krümmungsradius der anderen zweiten gekrümmten Bahn
S: Bereich

Arten, die Erfindung auszuführen
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf 1 bis 6 beschrieben.
Erste Ausführungsform
Wie in 1 gezeigt, ist ein Dämpfer D, der zwischen einer Kurbelwelle 11 eines Autoverbrennungsmotors E und einer Hauptwelle 12 eines Getriebes T angeordnet ist, aus einem primären Schwungrad 13, das mit der Kurbelwelle 11 verbunden ist, einem sekundären Schwungrad 14, das mit der Hauptwelle 12 verbunden ist, und mehreren Federn 15 ausgebildet, die eine Verbindung zwischen dem primären Schwungrad 13 und dem sekundären Schwungrad 14 bereitstellen. Das sekundäre Schwungrad 14, das einen Haltekörper der vorliegenden Erfindung bildet, ist mit drei trägen Massen 16 versehen, die als Fliehkraftpendel dienen, und das sekundäre Schwungrad 14 und die trägen Massen 16 bilden eine Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung.
Wie in 2 bis 6 gezeigt, ist das sekundäre Schwungrad 14 ein scheibenförmiges Element mit der Hauptwelle 12 als Mitte, und die drei fächerförmigen trägen Massen 16 werden auf einem Außenumfangsteil des sekundären Schwungrads 14 in Abständen von 120° gehalten. Alle der drei fächerförmigen trägen Massen 16 haben die gleiche Struktur und sind ausgebildet, indem ein erster Halbkörper 17 und ein zweiter Halbkörper 18 unter Verwendung von drei Nieten 19, 19 und 20 integral verbunden werden. Der erste Halbkörper 17 und der zweite Halbkörper 18 liegen in entgegengesetzten Endteilen, die durch die zwei Nieten 19 und 19 verbunden sind, aneinander an, aber in einem Mittelteil, das heißt, einem anderen Teil als den entgegengesetzten Endteilen sind Vertiefungsabschnitte 17a und 18a auf wechselseitig entgegengesetzten Flächen ausgebildet, und die mittlere Niete 20 ist mit einer Muffe 21 versehen, die in die Vertiefungsabschnitte 17a und 18a eingepasst ist und als ein Distanzstück wirkt. Aufgrund dessen, dass die Vertiefungsabschnitte 17a und 18a in dem Mittelteil des ersten Halbkörpers 17 und des zweiten Halbkörpers 18 ausgebildet sind, nimmt die Masse der entgegengesetzten Endteile, die weit weg von dem Schwerpunkt G der trägen Masse 16 entfernt sind, zu und das Trägheitsmoment um den Schwerpunkt G nimmt zu.
Ein Paar bogenförmiger zweiter gekrümmter Bahnen 23A und 23B erstreckt sich durch zwei Positionen, die den Schwerpunkt G des ersten Halbkörpers 17 und des zweiten Halbkörpers 18 der trägen Masse 16 eingeschoben haben. Die Mitte des Krümmungsradius einer (linke Seite in der Figur) zweiten gekrümmten Bahn 23A ist als C definiert, die Mitte des Krümmungsradius der anderen (rechte Seite in der Figur) zweiten gekrümmten Bahn 23B ist als D definiert, und diese Mitten C und D sind beide auf der radial äußeren Seite der trägen Masse 16.
Der Außenumfangsteil des sekundären Schwungrads 14 ist in drei Bereiche S mit einem Mittelpunktswinkel von 120° unterteilt, und eine träge Masse 16 wird auf jedem Bereich S gehalten. Ein Paar bogenförmiger erster gekrümmter Bahnen 22A und 22B erstreckt sich durch den Bereich S des sekundären Schwungrads 14. Die Mitte des Krümmungsradius einer (linke Seite in der Figur) ersten gekrümmten Bahn 22A ist als A definiert, die Mitte des Krümmungsradius der anderen (rechte Seite in der Figur) ersten gekrümmten Bahn 22B ist als B definiert, und diese Mitten A und B sind beide auf der radial inneren Seite der trägen Masse 16.
In Bezug auf die träge Masse 16 werden ihr erster Halbkörper 17 und ihr zweiter Halbkörper 18 derart gehalten, dass sie das sekundäre Schwungrad 14 eingeschoben haben, und in dieser Anordnung sind Ausschnitte 14a und 14a in entgegengesetzten Endteilen auf dem Außenumfang des Bereichs S des sekundären Schwungrads 14 ausgebildet, um die Störung mit den Nieten 19 und 19 auf entgegengesetzten Enden der trägen Masse 16 zu vermeiden, und ein Ausschnitt 14b ist in dem mittleren Teil des Bereichs S des sekundären Schwungrads 14 ausgebildet, um die Störung mit der mittleren Niete 20 der trägen Masse 16 zu vermeiden.
Ein Stift 24 erstreckt sich rollbar durch einen Teil, wo die erste gekrümmte Bahn 22A und eine zweite gekrümmte Bahn 23A einander schneiden, und ein Stift 24 erstreckt sich rollbar durch einen Teil, wo die andere erste gekrümmte Bahn 22B und die andere zweite gekrümmte Bahn 23B sich schneiden. Flansche 24a sind auf entgegengesetzten Enden dieser Stifte 24 und 24 ausgebildet, um sie davon abzuhalten, heraus zu fallen.
Der Betrieb der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der vorstehenden Anordnung wird nun erklärt.
Die Drehwinkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 11 des Verbrennungsmotors E ist nicht konstant; sie nimmt in dem Verdichtungstakt ab und nimmt in dem Expansionstakt zu, und es wird eine Vibration mit einer Frequenz proportional zu der Verbrennungsmotordrehzahl erzeugt. Diese Vibration der Kurbelwelle 11 wird durch die Ausdehnung/Kompression der Federn 15, die zwischen dem primären Schwungrad 13 und dem sekundären Schwungrad 14 des Dämpfers D angeordnet sind, gedämpft und wird auch durch eine Pendelwirkung der trägen Massen 16, die auf dem sekundären Schwungrad 14 bereitgestellt sind, gedämpft.
Das heißt, im Allgemeinen wird ein Pendel aufgrund der Schwerkraft vertikal nach unten gedrückt und schwingt, die trägen Massen 16 der Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung werden aufgrund der Fliehkraft radial nach außen gedrückt und schwingen, und das Zusammenfallenlassen der Eigenfrequenz der Schwingung der trägen Massen 16 mit der Vibrationsfrequenz des Verbrennungsmotors E, der gedämpft werden soll, ermöglicht, dass sich eine Dämpfungsfunktion als ein dynamischer Dämpfer zeigt.
8 erklärt die Bewegungsbahn einer trägen Masse 16 einer Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung eines Vergleichsbeispiels. In der Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung des Vergleichsbeispiels ist die Mitte der Krümmung einer zweiten gekrümmten Bahn 23A der trägen Masse 16 als C definiert, die Mitte der Krümmung der anderen zweiten gekrümmten Bahn 23B ist als D definiert, die Mitte der Krümmung einer ersten gekrümmten Bahn 22A eines sekundären Schwungrads 14 ist als A definiert, und die Mitte der Krümmung der anderen ersten gekrümmten Bahn 22B ist als B definiert. Die Formen der ersten gekrümmten Bahnen 22A und 22B und der zweiten gekrümmten Bahnen 23A und 23B sind derart festgelegt, dass das Segment AC = Segment BD und das Segment AB = Segment CD immer gilt, so dass das Rechteck ACDB immer ein paralleles Viergelenkgetriebe bildet, selbst wenn die träge Masse 16 eine Pendelschwingung durchmacht.
Als ein Ergebnis bewegt sich die träge Masse 16 nicht drehend in Bezug auf das sekundäre Schwungrad 14, sondern bewegt sich nur verschiebend. Wenn außerdem die Mitte einer Hauptwelle 12 als O1 definiert ist und die Mitte der Pendelbewegung der trägen Masse 16 als O2 definiert ist, ist die Position von O2 unverändert; selbst wenn die träge Masse 16 eine Pendelschwingung durchmacht, ist ein Radius R zwischen der Mitte O1 und der Mitte O2 konstant, und ein Radius r zwischen der Mitte O2 und dem Schwerpunkt G ist konstant.
9 zeigt die Form der trägen Masse 16 der Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung des Vergleichsbeispiels; 9(A) entspricht einem Sechszylindermotor, 9(B) entspricht einem Vierzylindermotor, 9(C) entspricht einem Dreizylindermotor und 9(D) entspricht einem Zweizylindermotor. Ein Vierzylindermotor zündet alle zwei Umdrehungen der Kurbelwelle einmal; damit die Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung eine wirksame Dämpfungsfunktion zeigt, ist es notwendig, dass die Eigenfrequenz der Schwingung der trägen Masse 16 mit der Vibrationsfrequenz des Verbrennungsmotors synchronisiert wird, und es ist daher notwendig, dass eine Drehzahl co des Verbrennungsmotors und eine Eigenfrequenz λ der Schwingung der trägen Masse 16 die nachstehende Beziehung erfüllen. $λ = ω \times \sqrt{(\frac{R}{r})}$
Hier ist R der Radius zwischen der Mitte O1 der Hauptwelle 12 und der Mitte O2 der Pendelschwingung der trägen Masse 16, und r ist der Radius zwischen der Mitte O2 der Pendelschwingung der trägen Masse 16 und dem Schwerpunkt G der trägen Masse 16.
Da im Fall des Sechszylindermotors von 9(A) für jede Umdrehung des Verbrennungsmotors drei Schwingungen erzeugt werden, ist es notwendig, die Resonanzmodenzahl $\sqrt{(\frac{R}{r})} = 3,$
das heißt R = 9r, festzulegen. Da in dem Fall des Vierzylindermotors von 9(B) für jede Umdrehung des Verbrennungsmotors zwei Schwingungen erzeugt werden, ist es notwendig, die Resonanzmodenzahl $\sqrt{(\frac{R}{r})} = 2,$
das heißt R = 4r, festzulegen. Da in dem Fall des Dreizylindermotors von 9(C) alle zwei Umdrehungen des Verbrennungsmotors drei Schwingungen erzeugt werden, ist es notwendig, die Resonanzmodenzahl $\sqrt{(\frac{R}{r})} = 3 / 2,$
das heißt R = (9/4)r, festzulegen. Da in dem Fall des Zweizylindermotors von 9(D) für jede Umdrehung des Verbrennungsmotors eine Schwingung erzeugt wird, ist es notwendig, die Resonanzmodenzahl $\sqrt{(\frac{R}{r})} = 1,$
das heißt R = r, festzulegen.
Da außerdem mehrere träge Massen 16 auf dem sekundären Schwungrad 14 gehalten werden, ist es notwendig, dass sich jede träge Masse 16 nicht außerhalb eines fächerförmigen Bereichs S, der auf dem sekundären Schwungrad 14 festgelegt ist, erstreckt, um die Störung zwischen diesen trägen Masen 16, wenn sie die Pendelschwingung durchmachen, zu vermeiden.
Da jedoch der Radius r zwischen der Mitte O2 der Pendelschwingung der trägen Masse 16 und dem Schwerpunkt G der trägen Masse 16 als Reaktion auf eine Verringerung der Anzahl von Motorzylindern vergleichsweise groß wird, nimmt die Bewegungsstrecke in der Umfangsrichtung der trägen Masse 16 gemäß einer Verringerung der Anzahl von Zylindern zu, um zum Beispiel sicherzustellen, dass ein Schwingungswinkel des Schwerpunkts G der trägen Masse 16 60° ist. Da die träge Masse 16 des Vergleichsbeispiels sich überdies verschiebend bewegt, ohne sich drehend zu bewegen, erstreckt sie sich ohne Weiteres außerhalb des Bereichs S, wenn die träge Masse 16 die Pendelschwingung durchmacht, und um zu verhindern, dass sie sich außerhalb erstreckt, wird es notwendig, die Abmessungen der trägen Masse 16 weiter zu verringern, wenn die Anzahl von Zylindern weiter abnimmt. Dies wird durch Vergleichen der Abmessungen der trägen Masse 16 in dem Fall des Sechszylindermotors von 9(A) und der Abmessungen der trägen Masse 16 in dem Fall des Zweizylindermotors von 9(D) klar.
Andererseits erklärt 5 die BewegungsBewegungsbahn der trägen Masse 16 der Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung der Ausführungsform; die Formen der ersten gekrümmten Bahnen 22A und 22B und der zweiten gekrümmten Bahnen 23A und 23B sind derart festgelegt, dass ein Rechteck ACDB ein nicht paralleles Viergelenkgetriebe bildet, wenn die träge Masse 16 sich bewegt, das heißt, sie sind derart festgelegt, dass das Segment AC ≠ Segment BD und das Segment AB # Segment CD gilt. Als ein Ergebnis bewegt sich die träge Masse 16 verschiebend in Bezug auf das sekundäre Schwungrad 14 und bewegt sich gleichzeitig drehend um den Schwerpunkt G.
Hier ist die Mitte der Hauptwelle 12 als O1 definiert und die Mitte der Pendelschwingung der trägen Masse 16 ist als O2 definiert; wenn die Position von O2 sich ändert und die träge Masse 16 daher eine Pendelbewegung durchmacht, ändert sich der Radius R zwischen der Mitte O1 und der Mitte O2, und der Radius r zwischen der Mitte O2 und dem Schwerpunkt G ändert sich. Wenn mit anderen Worten ein Winkel, der zwischen einer Richtung, die die Mitte O1 und die Mitte O2 verbindet, und einer Richtung, die die Mitte O2 und den Schwerpunkt G verbindet, als ein Pendelwinkel 0 der trägen Masse 16 definiert wird, sind der Drehwinkel β (Neigungswinkel des Segments AB), der Radius R und der Radius r der trägen Masse 16 eine Funktion des Pendelwinkels θ.
6 zeigt den Bewegungsbereich der trägen Masse 16 der Ausführungsform; wenn sie sich von einer mittleren Position, die durch die durchgezogene Linie bezeichnet ist, zu entgegengesetzten Endpositionen in der Umfangsrichtung, die durch die gestrichelte Linie bezeichnet sind, bewegt, bewegt sich die träge Masse 16, daneben, dass sie eine Verschiebungsbewegung durchmacht, drehend um den Schwerpunkt G. Das heißt, wenn die träge Masse 16 sich in der Figur nach links bewegt, dreht sie sich in die Gegenuhrzeigerrichtung, und wenn sie sich in der Figur nach rechts bewegt, dreht sie sich in der Uhrzeigerrichtung; die träge Masse 16 bewegt sich entlang des fächerförmigen Bereichs S, und die träge Masse 16 wird davon abgehalten, sich außerhalb des Bereichs S zu erstrecken, ohne dass ihre Abmessungen verkleinert werden. Auf diese Weise wird es gemäß der vorliegenden Erfindung schwerer für die träge Masse 16, sich außerhalb des Bereichs S zu erstrecken, selbst wenn die Anzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors E abnimmt, und es ist aufgrund dessen, dass die träge Masse 16 gleichzeitig die Verschiebungsbewegung und die Drehbewegung ausführt, notwendig, die Resonanzmodenzahl zu verringern, wodurch es möglich gemacht wird, die Masse sicherzustellen, indem die Abmessungen der trägen Masse 16 maximiert werden, und somit die Dämpfungswirkung zu verbessern.
Da außerdem die träge Masse 16 des Vergleichsbeispiels nur die Verschiebungsbewegung ausführt und nicht die Drehbewegung ausführt, kann keine Dämpfungswirkung aus ihrem Trägheitsmoment erhalten werden, da aber die träge Masse 16 der vorliegenden Ausführungsform neben der Verschiebungsbewegung die Drehbewegung ausführt, kann aus ihrem Trägheitsmoment eine Dämpfungswirkung erhalten werden. In diesem Verfahren wird das Trägheitsmoment vergrößert, indem die Dicke der entgegengesetzten Endteile vergrößert wird, die weit von dem Schwerpunkt G der ersten und zweiten Halbkörper 17 und 18 der trägen Masse 16 entfernt sind, wodurch die Dämpfungswirkung durch das Trägheitsmoment weiter verbessert wird.
Da in der vorliegenden Ausführungsform der Drehwinkel β, der Radius R, der Radius r, etc. der trägen Masse 16 sich ansprechend auf die Pendelschwingung der trägen Masse 16, das heißt, ansprechend auf die Änderung des Pendelwinkels 0 der trägen Masse 16 ändern, ist es anstelle der vorstehenden Gleichung (1) notwendig, dass die Beziehung $λ = ω \times \sqrt{(\frac{G (θ)}{D (θ)})}$
gilt. Hier ist G(θ) der Fliehkraftterm der Bewegungsgleichung der trägen Masse 16 und D(0) ist der Trägheitsterm der Bewegungsgleichung der trägen Masse 16.
Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Trägheitsmoment der trägen Masse 16 vergrößert wird, um somit den Trägheitsterm D(θ) der Gleichung (2) zu vergrößern und die Resonanzmodenzahl $\sqrt{(\frac{G (θ)}{D (θ)})}$
zu verringern, wird die Eigenfrequenz der Schwingung der trägen Masse 16 der Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung verringert, womit ermöglicht wird, eine Verringerung der Anzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors E zu bewältigen.
Wie hier bereits beschrieben, macht die träge Masse 16 gemäß der vorliegenden Ausführungsform neben der Verschiebungsbewegung eine Drehbewegung durch, wodurch sichergestellt wird, das die Abmessungen (Masse) der trägen Masse 16 maximiert werden, um somit die Dämpfungsleitung zu verbessern, und aufgrund der Dämpfungswirkung, die sich begleitend zu der Drehbewegung zeigt, kann die Dämpfungsleistung weiter verbessert werden.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf 7 beschrieben.
Zweite Ausführungsform
Wie aus einem Vergleich der ersten Ausführungsform (siehe 4) mit einer zweiten Ausführungsform (siehe 7) deutlich wird, ist in der ersten Ausführungsform die Dicke der ersten und zweiten Halbkörper 17 und 18 für die entgegengesetzten Endteile, die weit von dem Schwerpunkt G der trägen Masse 16 entfernt sind, vergrößert, um auf diese Weise das Trägheitsmoment zu erhöhen, aber in der zweiten Ausführungsform, während die Dicke der ersten und zweiten Halbkörper 17 und 18 konstant gehalten wird, werden Gewichte 25 und 25, die aus einem Metall mit einem hohen spezifischen Gewicht, wie etwa Wolfram oder Blei, ausgebildet sind, auf Nieten 19 und 19 auf entgegengesetzten Endteilen weit entfernt von dem Schwerpunkt G gehalten, womit das Trägheitsmoment vergrößert wird. Die Gewichte 25 und 25 wirken auch als Muffen, um einen konstanten Abstand zwischen den ersten und zweiten Halbkörpern 17 und 18 aufrecht zu erhalten.
Gemäß der zweiten Ausführungsform können die gleichen Betriebsergebnisse wie die der ersten Ausführungsform erhalten werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind vorstehend erklärt, aber die vorliegende Erfindung kann auf eine Vielfalt an Arten modifiziert werden, solange die Modifikationen nicht von ihrem Geist und Schutzbereich abweichen.
Zum Beispiel ist in den Ausführungsformen ein nicht paralleles Viergelenkgetriebe derart eingerichtet, dass das Segment AC ≠ Segment BD und das Segment AB ≠ Segment CD gilt, aber solange das Segment AC ≠ Segment BD gilt, ist es nicht immer notwendig, dass das Segment AB ≠ Segment CD gilt.
Außerdem ist die sich drehende Welle der vorliegenden Erfindung nicht auf die Hauptwelle 12 der Ausführungsform beschränkt.
Überdies ist der Haltekörper der vorliegenden Erfindung nicht auf das sekundäre Schwungrad 14 der Ausführungsform beschränkt.
Außerdem ist die Anzahl von trägen Massen 16 nicht wie in der Ausführungsform auf drei beschränkt.
Überdies sind das primäre Schwungrad 13 und das sekundäre Schwungrad 14 des Dämpfers D der Ausführungsform nicht notwendigerweise nebeneinander in der Axialrichtung angeordnet und können in der Radialrichtung innen und außen angeordnet sein.
Außerdem kann die Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung derart angeordnet sein, dass sie von dem Dämpfer D getrennt wird, der aus dem primären Schwungrad 13, dem sekundären Schwungrad 14 und den Federn 15 ausgebildet ist.

Claims

Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung, die aufweist: eine Drehwelle (12), deren Drehzahl variiert, einen Haltekörper (14), der auf der Drehwelle (12) bereitgestellt ist, mehrere träge Massen (16), die jeweils auf mehreren Bereichen (S) gehalten werden, die in einer Umfangsrichtung eines Außenumfangsteils des Haltekörpers (14) unterteilt sind, ein Paar erster gekrümmter Bahnen (22A, 22B), die in jedem der mehreren Bereiche (S) des Haltekörpers (14) bereitgestellt sind, ein Paar zweiter gekrümmter Bahnen (23A, 23B), die in jeder der mehreren trägen Massen (16) bereitgestellt sind und die in eine Richtung entgegengesetzt zu der des Paars erster gekrümmter Bahnen (22A, 22B) gekrümmt sind, und mehrere Stifte (24), die rollbar in einen Abschnitt montiert sind, wo die erste gekrümmte Bahn (22A, 22B) und die zweite gekrümmte Bahn (23A, 23B) einander schneiden, wobei sich ein Dämpfungsbetrieb zeigt, indem die träge Masse (16) eine Pendelschwingung in einer Bewegungsbahn gemäß der Form der ersten und zweiten gekrümmten Bahnen (22A, 22B; 23A, 23B) in Bezug auf den Haltekörper (14) durchmacht, wobei das Paar erster gekrümmter Bahnen (22A, 22B) zueinander verschiedene Formen hat und das Paar zweiter gekrümmter Bahnen (23A, 23B) zueinander verschiedene Formen hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge eines ersten Segments, das eine Mitte (A) des Krümmungsradius einer Bahn (22A) des Paars erster gekrümmter Bahnen (22A, 22B) und eine Mitte (C) des Krümmungsradius einer Bahn (23A) des Paars zweiter gekrümmter Bahnen (23A, 23B) verbindet, verschieden zu der Länge eines zweiten Segments, das eine Mitte (B) des Krümmungsradius der anderen Bahn (22B) des Paars erster gekrümmter Bahnen (22A, 22B) und eine Mitte (D) des Krümmungsradius der anderen Bahn (23B) des Paars zweiter gekrümmter Bahnen (23A, 23B) verbindet.
Fliehkraftpendel-Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die träge Masse (16) für ihren äußeren Endteil eine größere Masse als für ihren mittleren Teil hat.