DE3522221A1

DE3522221A1 - Schwingungsdaempferanordnung fuer ein fahrzeug mit einem elektrodynamischen drehschwingungsdaempfer

Info

Publication number: DE3522221A1
Application number: DE19853522221
Authority: DE
Inventors: Alfons Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Weißbrich
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1984-06-27
Filing date: 1985-06-21
Publication date: 1986-02-27

Description

Schwingungsdämpferanordnung für ein Fahrzeug mit
einem elektrodynamischen Drehschwingungsdämpfer Die Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpferanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Gegenüber den üblicherweise zwischen Fahrzeugaufbau und Fahrwerk eingeschalteten hydraulischen oder hydropneumatischen Schwingungsdämpfern besitzen elektrodynamische Schwingungsdämpfer, wie beispielsweise auch der DE-OS 26 48 435 und dem DE-GM 82 22 808, F16F 6/00, zu entnehmen, insofern Vorteile, als sie eine stufenlose Variation der Dämpferkennung beispielsweise in Abhängigkeit von Fahrzeugbeladung und/oder Schwingungsanregung (Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrbahnbeschaffenheit), die Zuschaltung einer stufenlos variablen Zusatzkraft (beispielsweise zur Niveauregulierung), die Realisierung bestimmter Dämpfercharakteristiken (beispielsweise frequenzabhängige Dämpferkennung) und die Umsetzung der durch die Relativbewegungen zwischen Fahrwerk und Fahrzeugaufbau auftretenden mechanischen Energie in nutzbare elektrische Energie auf einfache Weise ermöglichen.
Bei der aus der DE-OS 26 24 374, B60G 13/14, bekannten Schwingungsdämpferanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist an das Fahrwerk eine Zahnstange angelenkt, die mit Zahnrädern eines am Fahrzeugaufbau befestigten Zahnradgetriebes beim Auftreten von Relativbewegungen dieses antreibend kämmt; an das Zahnradgetriebe, das eine Umsetzeinrichtung von Linear- in Drehbewegunser darstellt, sind Wechselstromgeneratoren als elektrodynamische DreFschwingungsdät fer mechanisch angeschlossen. Die Umsetzung der Linearbewegungen in Rotationsbewegungen bietet den Vorteil, daß die Linearbewegungen in Rotationsbewegungen mit relativ großer Drehzahl umgesetzt werden können, wodurch sich relativ große Relativbewegungen zwischen Rotor und Stator des elektrodynamischen Drehschwingungsdämpfers ergeben, dessen Rotordurchmesser demgemäß relativ klein gehalten werden kann.
Dennoch baut die bekannte Schwingungsdämpferanordnung sehr groß, was insbesondere auf den Aufbau der Umsetzeinrichtung aus einer Vielzahl von mit ihren Achsen nebeneinander angeordneten Zahnrädern zurückzuführen ist. Gerade im Bereich der Räder bzw. Achsen des Fahrzeugs, d.h. am Einsatzort der Schwingungsdämpfer, sind aber die Platzverhältnisse beschränkt, so daß die bekannte Schwingungsdämpferanordnung für den praktischen Einsatz ungeeignet ist.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Schwingungsdämpferanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß sie praktisch ohne zusätzlichen Platzaufwand anstelle der üblicherweise verwendeten hydraulischen oder hydropneumatischen Schwingungsdämpfer (Federbeine) Einsatz finden kann, wobei außerdem die Möglichkeit gegeben sein soll, den elektrodynamischen Drehschwingungsdämpfer in Analogie zu den hydraulischen bzw. hydropneumatischen Schwingungsdämpfern innerhalb einer Wendelfeder unterzubringen, die zur Abstützung der statischen Last des Fahrzeugs dient.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
Die Erfindung besitzt also den besonderen Vorteil, daß die Schwingungsdämpferanordnung von ihrer Form und ihren Abmessungen her mit üblicherweise verwendeten hydraulischen bzw. hydropneumatischen Schwingungsdämpferanordnungen vergleichbar ist, so daß zusätzlicher Platz nicht erforderlich ist. Es ist also grundsätzlich auch möglich, beispielsweise im Versuch zu Abstimmungszwecken bei Fahrzeugen, die später mit hydraulischen bzw. hydropneumatischen Schwingungsdämpfern ausgerüstet werden sollen, die verschiedenen Parameter des Schwingungsdämpfers durch Einsatz der erfindungsgemäßen Schwingungsdämpferanordnung empirisch festzulegen und dann auf die Auslegung des hydraulischen bzw. hydropneumatischen Schwingungsdämpfers zu übertragen.
Auf die Erläuterung der hierzu erforderlichen schaltungstechnischen Maßnahmen wird verzichtet, da diese an sich aus dem eingangs zitierten Stand der Technik bebekannt sind.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt und deren Fig. 2 einen Querschnitt in Höhe des elektrodynamischen Drehschwingungsdämpfers wiedergibt.
Betrachtet man zunächst Fig. 1, so besteht die Schwingungsdämpferanordnung aus zwei Hauptteilen, nämlich dem elektrodynamischen Drehschwingungsdämpfer 1 und der mit diesem mechanisch verbundenen Umsetzeinrichtung 2 zur Umsetzung der linearen Bewegungen zwischen Fahrzeugaufbau und Fahrwerk in Rotationsbewegungen mit relativ hoher Drehzahl. Die beiden Hauptbestandteile 1 und 2 sind zu einer Baueinheit mechanisch verbunden, die über zwei mechanische Anschlüsse einerseits mit dem Fahrwerk und andererseits mit dem Fahrzeug aufbau in Verbindung steht.
Zusätzlich zu der gezeigten Schwingungsdämpferanordnung kann zwischen diesen Fahrzeugteilen in üblicher und daher nicht dargestellter Weise eine Wendelfeder vorgesehen sein, die mit ihren Windungen die gezeigte Schwingungsdämpferanordnung umschließen kann.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel enthält die Umsetzeinrichtung 2 die Kugelgewindespindel 3 und die auf dieser laufende Kugelgewindemutter 4, die mittels des Rohrs 5 beispielsweise an das Fahrwerk angeschlossen ist, während der Anschluß der Schwingungsdämpferanordnung am Fahrzeugaufbau durch den Lagerflansch 6 des noch zu beschreibenden elektrodynamischen Schwingungsdämpfers 1 gebildet wird.
Die beiden Hauptbestandteile 1 und 2 der Schwingungsdämpferanordnung folgen längs der gemeinsamen Achse 7 aufeinander, die zugleich die gemeinsame Achse von Kugelgewindespindel 3 und Rotor 8 sowie Stator 9 des Dämpfers 1 darstellt. Demgemäß äußern sich auf Fahrbahnstöße oder Änderungen der Beladung des Fahrzeugs zurückzuführende Relativbewegungen zwischen Fahrzeugaufbau und Fahrbahn im wesentlichen als lineare Bewegungen in Richtung der Achse 7 der Anordnung. Diese Linearbewegungen werden über die Umsetzeinrichtung in Drehbewegungen der Kugelgewindespindel 3 und des über die Kupplung 10 mit dieser verbundenen Rotors 8 aes elektrodynamischen Drehschwingungsdämpfers 1 umgesetzt. Der Rotor 8 ist bei 11 und 12 über Kugellager im Lagerflansch 6 bzw. im Lagerflansch 13 gelagert; diese Flansche bilden zusammen mit dem Stator 9 und Lagerdeckeln 14 und 15 gleichsam das Gehäuse des Dämpfers 1.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Konstruktion des elektrodynamischen Schwingungsdämpfers 1 so getroffen, daß der Rotor vier Permanentmagnete 16, 17, 18 und 19 (siehe insbesondere Fig. 2) aufweist, zwischen denen sich Verbindungen 20, 21, 22 und 23 aus magnetisch leitendem Material erstrecken. Die Pfeile deuten die Magnetisierungsrichtungen der Magnete an.
Diese Magnetanordnung dreht im Betrieb unter Wahrung eines kleinen Luftspalts unter der zumindest einen Wicklung 24 hindurch, die in Nuten 25 des Stators 9 angeordnet ist, die ihrerseits durch eine ferromagnetische Masse bei 26 verschlossen sind.
Wie bereits ausgeführt, werden im Betrieb auftretende lineare Relativbewegungen zwischen Fahrbahn und Fahrzeugaufbau mittels der Einrichtung 2 in Rotationsbewegungen der Spindel 3 und damit des Rotors 8 umgesetzt. Diese Umsetzung geschieht mittels der Kugelgewindespindel 3 und der entsprechenden Mutter 4 verlustarm. Die Übersetzung der Einrichtung 3, 4, d.h. die Steigung des Gewindes, ist so gewählt, daß einerseits eine möglichst hohe Drehzahl des Rotors 8 erzielt wird, andererseits aber die sich aus dieser Steigung und den Massenträgheitsmomenten von Spindel und Rotor ergebende Ersatzmasse einen bestimmten Wert nicht überschreitet.
Die Drehungen des Rotors 8 gegenüber dem Stator 9 bewirken eine Anderung des die Wicklung 24 durchsetzenden magnetischen Flusses, so daß in dieser eine elektrische Sr, nnurlr, induziert wird. Über ein an die Wicklung angeschlossenes elektrisches Netzwerk kann ein elektrischer Strom fließen, der mit der magnetischen Flußdichte des von den Permanentmagneten 16 bis 19 erzeugten Magnetflusses ein mechanisches Moment am Rotor 8 erzeugt, das über die Umsetzeinrichtung 3, 4 als mechanische Kraft auf das Rohr 5 wirkt.
Durch Änderungen in diesem elektrischen Netzwerk kann auf einfache Art der elektische Strom und damit die mechanische Kraft am Rohr beeinflußt werden.
Verständlicherweise kann der magnetische Fluß statt mit Permanentmagneten auch unter Verwendung elektrischer Spulen erzeugt werden, wobei gegebenenfalls die elektrischen Anschlüsse des Rotors durch Schleifringe gebildet sind. Durch Anderung der Erregung dieser Elektromagnetanordnung ergibt sich eine weitere Möglichkeit, eine gewünschte Dämpfercharakteristik zu realisieren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Schwingungsdämpferanordnung für ein Fahrzeug mit einer Einrichtung zum Umsetzen zu dämpfender linearer Bewegungen in Rotationsbewegungen und einem an diese Umsetzeinrichtung angeschlossenen elektrodynamischen Drehschwingungsdämpfer, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung (2) eine Gewindespindel (3) und eine Spindelmutter (4) enthält, die koaxial zum Drehschwingungsdämpfer (1) angeordnet und mit diesem zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, deren zum Einleiten der zu dämpfenden linearen Bewegungen dienende mechanische Anschlüsse teils mit der Gewindespindel (3), teils mit der Spindelmutter (4) in in Achsrichtung (7) wirkender Mitnahmeverbindung stehen.
2. Schwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung (2) eine Kugelgewindespindel (3) und eine Kugelgewindemutter (4) enthält.
3. Schwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der mechanischen Anschlüsse an dem der Umsetzeinrichtung (2) abgekehrten Ende des Drehschwingungsdämpfers (1) angeordnet ist.
4. Schwingungsdämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der mechanischen Anschlüsse an der Spindelmutter (4) angreift.