KR20140143171A - 비틀림 진동 감쇠 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 하나 이상의 편향 질량 유닛(72)을 포함하는, 바람직하게는 차량의 파워 트레인을 위한 비틀림 진동 감쇠 장치에 관한 것이며, 상기 하나 이상의 편향 질량 진자 유닛은, 회전축(A)을 중심으로 회전 가능한 캐리어(12)와; 이 캐리어(12)와 관련하여 회전축(A)을 중심으로 원주방향으로 편향 가능한 편향 질량(34)과; 캐리어 지지 영역(62)에서 캐리어(12)와 관련하여, 그리고 편향 질량 지지 영역(64)에서는 편향 질량(34)과 관련하여 지지되어 있거나 지지될 수 있는 변형 가능한 복원 부재(42)로서, 캐리어(12)와 관련하여 기본 상대 위치로부터 하나 이상의 방향으로 편향 질량(34)의 편향이 복원 부재(42)의 변형을 야기하는, 복원 부재(42)와; 캐리어(12) 상에 반경 방향으로 운동 가능하게 지지되면서 캐리어 지지 영역(62)을 제공하는 지지 부재(16)로서, 캐리어(12) 상에서 지지 부재(16)의 운동을 통해 캐리어 지지 영역(62)과 편향 질량 지지 영역(64) 사이의 간격이 변동될 수 있고, 지지 부재(16)는 반경 방향 안쪽의 기본 위치를 향해 예압되며, 캐리어(12)가 회전축(A)을 중심으로 회전할 때 상기 예압에 대항하여 원심력의 작용하에 기본 위치로부터 출발하여 반경 방향 바깥쪽을 향해 변위될 수 있는, 지지 부재(16)를 포함하며, 상기 비틀림 진동 감쇠 장치는, 적어도 임의의 회전수 범위 내에서 기본 위치까지의 지지 부재(16; 16')의 반경 방향 간격이, 원심력 작용이 증가함에 따라 누감적으로 증가하고, 그리고/또는 원심력으로 인한 지지 부재(16)의 변위를 통해 적어도 임의의 회전수 범위 내에서 복원 부재(42)의 스프링 강성이 누진적으로 증가하는 것을 특징으로 한다.

Description

비틀림 진동 감쇠 장치{ROTARY VIBRATION DAMPING ARRANGEMENT}
본 발명은, 하나 이상의 편향 질량 진자 유닛을 포함하는, 바람직하게는 차량의 파워 트레인을 위한 비틀림 진동 감쇠 장치에 관한 것이며, 상기 하나 이상의 편향 질량 진자 유닛은,
- 회전축을 중심으로 회전될 수 있는 캐리어와,
- 캐리어와 관련하여 회전축을 중심으로 원주방향으로 편향 가능한 편향 질량과,
- 캐리어 지지 영역에서 캐리어와 관련하여, 그리고 편향 질량 지지 영역에서 편향 질량과 관련하여 지지되어 있거나 지지될 수 있는 변형 가능한 복원 부재로서, 하나 이상의 방향으로 캐리어와 관련하여 기본 상대 위치로부터의 편향 질량의 편향으로 인해 변형되는 복원 부재와,
- 캐리어 상에 반경 방향으로 운동 가능하게 지지되면서 캐리어 지지 영역을 제공하는 지지 부재로서, 캐리어 상에서의 지지 부재의 운동을 통해 캐리어 지지 영역과 편향 질량 지지 영역 사이의 간격이 변동될 수 있으며, 상기 지지 부재는 반경 방향 안쪽의 기본 위치를 향해 예압되고, 캐리어가 회전축을 중심으로 회전하면 상기 예압에 대항하여 원심력의 작용하에 기본 위치로부터 출발하여 반경 방향 바깥쪽을 향해 변위될 수 있는 지지 부재를 포함한다.
DE 10 2010 053 542 A1로부터는, 편향 질량 진자 유닛들이, 캐리어의 둘레에 환형으로 배치되어, 캐리어 상에 고정되고 반경 방향으로 안쪽을 향해 연장되는 탄성 변형 가능한 복수의 복원 부재에 의해, 캐리어와 관련하여 원주방향으로 지지되는 편향 질량을 포함하는, 비틀림 진동 감쇠 장치가 공지되었다. 캐리어 내에는 반경 방향으로 변위 가능하게 지지 부재들이 제공되고, 이 지지 부재들 상에서는 반경 방향으로 안쪽을 향해 연장되는 복원 부재들이 원주방향으로 각각의 캐리어 지지 영역들 상에 지지될 수 있다. 지지 부재들은 이 지지 부재들에 할당되어 편향 질량 상에서 지지되는 예압 스프링들에 의해 반경 방향으로 안쪽을 향해 기본 위치로 예압된다. 원심력 하중이 낮거나, 또는 존재하지 않는 경우, 지지 부재들은 예압 작용하에 기본 위치에서 파지된다. 증가하는 회전수와 더불어, 지지 부재들은 원심력으로 인해 예압 스프링들의 증가하는 압축 하에 반경 방향 바깥쪽을 향해 변위되며, 그럼으로써 편향 질량으로부터 반경 방향으로 안쪽을 향해 연장되는 복원 부재들이 그 상에 지지될 수 있는 캐리어 지지 영역들은 반경 방향 바깥쪽을 향해 변위된다. 이는, 편향 질량에 대한 복원 부재들의 결합부와, 복원 부재들이 그 내에서 지지 부재들을 통해 캐리어와 관련하여 원주 방향으로 지지되는 각각의 캐리어 지지 영역들 사이에서, 편향을 위해 가용한 복원 부재들의 자유 길이를 변동시킨다. 그에 따라, 이런 자유 길이의 변동은 효과적인 진자 길이에도 영향을 미치며, 이 진자 길이의 단축은 편향 질량 진자 유닛들의 고유 주파수를 증가시킨다. 그 결과로, 회전수에 따라 편향 질량 진자 유닛들의 강성 및 그에 따른 고유 주파수도, 증가하는 회전수와 더불어 강성 및 그에 따른 고유 주파수가 증가한다는 의미로 변동될 수 있다. 따라서 진동 여기 순서(vibration excitation order)에 대한 편향 질량 진자 유닛들의 회전수 적응을 달성하고자 하는 시도가 이루어져야 한다.
본 발명의 과제는, 회전수 스펙트럼을 넘어서 여기 순서(exciting order)에 대한 개량된 적응을 달성할 수 있게 하는 비틀림 진동 감쇠 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제는 본 발명에 따라, 하나 이상의 편향 질량 진자 유닛을 포함하는, 바람직하게는 차량의 파워 트레인을 위한 비틀림 진동 감쇠 장치로서,
- 회전축을 중심으로 회전 가능한 캐리어와,
- 캐리어와 관련하여 회전축을 중심으로 원주방향으로 편향 가능한 편향 질량과,
- 캐리어 지지 영역에서 캐리어와 관련하여, 그리고 편향 질량 지지 영역에서는 편향 질량과 관련하여 지지되어 있거나 지지될 수 있는 변형 가능한 복원 부재로서, 하나 이상의 방향으로 캐리어와 관련하여 기본 상대 위치로부터의 편향 질량의 편향으로 인해 변형되는 복원 부재와,
- 캐리어 상에서 반경 방향으로 운동 가능하게 지지되면서 캐리어 지지 영역을 제공하는 지지 부재로서, 캐리어 상에서의 지지 부재의 운동을 통해 캐리어 지지 영역과 편향 질량 지지 영역 사이의 간격이 변동될 수 있고, 지지 부재는 반경 방향 안쪽의 기본 위치를 향해 예압되며 캐리어가 회전축을 중심으로 회전하면 예압에 대항하여 원심력의 작용하에 기본 위치로부터 출발하여 반경 방향 바깥쪽을 향해 변위될 수 있는 지지 부재를 포함하는 비틀림 진동 감쇠 장치를 통해 해결된다.
또한, 적어도 임의의 회전수 범위 내에서 기본 위치까지의 지지 부재의 반경 방향 간격이, 원심력 작용이 증가함에 따라 누감적으로 증가하고, 그리고/또는 원심력으로 인한, 다시 말하면 회전수에 따른 지지 부재의 변위를 통해 적어도 임의의 회전수 범위 내에서 복원 부재의 스프링 강성이 누진적으로 증가한다.
비틀림 진동 감쇠 장치의 본 발명에 따른 구성의 경우, 증가하는 회전수와 더불어 기본 위치까지의 지지 부재의 반경 방향 간격의 누감적인 증가, 및/또는 회전수에 따른 지지 부재의 변위를 통해 야기되는, 복원 부재의 스프링 강성의 누진적인 증가를 통해, 회전수에 걸쳐서 편향 질량 진자 유닛의 고유 주파수의 실질적으로 선형인 증가가 달성되는 점이 보장될 수 있다. 실질적으로 선형인 상기 유형의 증가는, 다시, 예컨대 내연기관 내에서 주기적인 점화를 통해 야기되고 회전수증가와 더불어 역시 증가하는 여기 순서의 여기 주파수에 할당되어, 진동 시스템, 다시 말해 편향 질량 진자 유닛들의 고유 주파수의 보정을 가능하게 한다.
이와 관련해서 주지할 사항은, 본 발명의 의미에서 "누감적으로 증가한다"는 표현은, 기본적으로 증가가 존재하기는 하나 변동률은 감소하는, 다시 말하면 감소하는 기울기를 갖는 증가가 존재하는 점을 표현한다는 점이다. 상응하는 방식으로, "누진적으로 증가한다"는 표현은, 증가가 기본적으로 존재할 때, 변동률, 다시 말하면 기울기가 증가한다는 점을 표현한다.
그 밖에도, 여기 순서에 대한, 또는 여기 순서를 이용한 보정에 대한 최적화된 매칭을 달성하기 위해, 회전수와 복원 부재의 스프링 강성 사이의 상관 관계는 포물선형 거동을 보이는 점이 제안된다.
복원 부재의 복원 거동은, 복원 부재가, 바람직하게는 실질적으로 선형인 힘 특성곡선을 갖는 리턴 스프링, 바람직하게는 토션 바 스프링으로서 실현되는 나선 스프링을 포함할 때, 특히 간단한 방식으로 정의되어 조절될 수 있다.
편향 질량 진자 어셈블리 내에서 복원 부재의 정의된 포지셔닝을 보장할 수 있도록 하기 위해, 복원 부재가 편향 질량과 관련하여, 그리고/또는 캐리어와 관련하여 고정되는 점이 제안된다.
회전수가 비교적 낮은 경우 지지 부재의 반경 방향 변위는, 지지 부재가 기본 위치에서 예압을 받음으로써 저지될 수 있다. 이런 유형 및 방식으로, 편향 질량 진자 유닛은, 특정 한계 회전수가 초과되면 비로소 그 고유 주파수를 변동시키는 점이 보장될 수 있다.
기본 위치로의, 또는 기본 위치에서의 지지 부재의 예압은, 기본 위치를 향해 지지 부재를 예압하는 예압 어셈블리, 바람직하게는 예압 스프링이 지지 부재에 할당됨으로써 달성될 수 있다.
매우 바람직한 한 구현예에 따라, 예압 어셈블리는 누진적인, 바람직하게는 포물선형인 예압 특성곡선을 갖는다. 여기서도, "누진적인"이란 표현은, 예압 어셈블리의 증가하는 하중, 다시 말해 예컨대 압축과 더불어, 예압 어셈블리의 반응력이 초과 비례적으로, 다시 말해 증가하는 기울기로 증가한다는 점을 의미한다.
원심력 하중이 있을 때 지지 부재의 정의된 운동은, 캐리어 상에 지지 부재를 위한 가이드가 제공되고, 지지 부재는 가이드 상에서 바람직하게는 실질적으로 반경 방향으로 운동 가능하게, 바람직하게는 원주방향 운동 유격을 수반하여 안내됨으로써 보장될 수 있다.
편향 질량과 캐리어 사이에서 반응력 전달을 위해, 지지 부재는 캐리어 지지 영역의 제공을 위해 복원 부재의 하나 이상의 외주면 상에 원주방향 지지 영역을 포함할 수 있다. 이 경우, 지지 부재가 복원 부재의 양측 외주면 모두에 원주방향 지지 영역을 가지면, 동일한 지지 부재 상에서 캐리어와 관련하여 편향 질량의 양측 상대 편향을 위해 반응력 지지가 달성될 수 있다.
이 경우, 복원 부재 상에서 마찰로 인한 지지 부재의 차단을 방지하기 위해, 복원 부재는 원주방향 운동 유격을 수반하여 원주방향 지지 영역들 사이에 배치되는 점이 제안된다.
안정적인 기능을 수행하고 구조적으로 간단하게 실현되는 구현예의 경우, 지지 부재는 복원 부재를 위한 관통 개구부를 포함하여 복원 부재를 따라 운동할 수 있으며, 바람직하게는 지지 부재의 질량 중심이 관통 개구부의 영역 내에 위치하는 점이 제안된다. 특히 질량 중심이 관통 개구부의 영역 내에 위치하면, 원심력이 작용하여도 제한을 유발하는 지지 부재의 기울어짐이 실질적으로 야기될 수 없는 점이 보장될 수 있다.
하나 이상의 편향 질량 진자 유닛이 유체로 채워져 있거나 채워질 수 있는 하우징 내에 배치되면, 상기 유체를 통해 동시에 캐리어 및 복원 부재와 관련하여 지지 부재의 최대한 마찰 없는 운동을 위한 윤활 작용이 보장될 수 있다.
본 발명에 따른 비틀림 진동 감쇠 장치의 경우, 진동 감쇠 특성 또는 진동 흡수 특성을 최대한 효율적으로 이용할 수 있도록 하기 위해, 복수의 편향 질량 진자 유닛이 바람직하게는 회전축을 중심으로 상호 간에 실질적으로 균일한 원주방향 간격으로 이격되어 제공되는 점이 제안된다. 이 경우, 2개 이상, 바람직하게는 모든 편향 질량 진자 유닛의 지지 부재들은 공통 캐리어 상에서 운동 가능하게 지지될 수 있다.
복수의 편향 질량 진자 유닛의 상호 간의 구조적인 연결은, 하나 이상의 편향 질량이 2개 이상, 바람직하게는 모든 편향 질량 진자 유닛을 위한 공통 편향 질량을 제공할 때 달성될 수 있다. 특히, 이 경우, 공통 편향 질량은, 예컨대 캐리어와 이 캐리어의 회전축을 환형으로 에워싸면서 배치되어 복수의 원주방향 위치에서 복수의 복원 부재에 의해 캐리어와 관련하여 원주방향으로 지지되어 있거나 지지될 수 있는 편향 질량 링을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따라, 도입부에서 언급한 과제는, 하나 이상의 편향 질량 진자 유닛을 포함하는, 바람직하게는 차량의 파워 트레인을 위한 비틀림 진동 감쇠 장치로서,
- 회전축을 중심으로 회전 가능한 캐리어와,
- 상기 캐리어와 관련하여 회전축을 중심으로 원주방향으로 편향 가능한 편향 질량과,
- 캐리어 지지 영역에서 캐리어와 관련하여, 그리고 편향 질량 지지 영역에서는 편향 질량과 관련하여 지지되어 있거나 지지될 수 있는 변형 가능한 복원 부재로서, 하나 이상의 방향으로 캐리어와 관련하여 기본 상대 위치로부터의 편향 질량의 편향에 의해 변형되는 복원 부재와,
- 캐리어 상에 반경 방향으로 운동 가능하게 지지되면서 캐리어 지지 영역을 제공하는 지지 부재로서, 캐리어 상에서 지지 부재의 운동을 통해 캐리어 지지 영역과 편향 질량 지지 영역 사이의 간격이 변동될 수 있고, 지지 부재는 반경 방향 안쪽의 기본 위치를 향해 예압되며 캐리어가 회전축을 중심으로 회전하면 상기 예압에 대항하여 원심력의 작용하에 기본 위치로부터 출발하여 반경 방향 바깥쪽을 향해 변위될 수 있는 지지 부재를 포함하는 비틀림 진동 감쇠 장치를 통해 해결된다. 또한, 이 경우 상기 지지 부재는 캐리어 지지 영역을 제공하기 위해 복원 부재의 일측 외주면에만 원주방향 지지 영역을 포함한다.
이처럼 독자적인 발명의 사상을 나타내면서, 앞에서 논의한 관점들과 결부하여서도 특별한 장점들을 발휘할 수 있는 양태를 통해, 각각의 진동 주기의 일측 반 위상(half phase)에서만 원주방향 지지를 보장할 수 있으며, 그럼으로써 타측 반 위상에서는, 지지 부재의 하중 경감과, 마찰 효과로부터 실질적으로 자유로운 지지 부재의 반경 방향 변위가 달성될 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따라 구성되는 하나 이상의 비틀림 진동 감쇠 장치를 포함하는 차량용 파워 트레인에도 관한 것이다.
이 경우, 예컨대 파워 트레인은 스타팅 부재, 바람직하게는 유체역학 토크 컨버터, 또는 유체 클러치, 또는 습식 마찰 클러치, 또는 건식 마찰 클러치를 포함할 수 있고, 상기 스타팅 부재의 영역에 하나 이상의 비틀림 진동 감쇠 장치가 제공될 수 있다.
스타팅 부재는 터빈을 포함할 수 있으며, 다시 말해 예컨대 유체역학 토크 컨버터로서 형성될 수 있으며, 이 경우 바람직하게 터빈은 비틀림 진동 감쇠 장치의 편향 질량의 적어도 일부분을 제공한다.
또 다른 한 바람직한 관점에 따라서, 지속적인 진동 감쇠를 위해 파워 트레인은, 1차측, 그리고 상기 1차측과 관련하여 댐퍼 스프링 어셈블리의 복원 작용에 대항하여 회전 가능한 2차측을 갖는 하나 이상의 비틀림 진동 댐퍼를 포함할 수 있고, 하나 이상의 비틀림 진동 댐퍼의 영역에 하나 이상의 비틀림 진동 감쇠 장치가 제공된다. 1차측과, 2차측과, 이들 사이에서 작용하는 댐퍼 스프링 어셈블리를 포함하는, 다시 말해 예컨대 이중질량 플라이휠 등의 유형에 따라 구성되는 상기 유형의 비틀림 진동 댐퍼는 파워 트레인 내에서 기본적으로 토크 전달을 위해서도 이용되는 한편, 앞에서 설명한 비틀림 진동 감쇠 장치 내지 그 복원 부재 또는 복원 부재들은 전반적으로 파워 트레인 내에서 전달될 토크의 전달을 위해 이용되지 않고, 적어도 사전 결정된 작동 단계들에서 편향 질량의 실질적으로 자유로운 진동을 가능하게 하기 위해, 토크를 전달하면서 이와 동시에 진동 여기되는 컴포넌트들에 연결된다.
예컨대, 그 밖에도, 2개의 비틀림 진동 댐퍼는 토크 흐름 내에서 상호 간에 직렬로 제공될 수 있고, 일측 비틀림 진동 댐퍼의 2차측이 타측 비틀림 진동 댐퍼의 1차측과 연결되어 중간 질량을 제공하며, 상기 중간 질량의 영역에 하나 이상의 비틀림 진동 감쇠 장치가 제공된다.
본 발명은 하기에서 첨부한 도들과 관련하여 상세하게 기술된다.
도 1은, 비틀림 진동 감쇠 장치의 종단면도이다.
도 2는, 도 1의 비틀림 진동 감쇠 장치를 도 1의 견망 방향 II에서 바라보고 도시한 축 방향 도이다.
도 3은, 도 2에 상응하지만, 캐리어 디스크가 환형으로 형성된 편향 질량에서 제거된 상태로 도시한 축 방향 도이다.
도 4는, 도 1의 비틀림 진동 감쇠 장치의 캐리어를 서로 다른 면에서 바라보고 도 a) 및 도 b)에 각각 도시한 사시도이다.
도 5는, 환형으로 형성된 편향 질량을 서로 다른 절단 평면에서 절단하여 도 a) 및 도 b)에 각각 도시한 종단면도이다.
도 6은, 환형으로 형성된 편향 질량의 사시도이다.
도 7은, 편향 질량 진자 유닛의 상세도이다.
도 8은, 편향 질량 진자 유닛의 지지 부재를 반경 방향의 바깥쪽에서부터 바라보고 도시한 도이다.
도 9는, 도 8의 지지 부재의 사시도이다.
도 10은, 도 8의 지지 부재의 측면도이다.
도 11은, 도 8의 지지 부재를 도 10의 절단선 XI-XI를 따라서 절단 도시한 단면도이다.
도 12는, 복원 부재들을 양측에서 지지할 때 비틀림 진동 감쇠 장치의 편향 질량의 주기적인 편향을 나타낸 그래프이다.
도 13은, 도 3에 상응하지만, 특히 지지 부재들의 영역에서 변형된 구현예를 도시한 축 방향 도이다.
도 14는, 도 13의 비틀림 진동 감쇠 장치의 편향 질량 진자 유닛의 확대된 상세도이다.
도 15는, 도 14의 편향 질량 진자 유닛의 지지 부재를 반경 방향의 바깥쪽에서부터 바라보고 도시한 도이다.
도 16은, 도 15의 지지 부재의 사시도이다.
도 17은, 도 15의 지지 부재의 측면도이다.
도 18은, 도 15의 지지 부재를 도 17의 절단선 XVIII-XVII를 따라서 절단하여 도시한 단면도이다.
도 19는, 복원 부재들을 일측에서 지지할 때 편향 질량의 주기적인 편향을 나타낸 그래프이다.
도 20은, 판 스프링 또는 가요성 빔(bending bar)로서 형성된 복원 부재들의 서로 다른 구현예들을 도 a) 내지 도 d)에 각각 도시한 도이다.
도 21은, 판 스프링 또는 가요성 빔로서 형성된 추가 복원 부재를 도 a) 및 도 b)에 각각 도시한 단부도 및 측면도이다.
도 22는, 지지 부재를 위한 예압 스프링이다.
도 23은, 회전수와 더불어 실질적으로 선형으로 변동되는 비틀림 진동 감쇠 장치의 고유 주파수와, 이를 위해 회전수에 걸쳐 포물선 유형으로 변동되는 강성을 회전수에 걸쳐 표시한 그래프이다.
도 24는, 판 스프링 또는 가요성 빔로서 형성된 복원 부재의 힘/편향 특성곡선을 나타낸 그래프이다.
도 25는, 서로 다른 회전수들에 할당되어 각각 제공되는, 복원 부재들의 선형 편향/힘 특성곡선을 통해 달성되며 회전수에 걸쳐 포물선 유형으로 변동되는 강성을 나타낸 그래프이다.
도 26은, 지지 부재들의 반경 방향 포지셔닝에 따라 조정되는 복원 부재들의 강성을 나타낸 그래프이다.
도 27은, 누감적으로 변동되는 반경 방향 포지셔닝을 갖는 지지 부재들의, 회전수에 따라 조정되는, 또는 조정될 반경 방향 포지셔닝을 나타낸 그래프이다.
도 28은, 도 22에 따른 예압 스프링의 힘/트래블 특성곡선을 나타낸 그래프이다.
도 29는, 도 28의 특성곡선에 대해, 스프링 트래블에 걸쳐서, 그리고 그에 따른 회전속도에 따라서 변동되는 원심력 작용을 나타낸 그래프이다.
도 30은, 지지 부재에 대한, 회전수에 따른 원심력 작용 및 유체 압력 작용을 나타낸 그래프이다.
도 31은, 예압 스프링의 복원 특성에 영향을 미치는 변수들을 종합하여 회전수에 걸쳐 표시한 그래프이다.
도 32는, 복원 부재에서 발생하는 최대 휨 하중을 회전수에 걸쳐 표시하여 도시한 그래프이다.
도 33은, 본 발명에 따라 구성된 비틀림 진동 감쇠 장치를 구비한 차량용 파워 트레인을 도시한 원리도이다.
도 34는, 도 33에 상응하는 대안적 구현예의 원리도이다.
도 35는, 도 33에 상응하는 대안적 구현예의 원리도이다.
도 36은, 도 33에 상응하는 대안적 구현예의 원리도이다.
도 37은, 본 발명에 따른 구성을 갖는 비틀림 진동 감쇠 장치가 그 내부에 통합된 유체역학 토크 컨버터의 부분 종단면도이다.
도 1 내지 도 3에는, 전반적으로 10으로 표시되어 회전수 적응형 질량 댐퍼의 기능을 충족하기 위해 차량의 파워 트레인 내에 통합되거나, 파워 트레인에 연결될 수 있는 비틀림 진동 감쇠 장치가 도시되어 있다. 비틀림 진동 감쇠 장치(10)는, 회전축(A)을 중심으로 파워 트레인 컴포넌트와 함께 공통 회전을 위해 파워 트레인 컴포넌트 상에 나사 조임을 통해 고정되는 캐리어(12)를 포함한다. 상기 캐리어(12) 내에는, 도 3 및 도 4의 도해에서, 복수의 원주방향 위치에 바람직하게는 거의 균일한 원주방향 간격으로 가이드들(14)이 제공되며, 이 가이드들 내에는 원심 추로서 작동하는 지지 부재들(16)이 반경 방향으로 운동 가능하게 수용된다. 가이드들(14)은 실질적으로 반경 방향으로 연장되는 장공형 리세스들로서 형성되며, 이 리세스들은, 반경 방향으로 안쪽을 향해, 지지 부재들(16)의 반경 방향 안쪽의 기본 위치를 정의하는 정지부들(18)을 통해 제한된다. 지지 부재들(16)은 나선형 압축 스프링들로서 형성된 예압 스프링들(20)을 통해 정지부들(18) 상에 안착하도록 반경 방향으로 안쪽을 향해, 다시 말해 지지 부재들의 기본 위치로, 그리고 그 기본 위치에서 예압되어 파지된다. 이 경우, 예압 스프링들(20)은 캐리어(12)의 반경 방향의 바깥쪽 환형 가장자리 영역(22) 상에서 지지된다.
캐리어(12) 상에는, 반경 방향 베어링(24) 및 축 방향 베어링(26)을 통해 캐리어 디스크(28)가 회전축(A)을 중심으로 캐리어(12)와 관련하여 기본적으로 회전 가능하게 지지된다. 캐리어 디스크(28)는 그 반경 방향의 바깥쪽 영역에서 예컨대 일측 축 방향 면 상에서 나사 조임을 통해 질량 링(30)을 지지한다. 타측 축 방향 면 상에는 예컨대 추가 질량 링(32)이 고정될 수 있다. 캐리어 디스크(28)는 질량 링(30)과, 경우에 따라 질량 링(32)도 함께 34로 표시된 편향 질량을 형성한다. 도 6에서도 확인할 수 있는, 원주방향으로 기다랗게 형성된 리세스들(36)을 관통하면서 캐리어(12)의 반대 방향으로 향해 있는 캐리어 디스크(28)의 면 상에 축 방향 스냅 링(38)을 파지하는 복수의 볼트(40), 예컨대 스터드 볼트를 통해, 캐리어 디스크(28) 및 그에 따른 편향 질량(34)은 축 방향으로 캐리어(12) 상에 고정된다. 캐리어 디스크(28)의 리세스들(36) 내에서 볼트들(40)의 원주방향 운동 유격을 통해, 편향 질량(34)은 상응하는 원주방향 운동 유격 내에서 캐리어와 관련하여 회전축(A)을 중심으로 회전될 수 있으며, 그럼으로써 리세스들(36)과 볼트들(40)의 상호 작용을 통해 상대 회전 각도 제한이 제공된다.
편향 질량 어셈블리(34)는, 힘 전달을 위해, 원주방향으로 연속되고 실질적으로 반경 방향으로 연장되는 복수의 복원 부재(42)를 통해 캐리어(12)와 연결된다. 여기서 예컨대 판 스프링 또는 보통 가요성 빔으로서 형성되는 복원 부재들(42)은 그 반경 방향의 바깥쪽 영역(44)에서 각각의 클램핑 어셈블리(46)를 통해 질량 링(30) 상에 고정된다. 상기 고정부로부터 출발하여 복원 부재들은 반경 방향으로 안쪽을 향해 캐리어(12)의 가장자리 영역(22) 내 개구부들(48)을 통과하여 각각의 예압 스프링(20) 내로 연장된다.
도 7에 도시되어 있는 것처럼, 상기 또는 각각의 복원 부재(42)는 자체의 반경 방향의 안쪽 단부 영역(50)으로 할당된 지지 부재(16)의 중심 개구부(52) 안쪽으로 연장되거나, 또는 상기 할당된 지지 부재를 통과하여 연장된다. 개구부(52)의 영역에서는, 지지 부재(16) 상에, 상호 간에 측면 간격으로 이격되어 예컨대 핀들(54, 56) 상에 제공되는 2개의 원주방향 지지 영역(58, 60)이 제공된다.
원주방향에서 할당된 복원 부재(42)의 반경 방향의 안쪽 단부 영역(50)의 양측에 위치하는 상기 원주방향 지지 영역들(58, 60)은 그 전체적으로 캐리어 지지 영역(62)을 정의하며, 그에 반하여 복원 부재(42)의 반경 방향의 바깥쪽 단부 영역(44)이 질량 링(32) 또는 전반적으로 편향 질량(34) 상에 고정되어 있는 영역에서는 편향 질량 지지 영역(64)이 형성된다.
하기에서 여전히 설명되는 것처럼, 캐리어(12) 내의 할당된 가이드(14) 내에서 원심력의 작용하에 발생하는 지지 부재(16)의 반경 방향 운동을 가능하게 하기 위해, 복원 부재(42)는 운동 유격을 수반하여 두 원주방향 지지 영역(58, 60) 사이에 수용된다. 상기 반경 방향 운동 시 지지 부재(16)의 기울어짐을 방지하기 위해, 상기 지지 부재는 자체에 축 방향으로 배향된 두 측면 가이드 돌출부(66, 68)를 포함하고, 이 측면 가이드 돌출부들은, 실질적으로 반경 방향으로 연장되고 할당된 캐리어(12)의 가이드 리세스들(70) 내지 캐리어 디스크(28)의 가이드 리세스들(71) 안쪽으로 연장되어 그 안쪽에서 반경 방향으로 운동 가능하게 안내되거나 수용된다. 특히 캐리어 디스크(28)와 가이드 돌출부(68)의 상호 작용을 통해 캐리어(12)와 관련하여 캐리어 디스크의 상대 회전성을 저하시키지 않도록 하기 위해, 리세스들(71)은 캐리어(12) 내 리세스들(70)보다 더 큰 원주방향 폭을 보유할 수 있다. 그 밖에, 원심력의 작용하에 발생하는 지지 부재(16)의 기울어짐은, 지지 부재의 질량 중심(M)이 개구부(52) 내에서 거의 중심에 위치하는 것을 통해 방지될 수 있다.
앞에서 도 1 내지 도 11과 관련하여 그 구조적인 구성의 관점에서 설명한 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 경우, 각각 캐리어(12) 내에서 반경 방향으로 운동 가능하게 안내되는 지지 부재(16), 이 지지 부재와 상호 작용하는 복원 부재(42), 지지 부재(16)를 반경 방향으로 안쪽을 향해 도 7에서 확인할 수 있는 그 기본 위치로 예압하는 예압 스프링(20), 및 편향 질량(34)은 편향 질량 진자 유닛(72)을 각각 형성한다. 이 경우, 도시된 구현에에서, 상기 유형의 편향 질량 진자 유닛(72)은 총 10개가 제공되며, 캐리어(12)는 모든 편향 질량 진자 유닛(72)의 지지 부재들(16)을 위한 공통 캐리어(12)이고, 편향 질량(34)은 모든 편향 질량 진자 유닛(72)을 위한 공통 편향 질량(34)이다. 그러나 본 발명의 원리는 기본적으로, 편향 질량 진자 유닛들(72) 각각에, 또는 적어도 그 일부분에 할당되어, 하나의 분리되거나 독립된 캐리어가 제공될 때, 그리고/또는 편향 질량 진자 유닛들(72) 모두에, 또는 그 일부분에 할당되어, 하나의 독립된 편향 질량이 제공될 때에도 실현될 수 있다. 그러나 안정성을 이유로, 그리고 원하지 않는 진동 상태들을 방지하기 위해, 또는 모든 편향 질량 진자 유닛(72)의 동기식 진동 거동을 유지하기 위해, 적어도 모든 편향 질량을 통합하여 하나의 공통 환형 편향 질량(34)을 형성하는 것이 바람직하다.
도 12에는, 시간 또는 유도되는 진동에 걸쳐 표시되는 방식으로, 도 12에서는 전반적으로 질량 댐퍼 진폭이라고도 표현되는, 편향 질량(34)의 주기적인 진동 거동이 도시되어 있다. 영교차 영역에서는 회색으로 음영 처리된 편향 영역이 확인된다. 이는, 할당된 원주방향 지지 영역들(58, 60) 사이에 복원 부재들(42)이 유격을 수반하여 수용됨으로써 획득되는 영역이다. 편향 질량(34)의 주기적인 편향 시에, 그리고 복원 부재들(42)의 상응하는 주기적인 왕복 변형 시에, 항상 영교차 시, 다시 말하면 복원 부재들(42)이 인장되지 않는, 캐리어(12)와 편향 질량(34) 사이의 기본 상대 위치에서, 원주방향 지지 영역들(58, 60) 사이에 복원 부재들(42)의 반경 방향의 안쪽 단부 영역(50)의 유격 있는 수용을 통해, 단시간에, 캐리어(12)와 편향 질량(34) 사이에 힘 전달이 없는 상태가 발생한다. 이런 상태에서, 복원 부재들(42)은 할당된 지지 부재들(16)에 원주방향으로 하중을 가하지 않으며, 그럼으로써 상기 유형의 하중과 그 결과로 야기되는 마찰 효과에 의해 실질적으로 저하되지 않는 지지 부재들(16)의 반경 방향 변위가 발생할 수 있게 된다. 이처럼 마찰 효과로 인한 지지 부재들(16)의 변위 가능성의 악화를 최대한 방지하는 것은 기본적으로, 비틀림 진동 감쇠 장치(10)가 예컨대 오일과 같은 유체로 채워져 있거나 채워질 수 있는 하우징 내에 수용되는 것을 통해서도 여전히 보조될 수 있다. 그 결과로, 지지 부재들(16)은 캐리어(12)뿐만 아니라 관련 복원 부재들(42)과 관련해서도 윤활 작용을 거치게 됨으로써, 원심력 하중하에서 더욱 수월하게 변위될 수 있다.
특히 지지 부재들(16)의 구성의 관점에서 변형된 구현예는 도 13 내지 도 19에 도시되어 있으며, 이 도들과 관련하여 설명된다. 기본적인 구성은 앞에서 기술한 구성에 상응하므로 앞에서 기술한 구성과 관련한 설명 내용들을 참조하면 된다. 특히 도 14 내지 도 18에서는, 여기에 도시된 지지 부재들(16')의 경우 하나의 핀(54' 또는 56')만이 제공되고 그에 상응하게 하나의 원주방향 지지 영역(58', 60')만이 캐리어 지지 영역(62') 상에 제공되어 있는 점이 확인된다. 그에 따라, 복원 부재(42)는 원주방향에서만 캐리어 지지 영역(62')에서 지지될 수 있다. 도 13에 도시된 것처럼, 전체 구성은, 편향 질량 진자 유닛들(72')이 원주방향으로 연속되는 경우 교호적으로 한번은 일측 원주방향으로 원주방향 지지를 제공하기 위해 핀(54')이 존재하며, 그리고 이후 후속하는 편향 질량 진자 유닛(72')의 경우에는 해당 위치에서 타측 원주방향으로 원주방향 지지 기능을 실현할 수 있도록 하기 위해 핀(56')이 제공되는 방식으로 형성된다. 그 결과로, 각각의 반 진동(half vibration)마다 각각 모든 편향 질량 진자 유닛(72')의 복원 부재들 중 반만이 작동되며, 이는 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 총 강성을 이등분한다.
주지할 사항은, 자명한 사실로서 상기 유형으로 서로 다른 편향 질량 진자 유닛들(72')의 원주방향 순서가 도 13에 도시된 것처럼 교호적일 필요는 없다는 점이다. 또한, 기본적으로 동일한 구성, 다시 말하면 동일한 원주방향으로 지지 기능을 갖는 각각 복수의 편향 질량 진자 유닛(72')이 연속해서 배치될 수도 있다. 그러나 대칭의 이유에서, 그리고 불균형을 방지하기 위해, 도 13에 도시된 교호적인 배치가 특히 바람직하다.
상기 구현예의 경우에도 원심력으로 인한 지지 부재들(16')의 경동을 방지하기 위해, 여기서도 질량 중심(M)은 개구부(52) 내에서 바람직하게는 중심에 위치한다. 이를 달성하기 위해, 지지 부재(16') 내에서 각각의 핀(54' 또는 56')의 추가 질량의 보상을 위해, 하나 또는 그 이상의 보어 또는 개구부(74)와 경우에 따라 이 보어들 또는 개구부들 내에 삽입되는 질량 부재들(76)이 제공될 수 있다.
도 19에는, 상기 유형으로 구성된 편향 질량 진자 유닛(72')의 작동 원리가 도시되어 있다. 상기 편향 질량 진자 유닛은 각각 반 진동 동안에만 복원력을 생성하기 위해 작동된다는 점이 확인된다. 이 경우 각각 서로 다르게 형성된 복수의 편향 질량 진자 유닛(72')의 상호 작용을 통해, 전체 진동 곡선에 걸쳐서, 각각 복원력 기능이 달성될 수 있다. 그 밖에, 도 19에서는, 여기서도 영교차 영역 근처에 회색으로 음영 처리된 영역이 확인된다. 기본적으로 여기서도, 각각 존재하는 핀 또는 원주방향 지지 영역은 영교차에서 할당된 복원 부재(42)까지 극미한 원주방향 간격을 보유할 수도 있다. 그러나 편향 질량 진자 유닛(72')과 관련하여 복원 부재(42)가 유효하지 않은 진동 위상각(vibration phase)에 위치한다면, 항상 복원 부재(42)의 반경 방향의 안쪽 단부 영역(50)은 단일의 존재하는 원주방향 지지 영역으로부터 융기하기 때문에, 상기 유형의 유격이 배제될 수도 있다.
도 20 및 도 21에는, 복원 부재(42)의 서로 다른 변형예들이 도시되어 있다. 그 외에, 도 20a) 내지 도 20d)에는, 판 스프링 유형으로, 또는 전반적으로 가요성 빔로서 형성된 복원 부재(42)를 포함할 수 있는 서로 다른 기하학적 구조들이 도시되어 있다. 그 외에, 상기 도해들에서 좌측에는 각각 반경 방향의 바깥쪽 단부 영역(44)이 위치하는 반면에, 우측에는 반경 방향의 안쪽 단부 영역(50)이 위치한다. 예컨대 도 20a)에서는, 그 반경 방향 길이에 걸쳐서 일정한 폭을 보유하는 복원 부재(42)의 실질적으로 장방형인 구조가 제공되는 점이 확인된다. 도 20b)에서는, 삼각형 나선 스프링 상에 반경 방향으로 안쪽을 향해 화살표 또는 첨두 유형의 테이퍼가 제공되며, 이 테이퍼는 사다리꼴 나선 스프링을 도시한 도 20c)에서는 절두체 형태로 종결된다. 도 20d)에서는, 반경 방향의 안쪽 단부 영역(50) 쪽으를 향해 일측이 만곡된 형태로 가늘어지는 복원 부재(42)의 테이퍼가 제공된다.
도 21에는, 그 도 a) 및 도 b)에, 기본적으로 도 20a)에서 확인할 수 있는 구성을 포함하는 판 스프링 유형의 복원 부재(42)가 각각 도시되어 있다. 그러나 반경 방향의 안쪽 단부 영역(50) 근처에서, 광폭측을 범위 한정하는 2개의 테두리 영역에 챔퍼부들(78, 80)이 제공된다. 이 챔퍼부들은, 특히 도 14에 도시된 변형예의 경우, 예압 스프링(20)의 반경 방향의 안쪽 단부 영역 또는 그 해당 위치에 포지셔닝된 예압 스프링의 권선들과 복원 부재(42)의 접촉 발생을 방지할 수 있다.
그 밖에도, 주지할 사항은, 도 21b)에서 복원 부재(42)의 자유 길이(L)는 반경 방향 바깥쪽에 위치하는 복원 부재의 편향 질량 지지 영역(64)과 반경 방향에서 더욱 안쪽에 위치하는 캐리어 지지 영역(62) 사이에서 확인될 수 있으며, 이 위치에서는 각각 할당된 지지 부재(16) 상에서의 지지를 통해 반응력(F)이 유도된다는 점이다. 상기 자유 길이(L)는 실질적으로 각각의 복원 부재(42)의 휨 강성, 및 그에 따른 그 스프링 강성을 정의하며, 하기에서 상세하게 설명되는 각각의 편향 질량 진자 유닛(72) 또는 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 구성에서 실질적인 역할을 하게 된다.
도 22의 측면도에서는, 앞에서 기술한 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 경우 이용될 수 있는 것과 같은, 나선형 압축 스프링으로서 형성된 예압 스프링(20)을 확인할 수 있다. 도 22에서는, 예압 스프링(20)이 캐리어(12) 또는 이 캐리어의 가장자리 영역(22)에서 지지되거나 지지될 그 반경 방향의 바깥쪽 단부 영역(82)으로부터 출발하여 지지 부재(16) 상에서 지지되는 그 반경 방향의 안쪽 단부 영역(84)까지 전반적으로 가늘어지는, 예컨대 원뿔대 유형으로, 또는 원추형 유형으로 가늘어지는 형태를 보유하는 점이 확인된다. 그 외에, 개별 권선들의 피치도 가변할 수 있으며, 도시된 예시에서 상기 변화는 반경 방향의 바깥쪽 단부 영역(82)과 반경 방향의 안쪽 단부 영역(84) 사이에서 권선들의 피치(G)가 증가하는 방식으로 이루어진다. 또한, 예컨대 상기 유형의 예압 스프링(20)을 제조하기 위해 이용되는 스프링 와이어의 두께에서 변화도 반경 방향의 바깥쪽 단부 영역(82)과 반경 방향의 안쪽 단부 영역(84) 사이에서 제공될 수 있다. 예압 스프링(20)의 상기 구조를 통해, 상기 예압 스프링은, 나선형 압축 스프링의 경우 전반적으로 존재하는 선형 힘/트래블 특성곡선과 상이하면서, 하기에서 상세하게 설명되는 것처럼 누진적인 강성을 갖는, 다시 말하면 증가하는 스프링 상수의 증가하는 압축을 갖는 특성곡선을 나타내게 한다.
앞에서 그 구조적인 구성의 관점에서 상세하게 기술한 비틀림 진동 감쇠 장치(10)는 기본적으로 회전수 적응형 질량 댐퍼로서 작동할 수 있어야 한다. 이는, 회전수에 따라 변동되는 여기 순서의 주파수에 대한 고유 주파수의 매칭을 유지하기 위해, 상기 진동 시스템의 고유 주파수가 여기 순서의 주파수와 함께 변위되어야 함을 의미한다. 이는, 도 23에서, 실선(K1)으로 도시되고 도 23에서 질량 댐퍼 고유 주파수로서도 표현되며 회전수에 걸쳐서 선형으로 변동되는 고유 주파수로 도시되어 있다. 상기 유형의 진동 시스템의 고유 주파수는 전반적으로 질량에 대한 스프링 강성의 비로부터 루트(root)에 의해 정의된다. 이는, 회전수에 걸쳐서 선형으로 변동되는 고유 주파수[곡선(K1)]의 유지를 위해, 도 23에서 곡선(K2)을 통해 도시된 것처럼, 회전수에 걸쳐서 스프링 강성 또는 스프링 상수의 포물선형 또는 2차식 증가(quadratic increase)가 필요함을 의미한다.
상기 유형의 진동 시스템의 구성 시 목표 설정은, 회전수에 따라서, 도 23에서 곡선(K2)을 통해 도시된 강성의 변동, 및 그 결과로 야기되는 고유 주파수의 선형 변형을 달성하는 것에 있다.
그 외에, 비틀림 진동 감쇠 장치(10) 내지 개별 편향 질량 진자 유닛들(72)의 구성 시 원칙은, 편향 질량(34)의 기본 상대 위치로의 복원력을 생성하는 복원 부재들(42)이, 도 24에 곡선 또는 직선(K3)으로 도시되어 있는 것처럼, 실질적으로 선형인 힘/트래블 특성곡선을 나타낸다는 점이다. 여기서 변동 범위(V) 이내에서 소정의 편차가 발생할 수 있다. 특히 편향이 적은 영역의 경우, 예컨대 판 스프링 유형으로, 또는 전반적으로 가요성 빔들로서 형성된 복원 부재들(42)은 두 지지 영역(64, 62) 사이의 정해진 자유 길이(L)에 대해 실질적으로 선형인 특성곡선(K3)을 나타낸다.
도 25에서는, 다시, 개별 복원 부재들(42)의 강성 또는 스프링 상수, 또는 모든 복원 부재(42)의 총 강성의 목표하는 포물선형 변동이 곡선(K2)에 따라서 회전수에 걸쳐 표시되는 방식으로 도시되어 있다. 여기서 주지할 사항은, 고려되는 진동 시스템들의 경우 기본적으로 회전 운동이 존재하고 기본 상대 위치로부터 각도 편향이 생성되는 상황을 바탕으로, 강성 또는 스프링 상수에 대한 단위로서 Nm/rad가 선택된다는 점이다.
그에 따라, 곡선(K2)의 포물선형 또는 2차식 증가를 달성하기 위해, 서로 다른 회전수들에 대해, 도 24에 도시된 것처럼, 복원 부재들(42)의 그에 상응하게 서로 다른 힘/트래블 특성곡선들을 제공해야 한다. 이는, 도 25에, 1000U/min 내지 4000U/min의 서로 다른 회전수들에 대해 각각 표시된, 복원 부재들 또는 모든 복원 부재(42)의 달성될 힘/트래블 특성곡선들(K3)을 통해 도시되어 있다.
도 26에는, 지지 부재들(16)의 반경 방향 포지셔닝에 따라서 복원 부재들(42)의 스프링 강성 또는 스프링 상수의 변동이 도시되어 있다. 예컨대 도 7에 도시되어 있는 것처럼, 지지 부재들이 그 기본 위치(BL)로부터 출발하여 반경 방향 바깥쪽을 향해 더욱더 멀리 변위될수록, 복원 부재들(42)의 자유 길이(L)는 더욱더 짧아지고 개별 복원 부재들(42)의 강성, 또는 복원 부재들(42) 그 전체의 강성은 더욱더 강해진다. 이는, 도 26에 도시된 곡선(K4)이 정성적으로, 지지 부재들(16)의 반경 방향 포지셔닝, 다시 말해 그 트래블에 따라서 생성되는 모든 복원 부재(42) 전체의 강성 또는 스프링 상수의 곡선을 나타낼 뿐 아니라, 단일 복원 부재(42)에 대한 상응하는 곡선도 나타냄을 의미한다. 이 경우, 도 26에서는, 그 밖에도, 기본 위치(BL)에서 존재하는 최소 강성(Smin)으로부터 출발하여, 반경 방향 바깥쪽에 위치하는 정지 위치(PA)에 도달할 때 최대 이용되는 강성(SMAX)이 존재할 때까지, 트래블에 걸쳐서 누진적인 증가, 다시 말하면 증가하는 기울기를 갖는 증가가 존재하는 점이 확인된다. 상기 정지 위치는, 예컨대 지지 부재들(16) 상의 가이드 돌출부들(66, 68)이 캐리어(12) 내, 또는 캐리어 디스크(28) 내의 할당된 리세스들(70, 71)의 반경 방향의 바깥쪽 단부 영역들 상에 안착되고 지지 부재들의 추가의 반경 방향 변위를 허용하지 않는 것을 통해 도달되거나 사전 설정될 수 있다.
이 경우, 트래블, 다시 말해 반경 방향 포지셔닝에 따라서 설정되는, 개별 복원 부재들 또는 모든 복원 부재(42)의 스프링 상수 또는 강성의 누진적인 변동으로부터 출발하여, 종국에 트래블에 따라서 설정되는, 곡선(K4)에 따른 강성과 중첩되어, 예컨대 도 25에서 곡선(K2)에 따라서 도시된 것처럼 회전수에 걸쳐서 강성의 원하는 포물선형 변동을 달성하기 위해, 도 27의 곡선(K5)에 따라서 도시된 것처럼 회전수에 따라서 설정되는, 개별 지지 부재들(16)의 누감적으로 증가하는 트래블을 달성해야 할 필요가 있다. 그 외에, 도 27에서는, 회전수 0으로부터 출발하여, 지지 부재들(16)이 우선 하한 회전수(DU)에 도달할 때까지 그 기본 위치(BL)를 유지하는 점이 확인된다. 이는, 예압 스프링들(20)의 예압된 장착을 통해 달성되면서, 회전수가 비교적 더 낮은 경우 원하지 않거나 정의되지 않은 조정이 개시될 수 없도록 하는 점을 보장한다. 그 다음, 하한 회전수(DU)를 초과할 때 비로소, 곡선(K5)을 통해 표현되는 누감적인 증가로 반경 방향 바깥쪽으로 향하는 지지 부재들(16)의 반경 방향 변위가 수행되며, 이는 종국에 회전수가 상대적으로 더 낮은 경우 사전 결정된 회전수 증가가, 회전수가 상대적으로 더 높은 경우에서보다 더 큰 반경 방향 변위를 야기한다는 점을 의미한다. 상한 회전수(DO)에 도달할 때, 지지 부재들(16)은 그 정지 위치(PA)에 도달하며, 그럼으로써 추가의 반경 방향 변위는 개시되지 않게 된다.
이처럼 도 27에 도시되어 있는, 회전수에 따라 설정되는 반경 방향 포지셔닝의 누감적인 곡선(K5)을 달성하기 위해, 반경 방향으로 안쪽을 향해 그 기본 위치(BL)를 향해 지지 부재들(16)에 하중을 가하는 예압 스프링들(20)은 기본적으로 도 28에 곡선(K6)에 따라서 도시된 그 힘/트래블 특성곡선의 누진적인 곡선을 보유하여 형성된다. 여기서도, 실질적으로 포물선형인 곡선이 선택된다. 또한, 정지 위치(PA)에 도달할 때 반경 방향의 바깥쪽에서 지지 부재들(16)의 반경 방향 변위의 제한을 바탕으로, 빗금으로 표시된 특성곡선의 상한 영역(O)은 이용되지 않는다. 종국에, 기본 위치(BL)와 정지 위치(PA) 사이에서는, 기본 위치(BL)에서의 예압에 상응하는 하한 힘(KU)과 상한 힘(KO) 사이의 영역이 이용된다.
스프링 트래블에 걸쳐서 스프링 힘의 상기 유형의 누진적인 증가를 통해, 반경 방향 바깥쪽을 향해 지지 부재들(16)의 증가하는 변위와 더불어, 여전히 계속 진행되는 변위에 대항하여 예압 스프링들(20)을 통한 누진적으로 증가하는 반력이 작용하며, 이는 기본적으로 증가하는 회전수와 더불어, 다시 말하면 반경 방향 바깥쪽을 향해 지지 부재들(16)의 증가하는 변위, 및 이와 동시에 예압 스프링들(20)의 증가하는 압축과 더불어, 도 27에서 확인할 수 있는, 반경 방향 포지셔닝의 누감적인 곡선(K5)을 달성한다.
지지 부재들(16)이 원심력 작용의 영향을 받을 뿐 아니라, 지지 부재들의 반경 방향 변위에 영향을 미치는 또 다른 요인들도 그 영향을 받는 상황을 바탕으로, 예압 스프링들(20)의 구성 시 서로 다른 추가의 관점들이 고려되어야 한다. 따라서, 그 압축 방향으로 반경 방향으로 배향되는 예압 스프링들(20) 자체는 원심력의 영향을 받는다. 이러한 원심력 영향은 도 29에 도시된 의미에서 예압 스프링들(20)을 통해 제공되어 반경 방향에서 안쪽으로 향하는 원심력을 감소시킨다. 여기서 곡선(K7)으로는 스프링들(20)을 통해 제공되는 스프링 힘에 대한 원심력 영향이 스프링 트래블에 걸쳐서, 다시 말하면 압축에 걸쳐서 표시되어 있으며, 증가하는 스프링 트래블은 반경 방향 바깥쪽으로 향하는 지지 부재들(16)의 증가하는 변위, 및 그에 따라 당연히 증가하는 회전수를 나타낸다. 여기서 증가하는 압축 및 그에 따른 증가하는 회전수와 더불어 원심력 영향이 증가하는 점이 확인되며, 이는 종국에 원심력이 회전수와 더불어 2차식으로 증가하는 것을 통해 야기되며, 증가하는 압축과 더불어 여전히 원심력 작용의 영향을 받는 예압 스프링들(20)의 영역들은 감소한다. 예압 스프링들(20)의 압축을 통해, 예압 스프링들의 반경 방향의 바깥쪽 단부 영역들(82)에서 시작하여 점점더 많은 권선이 포개어지며, 그럼으로써 여전히 블록 상에 배치되지 않는 권선들의 개수, 및 그에 따라 원심력의 영향을 받는 상기 권선들의 질량은 감소하며, 이에 따라서 회전수와 더불어 2차식으로 증가하는 원심력에도 불구하고 예압 스프링들(20)의 스프링 힘에 대한 원심력의 작용은 더욱 약한 강도로 감지될 수 있고 종국에는 다시 감소하게 된다.
따라서, 예압 스프링들(20)의 구성 시, 상기 원심력 작용은, 원하고 결과로 제공되는 힘/트래블 특성곡선의 유지를 위해, 기본적으로 함께 고려되어야 한다.
자명한 사실로서, 도 30에서 곡선(K8)에 따라서 표현되는 상황이면서, 원심 추로서 작동되는 지지 부재들(16) 상에 작용하는 원심력이 회전수와 더불어 2차식으로 증가하는 상기 상황은 예압 스프링들(20)에 의해 제공되고 반경 방향으로 안쪽을 향해 작용하는 예압에 추가 영향을 미친다. 그러나 지지 부재들(16)은 원심력의 영향을 받을 뿐 아니라 앞에서 논의한 하우징 내에 존재하는 유체도 그 원심력의 영향을 받는다. 원심력은 회전축까지의 반경 방향 간격이 증가함에 따라 마찬가지로 증가하는 상황을 바탕으로, 여기서는 반경 방향에서 안쪽으로부터 반경 방향 바깥쪽을 향해 원심력으로 인해 유체 내에서 형성되는 압력 기울기가 발생한다. 지지 부재들(16)이 예컨대 각각의 포지셔닝에서, 원심력으로 인해 반경 방향 바깥쪽에 축적되는 유체에 의해 완전하게 에워싸인다면, 반경 방향 바깥쪽을 향해 배향되는 표면 영역들 상에는, 반경 방향으로 안쪽을 향해 배향되고 그에 따라 계속 반경 방향에서 안쪽에 위치하는 표면 영역들 상에 작용하는 것보다 더 큰 유체 압력이 작용한다. 상기 압력차는 종국에, 도 30에서 곡선(K9)을 통해 도시된 것처럼, 예압 스프링들(20)을 보조하고 따라서 기본적으로 반경 방향에서 안쪽으로 향하면서 지지 부재들(16) 상에 작용하며 회전수와 더불어 증가하는 힘을 야기한다. 여기서 주지할 사항은, 특히 압력차를 통해 생성된 힘과 관련하여 도 30에는 정성적인 곡선(qualitative curve)만이, 다시 말하면 힘 레벨만이 도시된다는 점이다. 상기 힘은 반경 방향에서 안쪽으로 향하기 때문에, 상기 힘은, 지지 부재들(16) 상에 작용하고 곡선(K8)을 통해 도시된 원심력 작용을 기본적으로 상쇄하며, 따라서 음의 부호를 갖는다.
앞에서 도 29 및 도 30과 관련하여 설명한 영향 요인들을 요약하면, 도 28에서 곡선(K6)에 따라서 도시된 것과 같이 그 스프링 특성곡선이 기본적으로 누진적으로 증가하는 예압 스프링(20)에 대해, 도 31에서 곡선(K10)을 통해 도시된 것과 같이 결과로 야기되고 회전수에 걸쳐 표시된 스프링 힘이 발생한다. 도 31에는, 앞에서 곡선들(K7, K8 및 K9)에 따라서 설명했던 것과 같이 특성곡선(K6)에 중첩되거나, 또는 이 특성곡선을 상쇄하거나, 이 특성곡선을 보조하는 상이한 영향 요인들도 도시되어 있다. 따라서 조정 스프링들(20)은, 그 각각의 특성곡선들(K6)을 보유하여, 앞에서 기술한 영향 변수들의 고려하에 엔진 속도에 걸친 스프링 힘의 결과로 야기되는 곡선이, 곡선(K10)을 통해 도시된 것처럼, 종국에 도 27에서 확인할 수 있는 누감적으로 증가하는 곡선이면서 지지 부재들(16)의 반경 방향 포지셔닝의 상기 곡선(K5)을 초래하도록 구성된다. 이처럼 누감적으로 증가하는 곡선은 다시, 상기 반경 방향 포지셔닝 또는 트래블에 따라서 도 26의 곡선(K4)에 따라 변동되는 강성 또는 스프링 상수와 함께, 예컨대 도 24 및 도 25에서 곡선(K2)에 따라 도시된 것처럼, 회전수에 따라서, 누진적으로, 특히 포물선형으로 증가하는 진동 시스템의 강성의 목표하는 곡선을 야기한다. 이처럼 누진적이고 포물선형인 곡선(K2)은 다시 회전수에 걸쳐 고유 주파수의 선형 증가를 초래하며, 그에 따라 여기 순서에 대한 매칭이 유지될 수 있도록 하는 점을 보장한다. 그 외에, 시스템의 각각의 구성에 따라서, 유용하거나, 또는 변동을 위해 가용한 회전수 범위는 한계 회전수들(DU 및 DO) 사이에서 선택되거나 제한될 수 있다. 예컨대 예압 스프링들의 특성곡선들(K6)을 유지하기 위한 예압 스프링(20)의 구조, 또는 반경 방향의 바깥쪽 표면과 반경 방향의 안쪽 표면 사이에서 원하는 압력차를 설정하기 위한 지지 부재들(16)의 형성, 또는 자체의 힘/트래블 특성곡선들이 실질적으로 선형인 복원 부재들(42)의 구성과 같은 상이한 영향 요인들의 구성은, 종국에 상이한 영향 요인들 내지 특성곡선들의 중첩을 통해 강성 곡선(K2) 및 그에 따른 고유 주파수 곡선(K1)에 도달하기 위해, 예컨대 시험에서, 또는 커버 모델들에서 상호 간에 매칭될 수 있다.
도 32에서, 회전수에 걸쳐 표시된 곡선(K11)은 복원 부재들(42)의 영역에서 발생하는 최대 휨 응력을, 다시 말하면 진동 운동의 실행 동안 발생하는 최대 편향을 도시하고 있다. 이 경우, 회전수가 상대적으로 더 낮은 경우에만 리세스들(36)과 볼트들(40)의 상호 작용을 통해 제공되는 회전 각도 제한이 활성 상태가 될 정도로 큰 편향이 생성되는 점을 확인할 수 있다. 그러나 증가하는 회전수와 더불어, 편향 질량(34)의 진동 진폭과, 그에 따라서 변형 및 복원 부재들(42) 내에서 생성되는 휨 응력이 감소하며, 그럼으로써 회전수가 상대적으로 더 높은 경우, 필시 회전 운동 정지가 작용하게 됨으로써 개시되는 진동 시스템의 디튜닝(detuning)은 발생할 수 없게 되는 점이 보장된다.
하기에는 도 33 내지 도 37과 관련하여 앞에서 기술한 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 여러 가지 이용 가능성이 설명된다.
도 33에서, 파워 트레인(100)은 예컨대 내연기관으로서 형성된 구동 장치(102)를 포함한다. 구동 장치(102)와 변속기(104), 예컨대 자동 변속기 사이의 토크 흐름에서, 전반적으로 108로 표시되는 스타팅 부재의 회전하는 습식 챔버(106) 내에 앞에서 기술한 구성을 갖는 비틀림 진동 감쇠 장치(10)가 배치된다. 상기 비틀림 진동 감쇠 장치는 편향 질량(34)을 포함한 편향 질량 진자 어셈블리들(72)을 통해 제공되는 강성을 보유하고, 캐리어(12)로 파워 트레인(100)의 회전 컴포넌트에 연결된다. 이 경우, 회전하는 습식 챔버(106) 내에는 2개의 직렬 작동하는 비틀림 진동 댐퍼(110, 112)가 제공될 수 있고, 이 비틀림 진동 댐퍼들은 각각 1차측과 2차측, 및 이들 사이에서 작용하는 댐퍼 스프링들을 포함하며, 일차면, 2차측, 및 댐퍼 스프링들을 통해서는 구동 장치(102)와 변속기(104) 사이에서 전달되는 토크가 안내된다. 도시된 구현예에서, 비틀림 진동 댐퍼(110)의 2차측은 비틀림 진동 댐퍼(112)의 1차측과 연결되어 중간 질량(114)을 제공하며, 상기 중간 질량 상에는 캐리어(12)가 결합된다. 토크 흐름에서 변속기(104) 또는 변속기 출력 샤프트(116)에 후속하여, 각각의 플렉시블 조인트 디스크들(120, 122)과 이들 사이에 위치하는 카르단 샤프트(124)를 포함하여 전반적으로 118로 표시된 카르단 샤프트 어셈블리가 배치된다. 출력단에서 카르단 샤프트(124)는 액슬 드라이브 또는 디퍼렌셜(126)에 연결된다. 이 디퍼렌셜로부터 토크는 림들(128) 내지 타이어들(130) 상으로 전달된다. 예컨대 변속기 출력 샤프트(116), 디퍼렌셜과 림들(128) 사이의 전달 샤프트와 같은 상이한 전달 샤프트들, 또는 림들(128) 내지 타이어들(130)에 할당되어, 그 고유 탄성을 바탕으로, 각각의 강성(St)이 도시되어 있다.
도 33에는 주행 방향에서 세로 방향으로 장착된 파워 트레인(100), 다시 말하면 세로 방향으로 배향된 구동 장치(102)와 세로 방향으로 배향된 변속기(104)를 포함한 파워 트레인(100)이 도시되어 있는 반면에, 도 34에는 가로 방향으로 장착된 구동 장치(102) 및 변속기(104)를 포함한 파워 트레인(100)이 도시되어 있다. 구동 장치와 변속기 사이에는 예컨대 이중질량 플라이휠 형태의 비틀림 진동 댐퍼(132)가 위치하며, 비틀림 진동 댐퍼의 2차측은 마찰 클러치, 예컨대 건식 마찰 클러치(134)와 연결된다. 예컨대 마찬가지로 비틀림 진동 댐퍼를 구비하여 형성된 클러치 디스크(136)는 예컨대 수동 변속기로서 형성된 변속기(104)로 토크를 계속해서 전달한다.
비틀림 진동 댐퍼 내지 이중질량 플라이휠(132)의 2차측 상에는 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 캐리어(12)가 연결된다.
출력단에서는 변속기 출력 샤프트(116) 및 디퍼렌셜(126)에 후속하여, 그 두 림(128) 및 타이어(130)를 포함한 구동 액슬이 배치된다. 여기서도 St로 구동 샤프트들 및 휠들의 각각의 강성들이 도시되어 있다.
도 35에는, 스타팅 부재(108)로서, 구동 장치(102)에 후속하는 유체역학 토크 컨버터(150)를 포함하는 파워 트레인(100)의 일부분의 추가 예시가 도시되어 있다. 하우징 내지 이 하우징의 회전하는 습식 챔버(106) 내에는 이와 함께 회전하는 방식으로 임펠러(138)가 제공된다. 이 임펠러에 대해 축 방향으로 대향하여 터빈(140)이 제공된다. 임펠러(138)와 터빈(140) 사이에는 전반적으로 142로 표시된 스테이터가 위치한다. 임펠러와 터빈과 스테이터 사이에 유체 순환을 포함하는 유체역학 토크 전달 경로에 대해 평행하게, 토크 전달 경로는 록업 클러치(144)를 통해 적응될 수 있다. 록업 클러치에 후속하여서는 두 비틀림 진동 댐퍼(110, 112)가 배치되고, 이 비틀림 진동 댐퍼들 사이에는 중간 질량(114)이 형성된다. 이 중간 질량에는, 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 캐리어(12)와 마찬가지로 터빈(140)이 연결된다. 여기서 주지할 사항은, 예컨대 도 35에서도 확인할 수 있는 비틀림 진동 댐퍼는 2개의 커버 디스크와 이들 사이에 위치하는 중앙 디스크를 구비한 공지된 구성을 포함할 수 있으며, 두 커버 디스크 또는 중앙 디스크는 1차측에 할당되고 그 다음 각각 타측 어셈블리는 2차측에 할당된다는 점이다. 상기 유형의 각각의 비틀림 진동 댐퍼 내에서는, 상응하는 단계별 감쇠 특성을 획득할 수 있도록 하기 위해, 하나 이상의 스프링 세트가 병렬 또는 직렬로, 경우에 따라서는 단계별로 작동될 수 있다.
구동 장치(102)를 통해 유체역학 토크 컨버터의 입력 영역 내로 유도되는 비틀림 진동 또는 회전 불균일성은 록업 클러치(144)가 체결되거나 토크를 전달할 때 우선 토크 흐름에서 상류에 위치하는 비틀림 진동 댐퍼(110) 내에서 감소되거나 감쇠될 수 있다. 그 다음 여전히 중간 질량(114) 내로 유도되는 비틀림 진동은 상기 중간 질량에 연결된 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 작용하에 여기 순서에 대한 상응하는 구성을 통해 계속해서 감소되거나 흡수될 수 있다. 그 다음, 여전히 진행되는 필터링 또는 진동 감쇠는, 토크 흐름에서 하류에 후속되는 추가 비틀림 진동 댐퍼(112)를 통해 수행될 수 있다.
자명한 사실로서, 여기서는 여러 가지 변형이 실행될 수 있다. 따라서 예컨대 터빈(140)이 변속기 입력 샤프트 상에, 다시 말하면 비틀림 진동 댐퍼(112)의 2차측 상에 직접 연결될 수도 있으며, 그럼으로써 변속기 입력 샤프트의 질량 관성은 증가된다. 그 결과로, 토크 컨버터의 유체역학의 작용 영역에서, 록업 클러치(144)가 체결된 경우, 두 비틀림 진동 댐퍼(110, 112) 중 어느 쪽도 작동되지 않을 수도 있다.
추가 변형예의 경우, 터빈(140)은 편향 질량(34)을, 또는 그 일부분을 제공할 수도 있다. 그에 따라, 기능 융합 및 그에 따른 조밀한 구조 크기가 보장될 수 있다. 상기 유형의 구조의 결과로, 록업 클러치(144)가 체결 해제되고 토크가 터빈(140)을 통해 전달되면, 항상 비틀림 진동 감쇠 장치(10)도 토크 전달을 위해 이용될 수도 있으며, 이 경우 구성은 상기 상태에서 볼트들(40) 및 개구부들(36)의 회전 각도 제한 기능이 작동되는 방식으로, 다시 말하면 복원 부재들(42)이 과도한 하중을 받지 않는 방식으로 형성될 수 있다. 록업 클러치(144)가 체결되면, 터빈은 편향 질량으로서만 작동되며, 이는 유체의 상호 작용을 바탕으로 점성 감쇠에 기여한다.
또한, 자명한 사실로서, 록업 클러치(144)는 토크 흐름에서 두 비틀림 진동 댐퍼(110, 112) 사이에, 또는 심지어 그 이후에 위치할 수도 있으며, 터빈(140)이 출력단에서 록업 클러치(144) 상에 연결되는 점이 보장된다. 상응하는 방식으로, 자명한 사실로서, 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 캐리어(12)도 비틀림 진동 댐퍼(110)의 1차측 또는 비틀림 진동 댐퍼(112)의 2차측과 연결될 수도 있다.
도 36에는, 구동 장치(102)가, 예컨대 회전하는 습식 챔버(106) 내에 통합된 이중질량 플라이휠(132)을 통해 자체의 토크를 전달하는, 파워 트레인(100)의 변형예가 도시되어 있다. 이중질량 플라이휠의 2차측 상에는 비틀림 진동 감쇠 장치(10)가 그 캐리어(12)로 연결된다. 토크 흐름에서, 그 다음에는, 스타팅 부재, 예컨대 마찰 클러치(134)가 후속하여 배치된다.
도 37에는, 유체역학 토크 컨버터(150)가 부분 종단면도의 구조적인 설계도로 도시되어 있다. 토크 컨버터의 하우징(152)은 회전하는 습식 챔버(106)를 제공하고, 구동 측 하우징 셸(154)과 피동 측 하우징 셸(156)을 포함하며, 이 하우징 셸들은 동시에 임펠러 셸도 형성하고 그 내면 상에서는 회전축(A)을 중심으로 원주방향으로 연속되는 복수의 임펠러 블레이드(158)를 지지한다. 이처럼 제공되는 임펠러(138)에 대해 축 방향으로 대향하여 자체의 터빈 블레이들(160)을 포함한 터빈(140)이 위치한다. 임펠러(138)와 터빈(140) 사이에는 자체의 스테이터 블레이더들(162)을 포함한 스테이터(142)가 위치한다.
록업 클러치(144)는 회전을 위해 구동 측 하우징 셸(154)과 연결되는 구동 측 마찰 부재들 또는 디스크들(164), 및 회전을 위해 마찰 부재 캐리어(166)와 연결되는 피동 측 마찰 부재들 또는 디스크들(168)을 포함한다. 상기 마찰 부재들 또는 디스크들은 토크 전달을 위해, 또는 록업 클러치(144)의 체결을 위해, 클러치 피스톤(170)에 의해 상호 간에 압착될 수 있다. 토크 흐름에서 록업 클러치(144)에 후속하고 여기서는 반경 방향 바깥쪽에 포지셔닝되는 비틀림 진동 댐퍼(110)는 1차측으로서 마찰 부재 캐리어(166)와 연결된 중앙 디스크 부재(172)를 포함한다. 축 방향에서 중앙 디스크 부재의 양측에는 커버 디스크 부재들(174, 176)이 위치하며, 이 커버 디스크 부재들은 자체의 반경 방향의 바깥쪽 영역으로 실질적으로 비틀림 진동 댐퍼(110)의 2차측을 제공한다. 비틀림 진동 댐퍼(110)의 댐퍼 스프링들(180)을 통해서는, 중앙 디스크 부재(172), 다시 말해 1차측과 커버 디스크 부재들(174, 176), 다시 말해 2차측 사이에서 토크가 전달된다.
커버 디스크 부재들(174, 176)은 그 반경 방향의 안쪽 영역으로 반경 방향에서 안쪽에 포지셔닝되는 제2 비틀림 진동 댐퍼(112)의 2차측을 형성한다. 축 방향에서 상호 간에 단단히 연결되는 상기 디스크 커버 부재들 사이에는 추가의 중앙 디스크 부재(182)가 위치하며, 이 중앙 디스크 부재는 실질적으로 추가 비틀림 진동 댐퍼(112)의 2차측을 제공하면서 토크 전달을 위해 댐퍼 스프링들(184)에 의해 커버 디스크 부재들(174, 176)과 연결된다.
두 커버 디스크 부재(174, 176)는 실질적으로 중간 질량 어셈블리(114)도 제공하며, 이 중간 질량 어셈블리 상에는 예컨대 두 커버 디스크 부재(174, 176)를 상호 간에 단단히 연결하는 볼트들(186)에 의해 본 발명에 따라 구성되는 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 캐리어(12)가 연결된다. 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 플라이휠 질량(34)은 두 질량 링(30, 32) 및 캐리어 디스크(28)를 포함하여, 축 방향에서 실질적으로 반경 방향으로 지그재그 방식으로 배치되는 두 비틀림 진동 댐퍼(110, 112)와 터빈(140) 사이에 위치한다. 반경 방향에서 안쪽에 챔퍼링된 윤곽을 갖는 질량 링(32)의 형성을 통해, 상기 질량 링은 터빈(140)에 축 방향으로 중첩되면서 포지셔닝될 수 있으며, 그럼으로써 축 방향으로 조밀한 구조 크기가 가능해진다.
캐리어(12)는 반경 방향의 안쪽에서 베어링(188), 예컨대 미끄럼 베어링 또는 구름 베어링을 통해, 중앙 디스크(182) 상에 결합되는, 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 출력 허브(190) 상에 회전 가능하게 지지되는 점이 확인된다. 상기 출력 허브(190)에는 터빈(140)도 예컨대 공통 회전을 위해 톱니 치합을 통해 연결되며, 그럼으로써 터빈을 통해 안내되는 토크는 두 직렬 작동하는 비틀림 진동 댐퍼(110, 112)를 우회하면서 출력 허브(190) 내로 유도된다. 대체되는 방식으로, 앞에서 이미 설명한 것처럼, 터빈(140)은 캐리어(12) 상에, 또는 전반적으로 중간 질량(114) 상에 연결될 수도 있거나, 또는 그 질량 관성 모멘트를 높이기 위해 편향 질량(34) 상에 연결될 수도 있다.
주지할 사항은, 앞에서 기술한 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 구조적인 구현예들은, 이 경우 특히 도 23 내지 도 31과 관련하여 설명한 구성이 원하는 질량 댐퍼 특성의 유지를 위해 선택되는지의 여부와 무관하게, 독립적인 발명의 품질을 나타내며 그에 따라 본원에서 기술되는 발명의 독립적인 부분이라는 점이다.

Claims (24)

  1. 하나 이상의 편향 질량 진자 유닛(72; 72')을 포함하는, 바람직하게는 차량의 파워 트레인을 위한 비틀림 진동 감쇠 장치이며, 상기 하나 이상의 편향 질량 진자 유닛은,
    - 회전축(A)을 중심으로 회전 가능한 캐리어(12)와,
    - 상기 캐리어(12)와 관련하여 회전축(A)을 중심으로 원주방향으로 편향 가능한 편향 질량(34)과,
    - 캐리어 지지 영역(62; 62')에서 캐리어(12)와 관련하여, 그리고 편향 질량 지지 영역(64)에서 편향 질량(34)과 관련하여 지지되어 있거나 지지될 수 있는 변형 가능한 복원 부재(42)로서, 하나 이상의 방향으로 상기 캐리어(12)와 관련하여 기본 상대 위치로부터 편향 질량(34)의 편향으로 인해 변형되는 복원 부재(42)와,
    - 캐리어(12) 상에 반경 방향으로 운동 가능하게 지지되면서 캐리어 지지 영역(62; 62')을 제공하는 지지 부재(16; 16')로서, 상기 캐리어(12) 상에서의 지지 부재(16; 16')의 운동을 통해 캐리어 지지 영역(62; 62')과 편향 질량 지지 영역(64) 사이의 간격이 변동될 수 있으며, 상기 지지 부재(16; 16')는 반경 방향 안쪽의 기본 위치(BL)를 향해 예압되고, 캐리어(12)가 회전축(A)을 중심으로 회전하면 상기 예압에 대항하여 원심력의 작용하에 상기 기본 위치(BL)로부터 출발하여 반경 방향 바깥쪽을 향해 변위될 수 있는 지지 부재(16; 16')를 포함하는, 비틀림 진동 감쇠 장치에 있어서,
    적어도 임의의 회전수 범위(DU-DO) 내에서 기본 위치(BL)까지의 지지 부재(16; 16')의 반경 방향 간격이, 원심력 작용이 증가함에 따라 누감적으로 증가하고, 그리고/또는 원심력으로 인해 지지 부재(16; 16')가 반경 방향 바깥쪽을 향해 변위됨으로써 적어도 임의의 회전수 범위 내에서 복원 부재(42)의 스프링 강성이 누진적으로 증가하는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  2. 제1항에 있어서, 회전수와 복원 부재(42)의 스프링 강성 사이의 상관 관계는 포물선형 거동을 보이는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복원 부재(42)는, 바람직하게는 실질적으로 선형인 힘 특성곡선(K3)을 갖는 리턴 스프링, 바람직하게는 판 스프링 또는 토션 바 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 복원 부재(42)는 편향 질량(34)과 관련하여, 그리고/또는 캐리어(12)와 관련하여 고정되는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 부재(16; 16')는 기본 위치(BL)에서 예압을 받는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 부재(16; 16')에는, 기본 위치(BL)를 향해 상기 지지 부재를 예압하는 예압 어셈블리(20), 바람직하게는 예압 스프링(20)이 할당되는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  7. 제6항에 있어서, 예압 어셈블리(20)는 누진적인, 바람직하게는 포물선 형태의 예압 특성곡선(K6)을 갖는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 캐리어(12) 상에 지지 부재(16; 16')를 위한 가이드(14)가 제공되며, 지지 부재(16; 16')는 상기 가이드(14) 상에서 바람직하게는 실질적으로 반경 방향으로 운동 가능하게, 바람직하게는 원주방향 운동 유격을 수반하여 안내되는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 부재(16; 16')는 복원 부재(42)의 일측 외주면에만 캐리어 지지 영역(62)을 제공하기 위해 원주방향 지지 영역(58, 60; 58', 60')을 포함하는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  10. 제9항에 있어서, 지지 부재(16)는 복원 부재(42)의 양측 외주면에 원주방향 지지 영역(58, 60)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  11. 제10항에 있어서, 복원 부재(42)는 원주방향 운동 유격을 수반하여 원주방향 지지 영역들(58, 60) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 부재(16; 16')는 복원 부재(42)를 위한 관통 개구부(52)를 포함하고 복원 부재(42)를 따라 운동할 수 있으며, 바람직하게는 지지 부재(16; 16')의 질량 중심(M)이 상기 관통 개구부(52)의 영역에 놓이는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 편향 질량 진자 유닛(72; 72')은, 유체로 채워져 있거나 채워질 수 있는 하우징(152) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 편향 질량(34)이 캐리어(12)와 관련하여 기본 상대 위치에 포지셔닝될 때, 복원 부재(42)는 실질적으로 반경 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 편향 질량 진자 유닛(72; 72')은 바람직하게는 회전축(A)을 중심으로 상호 간에 실질적으로 균일한 원주방향 간격으로 이격되어 제공되는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  16. 제15항에 있어서, 2개 이상, 바람직하게는 모든 편향 질량 진자 유닛(72; 72')의 지지 부재들(16; 16')은 공통 캐리어(12) 상에 운동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 하나 이상의 편향 질량(34)은 2개 이상, 바람직하게는 모든 편향 질량 진자 유닛(72; 72')을 위한 공통 편향 질량(34)을 제공하는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  18. 제17항에 있어서, 공통 편향 질량(34)은 편향 질량 링(30, 32, 28)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  19. 하나 이상의 편향 질량 진자 유닛(72')을 포함하는, 바람직하게는 차량의 파워 트레인을 위한 비틀림 진동 감쇠 장치이며, 상기 하나 이상의 편향 질량 진자 유닛은,
    - 회전축(A)을 중심으로 회전 가능한 캐리어(12)와,
    - 상기 캐리어(12)와 관련하여 회전축(A)을 중심으로 원주방향으로 편향 가능한 편향 질량(34)과,
    - 캐리어 지지 영역(62')에서 캐리어(12)와 관련하여, 그리고 편향 질량 지지 영역(64)에서 편향 질량(34)과 관련하여 지지되어 있거나 지지될 수 있는 변형 가능한 복원 부재(42)로서, 하나 이상의 방향으로 상기 캐리어(12)와 관련하여 기본 상대 위치로부터 편향 질량(34)의 편향으로 인해 변형되는 복원 부재(42)와,
    - 캐리어(12) 상에 반경 방향으로 운동 가능하게 지지되면서 캐리어 지지 영역(62')을 제공하는 지지 부재(16')로서, 상기 캐리어(12) 상에서의 지지 부재(16')의 운동을 통해 캐리어 지지 영역(62')과 편향 질량 지지 영역(64) 사이의 간격이 변동될 수 있으며, 상기 지지 부재(16')는 반경 방향 안쪽의 기본 위치(BL)를 향해 예압되고, 캐리어(12)가 회전축(A)을 중심으로 회전하면 상기 예압에 대항하여 원심력의 작용하에 상기 기본 위치(BL)로부터 출발하여 반경 방향 바깥쪽을 향해 변위될 수 있는 지지 부재(16')를 포함하는, 비틀림 진동 감쇠 장치에 있어서,
    상기 지지 부재(16')는 상기 캐리어 지지 영역(62)을 제공하기 위해 복원 부재(42)의 일측 외주면에만 원주방향 지지 영역(58', 60')을 포함하는 것을 특징으로 하는, 비틀림 진동 감쇠 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 비틀림 진동 감쇠 장치(10)를 포함하는 차량용 파워 트레인.
  21. 제20항에 있어서, 파워 트레인(100)은, 스타팅 부재, 바람직하게는 유체역학 토크 컨버터(150) 또는 유체 클러치, 또는 습식 마찰 클러치, 또는 건식 마찰 클러치(132)를 포함하며, 하나 이상의 비틀림 진동 감쇠 장치(10)가 상기 스타팅 부재의 영역에 제공되는 것을 특징으로 하는, 파워 트레인.
  22. 제21항에 있어서, 스타팅 부재(150)는 터빈(140)을 포함하며, 상기 터빈(140)은 비틀림 진동 감쇠 장치(10)의 편향 질량(30)의 적어도 일부분을 제공하는 것을 특징으로 하는, 파워 트레인.
  23. 제20항, 제21항, 또는 제22항에 있어서, 파워 트레인(100)은, 1차측, 그리고 상기 1차측과 관련하여 댐퍼 스프링 어셈블리(180, 184)의 복원 작용에 대항하여 회전 가능한 2차측을 갖는 하나 이상의 비틀림 진동 댐퍼(110, 112; 132, 136)를 포함하며, 하나 이상의 비틀림 진동 댐퍼(110, 112)의 영역에 하나 이상의 비틀림 진동 감쇠 장치(10)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 파워 트레인.
  24. 제23항에 있어서, 2개의 비틀림 진동 댐퍼(110, 112)는 토크 흐름 내에서 상호 간에 직렬로 제공되고, 일측 비틀림 진동 댐퍼(110)의 2차측은 타측 비틀림 진동 댐퍼(112)의 1차측과 연결되어 중간 질량(114)을 제공하며, 하나 이상의 비틀림 진동 감쇠 장치(10)는 중간 질량(114)의 영역에 제공되는 것을 특징으로 하는, 파워 트레인.
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