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DE102009038416A1 - Drehschwingungsdämpfer für einen Elektromotor sowie Radnabenmotor - Google Patents

Drehschwingungsdämpfer für einen Elektromotor sowie Radnabenmotor Download PDF

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DE102009038416A1
DE102009038416A1 DE102009038416A DE102009038416A DE102009038416A1 DE 102009038416 A1 DE102009038416 A1 DE 102009038416A1 DE 102009038416 A DE102009038416 A DE 102009038416A DE 102009038416 A DE102009038416 A DE 102009038416A DE 102009038416 A1 DE102009038416 A1 DE 102009038416A1
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DE
Germany
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torsional vibration
vibration damper
axis
mass
rotation
Prior art date
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Ceased
Application number
DE102009038416A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Bogner
Raphael Dr. Fischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Ceased legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/14Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers
    • F16F15/1407Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
    • F16F15/145Masses mounted with play with respect to driving means thus enabling free movement over a limited range
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/04Balancing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0038Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor moving together with the wheel axle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B60K2007/0092Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor axle being coaxial to the wheel axle
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer für einen um eine Rotationsachse (03) rotierbaren Rotor eines Elektromotors. Im Weiteren betrifft die Erfindung einen Elektromotor, beispielsweise einen elektrischen Radnabenmotor zum Antrieb eines Rades eines Fahrzeuges. Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer dient dazu, die Drehschwingungen, insbesondere das Cogging eines Elektromotors wirksam zu mindern oder ggf. vollständig zu beseitigen. Hierfür muss der Drehschwingungsdämpfer gemeinsam mit einem rotierbaren Rotor des Elektromotors um eine Rotationsachse (03) des Rotors zu rotieren. Erfindungsgemäß umfasst der Drehschwingungsdämpfer mindestens eine Schwungmasse (06), welche durch eine Führungsanordnung (04) geführt ist. Die Führungsanordnung (04) erlaubt eine Verlagerung des Massenschwerpunktes der Schwungmasse (06) gegenüber der Rotationsachse (03) in tangentialer Richtung. Die Führungsanordnung (04) ist derart ausgelegt, dass bei der Verlagerung des Massenschwerpunktes der Schwungmasse (06) in tangentialer Richtung sich gleichzeitig der Abstand des Massenschwerpunktes der Schwungmasse (06) zu der Rotationsachse (03) ändert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer für einen um eine Rotationsachse rotierbaren Rotor eines Elektromotors. Im Weiteren betrifft die Erfindung einen Elektromotor, beispielsweise einen elektrischen Radnabenmotor zum Antrieb eines Rades eines Fahrzeuges.
  • Die DE 199 01 104 B4 zeigt einen Elektromotor mit einem Rückschlussring aus einem Gewebe, Gewirk oder Gestrick. Der Rückschlussring dient als Schwingungstilger.
  • Aus der DE 36 17 474 A1 ist ein Außenläufer-Motor bekannt, bei welchem in einem Kunststoff-Rotorteil zylindrische Vertiefungen vorgesehen sind, welche zur Aufnahme von z. B. kugelförmigen Wuchtgewichten dienen.
  • Die DE 41 42 993 A1 zeigt eine elektrische Maschine zur Umwandlung von elektrischer und mechanischer Energie, bei welcher eine Welle mit schwingungsdämpfenden bzw. schwingungstilgenden Elementen versehen ist.
  • Aus der DE 34 47 979 C2 ist eine elektronisch kommutierte Gleichstrommaschine bekannt, bei welcher mäanderförmige Leiterbahnen parallel oder in Reihe geschaltet sind.
  • Die DE 10 2005 008 148 A1 zeigt einen Hybrid-Antrieb, bei welchem eine elektrische Maschine und ein Verbrennungsmotor über ein Planetengetriebe miteinander gekoppelt sind.
  • Die DE 10 2006 040 220 A1 zeigt einen Radnabenmotor, bei welchem ein Rotor ringförmig aufgebaut ist und die für die Motorfunktion entscheidenden Bauteile, wie Feldspulen am Umfang des Radnabenmotors konzentriert sind.
  • Die DE 198 31 158 A1 zeigt ein Schwungrad mit einem ersten Schwungring und mit einem zweiten Schwungring, wobei mit dem zweiten Schwungring ein drehzahladaptiver Tilger festgelegt ist.
  • Aus der DE 597 091 , der FR 50.556 E , der GB 401,962 und der DE 10 2004 011 830 A1 sind verschiedene Drehschwingungsdämpfer bekannt.
  • Elektromotoren weisen eine Drehungleichförmigkeit auf, die durch das Rastmoment zwischen der Motorblechung und den Permanentmagneten hervorgerufen wird. Diese Drehungleichförmigkeit wird auch als Cogging bezeichnet. Die Ordnung der Ungleichförmigkeit hängt von der Polzahl ab und ist konstant. Das Cogging wirkt sich beispielsweise beim Antrieb von Fahrzeugen durch einen Elektromotor negativ auf den Fahrkomfort aus, insbesondere durch den erhöhten Geräuschpegel. Auch können andere Komponenten durch Induktion zum Schwingen angeregt werden, wodurch sich störende Geräusche und Vibrationen ergeben. Das Cogging kann durch einen Verzicht auf Eisen im Motor verhindert werden, was jedoch zu einer deutlich geringeren Leistung des Motors führt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Cogging von Elektromotoren, beispielsweise von Elektromotoren zum Antrieb eines Fahrzeuges in Form eines Radnabenmotors, wirksam zu mindern.
  • Die genannte Aufgabe wird durch einen Drehschwingungsdämpfer gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird weiterhin durch einen Elektromotor sowie durch einen elektrischen Radnabenmotor gemäß den beigefügten nebengeordneten Ansprüchen 14 und 15 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer dient dazu, die Drehschwingungen, insbesondere das Cogging eines Elektromotors wirksam zu mindern oder ggf. vollständig zu beseitigen. Hierfür muss der Drehschwingungsdämpfer gemeinsam mit einem rotierbaren Rotor des Elektromotors um eine Rotationsachse des Rotors zu rotieren. Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer drehfest mit dem Rotor des Elektromotors verbunden wird. Auch kann der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer eine Einheit mit dem Rotor ausbilden. Der Drehschwingungsdämpfer und der Rotor rotieren bei einem Betrieb des Elektromotors um die gemeinsame Rotationsachse. Erfindungsgemäß umfasst der Drehschwingungsdämpfer mindestens eine Schwungmasse, welche durch eine Führungsanordnung geführt ist. Die Führungsanordnung erlaubt eine Verlagerung des Massenschwerpunktes der Schwungmasse gegenüber der Rotationsachse in tangentialer Richtung. Beispielsweise kann die Führungsanordnung derart ausgeführt sein, dass sie eine Verlagerung des Massenschwerpunktes der Schwungmasse mit einem Drehwinkel von 10° bezogen auf die Rotationsachse gegenüber dem übrigen Drehschwingungsdämpfer bzw. gegenüber dem Rotor ermöglicht. Die Führungsanordnung ist derart ausgelegt, dass bei der Verlagerung des Massenschwerpunktes der Schwungmasse in tangentialer Richtung sich gleichzeitig der Abstand des Massenschwerpunktes der Schwungmasse zu der Rotationsachse ändert. Kommt es zu einer Veränderung der Drehzahl des Rotors bzw. des Drehschwingungsdämpfers, beispielsweise bei einer Drehschwingung des Rotors, so verlagert sich der Massenschwerpunkt der Schwungmasse in tangentialer Richtung im Rahmen der durch die Führungsanordnung definierten Weglänge. Gleichzeitig kommt es bei dieser Verlagerung dazu, dass sich der Abstand des Massenschwerpunktes der Schwungmasse zur Rotationsachse ändert, wodurch sich das Trägheitsmoment des Drehschwingungsdämpfers ändert. Diese Änderung des Trägheitsmoments wirkt der Veränderung der Drehzahl entgegen, wodurch Drehschwingungen verhindert werden können.
  • Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers besteht darin, dass er eine effektive Tilgung von Drehschwingungen eines Elektromotors ermöglicht, wodurch der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer anderen Lösungen, beispielsweise der Verwendung eines Zweimassenschwungrades deutlich überlegen ist.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers bilden die eine oder die mehreren Schwungmassen jeweils gemeinsam mit ihrer Führungsanordnung ein Fliehkraftpendel aus. Fliehkraftpendel stellen drehzahladaptive Tilger dar, sodass die Tilgung von der Ordnung der Schwingung, aber nicht von deren Frequenz abhängig ist. Die Tilgungsfrequenz ändert sicht mit der Anregungsfrequenz, wodurch Drehunförmigkeiten permanent verhindert werden. Dies ist insbesondere bei einer Drehschwingungsdämpfung eines Elektromotors für den Antrieb eines Fahrzeuges von Vorteil, da derartige Elektromotoren in der Regel mit sich ändernden Drehzahlen betrieben werden. Für die Ausführung von Fliehkraftpendeln sind aus dem Stand der Technik verschiedene Lösungen bekannt. Das Pendeln kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass die Schwungmasse durch die Führungsanordnung derart geführt wird, dass sie zwischen zwei Punkten hin- und herpendeln kann. Das Pendeln kann aber auch dadurch realisiert sein, dass eine Schwungmasse mit einer ungleichförmigen Massenverteilung rotierbar gelagert ist. Prinzipiell sind unterschiedlichste Ausführungen eines Fliehkraftpendels für den erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer geeignet.
  • Bevorzugt weist der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer mehrere der Schwungmassen auf, die um die Rotationsachse herum verteilt und von dieser beabstandet sind. Sämtliche der Schwungmassen sind bevorzugt gleich ausgeführt und um die Rotationsachse herum gleich verteilt, d. h. benachbarte Schwungmassen weisen jeweils einen gleichen Abstand zueinander auf. Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer kann beispielsweise mit vier oder acht Schwungmassen ausgeführt werden. Es können aber auch weniger oder mehr Schwungmassen verwendet werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Schwungmassen jeweils die äußere Form eines Zylinders auf und besitzen eine bezogen auf die Achse der Zylinderform ungleichmäßige Massenverteilung. Bei dieser Ausführungsform kann die Führungsanordnung derart ausgebildet sein, dass sie eine Rotation oder ein Abrollen der zylinderförmigen Schwungmassen ermöglicht. Bei der Rotation bzw. beim Abrollen der zylinderförmigen Schwungmassen verlagert sich der Massenschwerpunkt der einzelnen Schwungmassen in tangentialer Richtung, wobei sich gleichzeitig der Abstand des Massenschwerpunktes der jeweiligen Schwungmasse zu der Rotationsachse ändert.
  • Die ungleichförmige Massenverteilung der zylinderförmigen Schwungmassen ist bevorzugt dadurch realisiert, dass die Schwungmassen jeweils eine zylinderförmige Ausnehmung aufweisen, deren Achse parallel und beabstandet zur Achse der äußeren Zylinderform der Schwungmasse angeordnet ist. Die zylinderförmige Ausnehmung kann sich über die gesamte Höhe der Schwungmassen erstrecken.
  • Die zylinderförmigen Schwungmassen sind bevorzugt jeweils innerhalb eines die Führungsanordnung gebildeten hohlzylinderförmigen Lager drehbar gelagert. Die drehbare Lagerung erfolgt bevorzugt spielfrei. Die Lager sind mit ihren Achsen parallel zur Rotationsachse des Drehschwingungsdämpfers ausgerichtet. Um eine reibungsarme Lagerung zu ermöglichen, sind die Schwungmassen bevorzugt auf Wälzkörpern in den hohlzylinderförmigen Lagern gelagert. Als Wälzkörper eignen sich insbesondere Nadeln.
  • Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer umfasst bevorzugt einen scheibenförmigen Grundkörper, in welchem die hohlzylinderförmigen Lager ausgebildet sind. In der Rotationsachse ist eine Wellenaufnahme zur Befestigung des Drehschwingungsdämpfers an den Rotor des elektrischen Motors ausgebildet. Der scheibenförmige Grundkörper kann beispielsweise in Form eines flachen Zylinders ausgebildet sein. Die Symmetrieachse der Zylinderform bildet die Rotationsachse. Die flache Zylinderform erlaubt eine raumsparende Integration des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers in Antriebe, die mit einem Elektromotor ausgestattet sind. Die hohlzylinderförmigen Lager im scheibenförmigen Grundkörper sind bevorzugt um die Rotationsachse herum gleich verteilt und weisen zu dieser jeweils einen gleichen Abstand auf.
  • Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform sind die Schwungmassen jeweils durch ein Massesegment gebildet. In den Massesegmenten ist jeweils mindestens eine Führungskulisse der Führungsanordnung ausgebildet, mit welcher das Massesegment auf einem Führungszapfen der Führungsanordnung sitzt. Die Führungszapfen sind fest mit dem übrigen Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise mit einem Grundkörper, verbunden. Die Führungskulisse ist derart ausgebildet, dass das jeweilige Massesegment auf dem Führungszapfen verschoben werden kann, wobei der Massenschwerpunkt des Massesegmentes in tangentialer Richtung gegenüber der Rotationsachse gelagert wird und sich gleichzeitig der Abstand des Massenschwerpunktes des Massesegments zu der Rotationsachse ändert. Alternativ kann der Führungszapfen am Massesegment ausgebildet sein, während die Führungskulisse am Grundkörper ausgebildet ist.
  • Die Führungszapfen sind bevorzugt beabstandet von der Rotationsachse und parallel zu dieser auf einen scheibenförmigen Grundkörper des Drehschwingungsdämpfers angeordnet. Der scheibenförmige Grundkörper kann beispielsweise als flacher Zylinder ausgeführt sind, in dessen Symmetrieachse die Rotationsachse ausgebildet ist.
  • Die Massesegmente weisen bevorzugt jeweils die Form eines flachen Kreisringsektors auf, wobei die Massesegmente jeweils zwei gleiche der Führungskulissen besitzen, um eine sichere und reibungsarme Führung der Massesegmente zu ermöglichen. Die Führungskulissen sind bevorzugt jeweils als bogenförmiges Langloch ausgebildet. Die Enden des bogenförmigen Langloches sind zur Rotationsachse radial nach außen gerichtet. Die bogenförmigen Langlöcher definieren die Pendelbewegung des Fliehkraftpendels.
  • Der erfindungsgemäße Elektromotor weist einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Rotor drehfest mit einem erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer verbunden ist. Insbesondere kann der Drehschwingungsdämpfer integraler Bestandteil des Rotors sein. Somit kann der erfindungsgemäße Elektromotor ohne zusätzliche Drehschwingungsdämpfung in Maschinen oder in Fahrzeugen verwendet werden.
  • Der erfindungsgemäße elektrische Radnabenmotor dient zum Antrieb eines Rades eines Fahrzeuges mit einem eine Nabe umfassenden Rotor. Derartige elektrische Radnabenmotoren werden beispielsweise zum Antrieb eines Personenkraftwagens verwendet. Der elektrische Radnabenmotor umfasst einen erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer, welcher drehfest mit der Nabe verbunden ist.
  • Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers und des erfindungsgemäßen elektrischen Radnabenmotors, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
  • 1: eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers in einer seitlichen Ansicht;
  • 2: eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers in einer seitlichen Ansicht; und
  • 3: eine Schnittansicht eines elektrischen Radnabenmotors.
  • 1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers in einer seitlichen Ansicht. Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer umfasst zunächst einen Grundkörper 01, welcher die äußere Form eines flachen Zylinders aufweist. In der Symmetrieachse des zylinderförmigen Grundkörpers 01 ist eine Wellenaufnahme 02 ausgebildet, welche dazu geeignet ist, den Drehschwingungsdämpfer auf einer Welle eines Elektromotors (nicht gezeigt) zu befestigen. Die Achse der Wellenaufnahme 02fällt mit der Symmetrieachse des zylinderförmigen Grundkörpers 01 zusammen und bildet eine Rotationsachse 03, die gleichzeitig eine Rotationsachse des Elektromotors ist. Im Grundkörper 01 sind acht hohlzylinderförmige Lager 04 ausgebildet. Die Lager 04 weisen jeweils einen gleichen Abstand zur Rotationsachse 03 auf und sind um die Rotationsachse 03 herum gleich verteilt. Folglich weisen zwei benachbarte der Lager 04 jeweils einen gleichen Abstand zueinander auf. Die Achsen der hohlzylinderförmigen Lager 04 sind parallel zur Rotationsachse 03 ausgerichtet. In den Lagern 04 ist jeweils eine zylinderförmige Schwungmasse 06 drehbar gelagert. Die Schwungmassen 06 weisen jeweils eine zylinderförmige Ausnehmung 07 auf, deren Achse parallel zur Achse der zylinderförmigen Schwungmassen 06 ausgerichtet und von dieser beabstandet ist. Folglich ist die Massenverteilung in den Schwungmassen 06 bezogen auf die Achse der Schwungmassen 06 ungleichmäßig. Die drehbare Lagerung der Schwungmassen 06 in den hohlzylinderförmigen Lagern 04 erfolgt auf Nadeln 08, die als Wälzkörper fungieren. Die Nadeln 08 sind in jedem Lager 04 in einem Nadelkäfig 09 geführt.
  • 2 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers in einer seitlichen Ansicht. Der Drehschwingungsdämpfer umfasst zunächst einen Grundkörper 11, der im Querschnitt die Form eines Kreisringes aufweist. Der innere Kreis der Kreisringform des Grundkörpers 11 bildet eine Rotoraufnahme 12 aus, um den Drehschwingungsdämpfer auf einem Rotor eines Elektromotors (gezeigt in 3) befestigen zu können. Der Grundkörper 11 weist die äußere Form eines flachen Hohlzylinders auf, dessen Symmetrieachse eine Rotationsachse 13 bildet, um welche der Drehschwingungsdämpfer gemeinsam mit dem Rotor des Elektromotors rotiert. Der Drehschwingungsdämpfer umfasst weiterhin vier Massesegmente 14, die als Schwungmassen des Drehschwingungsdämpfers fungieren. Die Massesegmente 14 sind flach ausgeführt und weisen im Querschnitt in etwa die Form eines Kreisringsektors auf, der geringfügig weniger als einen Viertelkreis repräsentiert. Die vier Massesegmente 14 sind gleich ausgeführt und weisen jeweils zwei gleiche Führungskulissen 16 auf. Die Führungskulissen 16 sind ebenfalls gleich ausgeführt und besitzen die Form eines kreisbogenförmigen Langloches. Der Mittelpunkt der Kreisbogenform der Führungskulissen 16 ist jeweils bezogen auf die Rotationsachse 13 auf der radial außen liegenden Seite der Führungskulisse 16 angeordnet. Folglich ist die Außenseite der Kreisbogenform der Führungskulissen 16 jeweils zu der Rotationsachse 13 gerichtet. Die Massesegmente 14 sitzen mit ihren Führungskulissen 16 auf Führungszapfen 17, die am Grundkörper 11 befestigt sind. Die Führungszapfen 17 weisen jeweils einen gleichen Abstand zur Rotationsachse 13 auf. Die Achsen der Führungszapfen 17 sind parallel zur Rotationsachse 13 ausgerichtet. Die Führungszapfen 17 und die Führungskulissen 16 bilden Führungsanordnungen für die Massensegmente 14 aus, wodurch ein Pendeln der Massesegmente 14 gegenüber dem Grundkörper 11 ermöglicht ist.
  • 3 zeigt einen elektrischen Radnabenmotor 21 in einer Schnittansicht. Es sind weiterhin dargestellt ein Rad 22, welches einen Reifen 23 und eine Felge 24 umfasst, sowie eine Achsaufhängung 26 und eine Radachse 27. Die gezeigte Anordnung, umfassend die Radachse 27, den elektrischen Radnabenmotor 21 und das Rad 22 kann beispielsweise für Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen verwendet werden, um diese anzutreiben. Der Radnabenmotor 21 umfasst eine Nabe 28, die mithilfe von Kugeln 29 als Wälzkörper rotierbar auf der Radachse 27 gelagert ist. Die Felge 24 ist mithilfe von Radschrauben 31 an der Nabe 28 befestigt. Die Radachse 27 ist fest mit einem Stator 32 des elektrischen Radnabenmotors 21 verbunden. Mithilfe der Radschrauben 31 ist weiterhin eine Rotorscheibe 33 an der Nabe 28 befestigt, die sich umfänglich um den Stator 32 erstreckt. Hierfür weist die Rotorscheibe 33 im Längsschnitt eine umlaufende Ausbuchtung 34 auf, welche geeignet ist, um dort einen erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer, wie er beispielsweise in 2 gezeigt ist, anzuordnen. Dadurch kann der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer bauraumneutral in existierende Ausführungsformen von elektrischen Radnabenmotoren integriert werden. Weiterhin werden hierdurch die vom elektrischen Radnabenmotor erzeugten Drehschwingungen unmittelbar an deren Entstehungsort wirksam gemindert.
  • Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen elektrischen Radnabenmotors kann bei dem entsprechenden Fahrzeug ein Fahrkomfort erzielt werden, der vergleichbar mit dem Fahrkomfort moderner mit einem Verbrennungsmotor ausgestatten Fahrzeuge ist. Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer ist auch für elektrisch betriebene Fahrzeuge geeignet, bei denen der Antrieb nicht über einen Radnabenmotor, sondern über einen zentral angeordneten elektrischen Motor erfolgt. Bei einem solchen Antrieb kann der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer beispielsweise an einer Antriebswelle des elektrischen Motors angeflanscht werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 01
    Grundkörper
    02
    Wellenaufnahme
    03
    Rotationsachse
    04
    Lager
    05
    06
    Schwungmasse
    07
    Ausnehmung
    08
    Nadel
    09
    Nadelkäfig
    10
    11
    Grundkörper
    12
    Rotoraufnahme
    13
    Rotationsachse
    14
    Massesegment
    15
    16
    Führungskulisse
    17
    Führungszapfen
    18
    19
    20
    21
    Radnabenmotor
    22
    Rad
    23
    Reifen
    24
    Felge
    25
    26
    Achsaufhängung
    27
    Radachse
    28
    Nabe
    29
    Kugel
    30
    31
    Radschraube
    32
    Stator
    33
    Rotorscheibe
    34
    Ausbuchtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19901104 B4 [0002]
    • - DE 3617474 A1 [0003]
    • - DE 4142993 A1 [0004]
    • - DE 3447979 C2 [0005]
    • - DE 102005008148 A1 [0006]
    • - DE 102006040220 A1 [0007]
    • - DE 19831158 A1 [0008]
    • - DE 597091 [0009]
    • - FR 50556 E [0009]
    • - GB 401962 [0009]
    • - DE 102004011830 A1 [0009]

Claims (15)

  1. Drehschwingungsdämpfer für einen um eine Rotationsachse (03; 13; 27) rotierbaren Rotor (33) eines Elektromotors (21) mit mindestens einer Schwungmasse (06; 14), welche durch eine Führungsanordnung (04; 16, 17) geführt ist, wobei durch die Führungsanordnung (04; 16, 17) eine Verlagerung des Massenschwerpunktes der Schwungmasse (06; 14) gegenüber der Rotationsachse (03; 13; 27) in tangentialer Richtung ermöglicht ist, bei welcher sich der Abstand des Massenschwerpunktes der Schwungmasse (06; 14) zu der Rotationsachse (03; 13; 27) ändert.
  2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder die mehreren Schwungmassen (06; 14) jeweils gemeinsam mit der Führungsanordnung (04; 16, 17) ein Fliehkraftpendel ausbilden.
  3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er mehrere der Schwungmassen (06; 14) aufweist, die um die Rotationsachse (03; 13; 27) herum verteilt und von dieser beabstandet sind.
  4. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmassen (06) jeweils die äußere Form eines Zylinders aufweisen und eine bezogen auf die Achse der Zylinderform eine ungleichmäßige Massenverteilung besitzen.
  5. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmassen (06) jeweils eine zylinderförmige Ausnehmung (07) aufweisen, deren Achse parallel und beabstandet zur Achse der äußeren Zylinderform der Schwungmasse (06) angeordnet ist, wodurch die bezogen auf die Achse der Zylinderform der Schwungmasse ungleichmäßige Massenverteilung ausgebildet ist.
  6. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmassen (06) jeweils innerhalb einem die Führungsanordnung bildenden hohlzylinderförmigen Lager (04) drehbar gelagert sind, wobei die Lager (04) mit ihren Achsen parallel zur Rotationsachse (03) ausgerichtet sind.
  7. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmassen (06) jeweils auf Wälzkörpern (08) in den hohlzylinderförmigen Lagern (04) drehbar gelagert sind.
  8. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass er einen scheibenförmigen Grundkörper (01) umfasst, in welchem die hohlzylinderförmigen Lager (04) ausgebildet sind, wobei in der Rotationsachse (01) eine Wellenaufnahme (02) zur Befestigung des Drehschwingungsdämpfers an dem Rotor des Elektromotors ausgebildet ist.
  9. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die hohlzylinderförmigen Lager (04) um die Rotationsachse (03) herum gleich verteilt sind und jeweils einen gleichen Abstand zur Rotationsachse (03) aufweisen.
  10. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmassen jeweils durch ein Massesegment (14) gebildet sind, in welchem mindestes eine Führungskulisse (16) der Führungsanordnung (16, 17) ausgebildet ist, mit welcher das Massesegment (14) auf einem Führungszapfen (17) der Führungsanordnung (16, 17) sitzt.
  11. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass er einen scheibenförmigen Grundkörper (11) umfasst, auf welchem die Führungszapfen (17) beabstandet von der Rotationsachse (13) und parallel zu dieser angeordnet sind.
  12. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Massesegmente (14) jeweils die Form eines flachen Kreisringsektors besitzen und jeweils zwei gleiche der Führungskulissen (16) aufweisen.
  13. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskulissen (16) jeweils als bogenförmiges Langloch ausgebildet sind, wobei die Enden des bogenförmigen Langloches bezogen auf die Rotationsachse (13) radial nach außen gerichtet sind.
  14. Elektromotor mit einem Stator und mit einem Rotor, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor drehfest mit einem Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 13 verbunden ist.
  15. Elektrischer Radnabenmotor (21) zum Antrieb eines Rades (22) eines Fahrzeuges mit einen eine Nabe (28) umfassenden Rotor (28, 33), dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (28) drehfest mit einem Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 13 verbunden ist.
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