DE10005582A1 - Antriebsanordnung mit einem Antriebsstrang und einer elektrischen Maschine, z. B. in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung schafft eine Antriebsanordnung mit einem von einem Verbrennungsmotor (2) betriebenen Antriebsstrang (4) und einer dazu funktionell parallel angeordneten elektrischen Maschine (6), welche einen Stator (10) und einen am Antriebsstrang (4) festgelegten Rotor (8) aufweist, wobei eine oder mehrere pendelartig aufgehängte Tilgermasse(n) (20) am Rotor (8) der elektrischen Maschine (6) angeordnet oder mit dem Rotor (8) koppelbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung mit einem von einem Antriebsaggregat betriebenen Antriebsstrang und einer dazu funktionell parallel angeordneten elektrischen Maschi­ ne. Im Rotor der elektrischen Maschine ist ein Drehschwin­ gungstilger integriert, um etwaige Drehungleichförmigkeiten im Antriebsstrang zu kompensieren.

Bekanntlich treten z. B. bei Verbrennungskolbenmotoren auf­ grund der diskontinuierlichen Arbeitsweise eine Vielzahl unterschiedlicher Schwingungserscheinungen auf. Besonders bemerkbar machen sich die durch Drehmomentschwankungen des Verbrennungsmotors verursachten Drehschwingungen im An­ triebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Diese pflanzen sich über die übrigen Fahrzeugkomponenten fort und führen zu ei­ nem für die Fahrzeuginsassen störenden Geräusch- und Vibra­ tionspegel. Zur Minderung derartiger Drehschwingungen hat die Anmelderin bereits in der DE 44 47 537 A1 ein aktives Schwingungsdämpfungssystem für den Antriebsstrang eines Kraftfahrezuges beschrieben. Dieses umfaßt eine mit ihrem Rotor unmittelbar auf der Kurbelwelle des Verbindungsmotors festgelegte elektrische Maschine, welche je nach Art und Größe der auftretenden Drehungleichförmigkeit die Kurbel­ welle mit entsprechenden gegenphasigen Momenten zur Kompen­ sation der Drehungleichförmigkeit belastet. Die hierfür aufgewendete elektrische Energie wird letztlich aus dem Kraftstoff des Kraftfahrzeuges gespeist. Dieser zusätzliche Kraftstoffverbrauch ist bei modernen Fahrzeugen jedoch un­ erwünscht. Um den Verbrauch zu begrenzen, wird das aktive Dämpfungssystem beispielsweise nur im Bereich großer Schwingungsamplituden und geringer Drehzahlen eingesetzt, etwa im Bereich von der Leerlaufdrehzahl bis zu ca. 2500 min^-1. In der DE 44 47 537 A1 ist auch vorgeschlagen wor­ den, das aktive Schwingungsdämpfungssystem mit einem passiv arbeitenden Drehschwingungstilger zu kombinieren, nämlich einem sog. Gummi- bzw. Elastomer-Tilger, bei welchem die die Drehungleichförmigkeiten kompensierende Tilgermasse über ein oder mehrere Gummielemente mit der Kurbelwelle elastisch gekoppelt ist. Hierfür besteht der Rotor der funktionell parallel geschalteten elektrischen Maschine aus einer ringartigen - über eine radial innen liegende kreis­ förmige Gummischicht angekoppelte - Tilgermasse, die gegen­ über der Kurbelwelle im Rahmen der elastischen Ankopplung drehelastich ist. Zwar ist die Kombination mit dem passiven Gummi-Tilger günstiger im Hinblick auf den Kraftstoffver­ brauch, jedoch hat sie auch Nachteile: der im Rotor der elektrischen Maschine eingebaute Gummi-Tilger unterbricht gewissermaßen den Drehmomentübertragungsweg der elektri­ schen Maschine auf die Kurbelwelle. Der radial außen lie­ gende Teil des Gummi-Tilgers bildet gleichzeitig den elektrisch aktiven Teil des Rotors, wobei das Moment der elektrischen Maschine dann über die zwischengeschaltete Gummischicht auf die Kurbelwelle des Kraftfahrzeuges über­ tragen wird, was im Laufe der Zeit zur Ermüdung des Gummi­ materials und gegebenenfalls zu einer Beschädigung des Gum­ mi-Tilgers führen kann. Dazu kommt auch, daß die im Bereich des Verbrennungsmotors herrschenden erhöhten Temperaturen zu einer unerwünschten Beeinflussung des Gummimaterials und damit der Dämpfungseigenschaften des Gummi-Tilgers führen können.

Im Stand der Technik klassischer Drehschwingungstilger sind auch sogenannte Pendeltilger, d. h. Drehschwingungstilger mit pendelartig aufgehängten Tilgermassen, bekannt. Ein Beispiel hierfür ist in der DE 43 40 293 A1 beschrieben. Danach weist ein derartiger Pendeltilger ein mit einer ro­ tierenden Welle verbundenes Nabenteil auf, an dessen Peri­ pheriebereich zumindest zwei eine Trägheitsmasse aufweisen­ de Pendelelemente schwenkbar verbunden sind. Etwaige Dre­ hungleichförmigkeiten, welche der Drehbewegung der rotie­ renden Welle überlagert sind, bewirken eine Pendelbewegung der Trägheitsmassen in entgegengesetzter Richtung, die ge­ eignet ist, dämpfend auf die Störschwingungen zu wirken. Wie üblich wird der in der DE 43 40 293 A1 offenbarte Dreh­ schwingungspendeltilger direkt an der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine befestigt. Eine anderweitige An­ wendung, insbesondere in Verbindung mit anderen Bauteilen, wird weder erwähnt noch angeregt.

Desweiteren wird zum Stand der Technik noch die DE 196 31 384 A1 der Anmelderin genannt. Dort ist die Kombination ei­ nes aktiven Schwingungsdämpfungssystems mit einer Schwin­ gungsisolierungseinrichtung, insbesondere einem Zweimassen­ schwungrad, offenbart. Dabei ist die Schwingungsisolie­ rungseinrichtung platzsparend im Rotor der elektrischen Ma­ schine eingebaut. Da sich jedoch die Wirkung der Schwin­ gungsisolierung grundsätzlich von derjenigen eines Schwin­ gungstilgers unterscheidet, ist diese Anordnung noch weiter von der hier vorgeschlagenen entfernt.

Die Erfindung zielt demgegenüber darauf ab, eine in puncto Schwingungsdämpfungsverhalten und Lebensdauer verbesserte Antriebsanordnung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen.

Dieses Ziel erreicht die Erfindung durch den Gegenstand nach Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrie­ ben.

Danach schafft die Erfindung eine Antriebsanordnung mit ei­ nem von einem Antriebsaggregat betriebenen Antriebsstrang, z. B. der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, und einer dazu funktionell parallel angeordneten elektrischen Maschi­ ne, welche einen Stator und einen am Antriebsstrang, z. B. auf der Kurbelwelle oder einer damit gekoppelten Welle, festgelegten Rotor aufweist, mit einem im Rotor der elek­ trischen Maschine integrierten Drehschwingungstilger, wobei eine oder mehrere pendelartig aufgehängte Tilgermasse(n) am Rotor angeordnet oder mit dem Rotor koppelbar ist/sind. Be­ vorzugt ist jeder Pendeltilger ein nach dem Prinzip des Sa­ razin-Pendels arbeitender Drehschwingungstilger.

Jeder auf diese Weise integrierte Drehschwingungstilger ar­ beitet aufgrund der Pendelaufhängung drehzahladaptiv, d. h. es läßt sich damit praktisch unabhängig von der jeweiligen Drehzahl des Antriebstranges eine gute Tilgerwirkung erzie­ len. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Drehschwingun­ gastilger hat gegenüber der einleitend geschilderten be­ kannten Ausgestaltung mit Gummi-Tilger den Vorteil, daß die Grundstruktur des Rotors der elektrischen Maschine im Prin­ zip unverändert bleibt, d. h. der Rotor in sich starr ist und die Momente der elektrischen Maschine direkt auf die rotierende Welle des Antriebsstranges überträgt. Ein Gum­ mielement, wie beim dem bekannten integrierten Gummi- Tilger, ist dabei nicht zwischengeschaltet. Auf diese Weise bleibt der integrierte Drehschwingungstilger auch im Lang­ zeitbetrieb vollständig intakt, selbst wenn z. B. bei vielen Startvorgängen eines Kraftfahrzeuges hohe Startmomente über den Rotor der elektrischen Maschine auf die Kurbelwelle übertragen worden sind. Dies ist besonders dann von Vor­ teil, wenn wie in der Automobilindustrie jede Verbesserung der Zuverlässigkeit und die Verringerung der Reparaturko­ sten von großer Bedeutung sind. Daneben schafft die Erfin­ dung ein neuartiges Bauteil, nämlich eine elektrische Ma­ schine mit im Rotor integriertem/n Pendeltilger(n), welches sich durch einen großen Drehzahltigungsbereich, geringes Gewicht und eine platzsparende Bauweise auszeichnet.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Vermeidung der elasti­ schen Gummikupplung bekannter Gummi-Tilger ist auch, daß das Dämpfungsverhalten des erfindungsgemäßen Drehschwin­ gungstilgers weitgehend temperaturunabhängig ist, was bei den im Bereich z. B. eines Verbrennungsmotors herrschenden Temperaturen wichtig ist.

Bevorzugt ist der Rotor der elektrischen Maschine bezüglich seiner elektrischen und magnetischen Funktionen innen hohl ausgebildet und die Tilgermasse(n) im Hohlraum des Rotors untergebracht. Der elektrisch bzw. magnetisch wirksame Teil des Rotors bildet dabei z. B. einen Hohlzylinder, wobei kein elektrischer und/oder magnetischer Rückfluß in die Ro­ torachse stattfindet. Der im Innern des Rotors verbleibende Hohlraum dient der Aufnahme des/der erfindungsgemäßen Pen­ deltilger. Durch diese Art der Integration des/der Pendel­ tilger im Rotor werden nicht nur Gewicht sondern auch Ab­ messungen der Antriebsanordnung insgesamt entscheidend ver­ ringert. Diese Art der Integration bringt ferner den Vor­ teil einer günstigen Platzausnutzung mit sich, nämlich in Richtung einer radialen Verschiebung der Tilgermassen weg von der Rotationsachse. Dies ist dann besonders zweckmäßig, wenn durch Erhöhung des Trägheitsmoments die Schwingungsei­ genschaften des Antriebsstranges variiert werden sollen. Bei gleichen Massen erzielt man bei einer radialen Anord­ nung in Folge der innen hohlen Rotorbauweise ein höheres Trägheitsmoment, das günstig für das Fahrzeuggewicht und damit für einen reduzierten Kraftstoffverbrauch ist.

Bei einer besonders bevorzugten Rotorbauweise hat dieser ein radial außen liegendes, elektrisch aktives Teil und ein demgegenüber innen liegendes z. B. zylinderartiges Träger­ teil (Flanschteil), welches das elektrisch aktive Teil mit dem Antriebsstrang verbindet, wobei am Trägerteil seitlich - ein- oder beidseitig - eine oder mehrere Tilgermasse(n) um von der Rotationsachse beabstandete Schwenkachsen schwenkbar festgelegt ist/sind. Bevorzugt ist dabei jede Tilgermasse über einen sich parallel zur Rotationsachse erstreckenden Bolzen, der seitlich am Rotorträgerteil befe­ stigt ist, schwenkbar gelagert. Dabei kann das Lager ein 360°-Drehkugellager sein; oder der Bereich des Lagers ist auf einen Schwenkbereich um eine Stellung der Tilgermassen herum festgelegt, in welcher die Tilgermassen von der Rota­ tionsachse aus radial nach außen gerichtet sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Tilgermassen jeweils durch ein Rückstellmittel, z. B. eine dem Schwenklager zugeordnete me­ chanische Rückstellfeder, im nicht drehenden Zustand des Rotors in eine Ruheposition bringbar sind, in welcher die Pendeltilger von der Achse des Antriebsstranges aus radial nach außen gerichtet sind. Hierdurch werden etwaige Geräu­ sche und/oder Unwuchten bei der An- und Auslaufphase der elektrischen Maschine verhindert. Außerdem läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Drehschwingungstilger unabhängig von der jeweiligen Drehzahl sofort bei Auftreten einer Drehun­ gleichförmigkeit eine Tilgerwirkung erreichen.

Bevorzugt ist jede Tilgermasse derart am Rotor gelagert, daß sie um ein oder mehrere Pendelfußpunkte schwenkbar ist. Hiermit kann man vorteilhaft das Dämpfungsverhalten des er­ findungsgemäßen Drehschwingungstilgers gezielt festlegen und ggf. den maximalen Tilgungsbereich zu in einem Kraft­ fahrzeug kritischen Frequenzen hin verschieben und damit die Tilgungseffektivität verbessern.

Grundsätzlich sind verschiedene Formen und Bauweisen für die pendelartig aufgehängten Tilgermassen denkbar. Bevor­ zugt sind sie einstückig aus einer Pendelmasse und einem daran anschließenden Pendelarm aufgebaut, der z. B. an einem seitlichen Vorsprung des Rotorträgerteils schwenkbar gela­ gert ist. Diese Bauweise ist einfach und kompakt, daher für eine Großserienproduktion geeignet, und im übrigen wenig störanfällig. Denkbar sind aber auch Anwendungen, bei wel­ chen eine Pendelmasse nicht starr mit der jeweiligen Schwenkachse verbunden sondern über eine elastisch biegsame Verbindung, z. B. einem Drahtseil oder einem Blechstreifen, aufgehängt ist. Eine solche biegsame Verbindung kann vorzugsweise auch elastisch dehnbar ausgebildet sein. All die­ se Varianten bieten geeignete Möglichkeiten, um das Til­ gungsverhalten des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers gezielt festzulegen. Bevorzugt ist die Tilgermasse mit ei­ nem elastischen Material, z. B. Gummi oder einem Polymerma­ terial, ummantelt. Dies hat vor allem den Vorteil, daß et­ waige Klappergeräusche durch ein Anstoßen der Tilgermassen am Trägerteil des Rotors der elektrischen Maschine weitge­ hend vermieden werden. Außerdem ist eine derartige Ummante­ lung der Tilgermassen aus Gründen der Toleranz sinnvoll. Bei einer weiteren bevorzugten Variante ist die Tilgermasse aus einer mit Metallteilen, z. B. Bleipulver, gefüllte Gum­ mi- oder Elastomermischung ummantelt. Eine solche Ausge­ staltung hat den Vorteil, daß sie einfach durch einen ge­ eigneten Formgebungsprozeß in die für eine bestimmte Til­ gungsfunktion gewünschte Form bringbar ist.

Die in der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung eingebaute elektrische Maschine kann grundsätzlich von jeglicher Art sein. Für die Integration der Pendeltilger besonders gün­ stig ist eine Drehfeldmaschine in Asynchron- oder Synchron­ bauweise, deren Rotor ein Kurzschlußläufer ist.

Die erfindungsgemäß zum Antriebsstrang funktionell parallel geschaltete elektrische Maschine ist vielseitig einsetzbar. Besonders vorteilhaft ist die Kombination der drehzahladap­ tiven Schwingungstilgung mit einer aktiven Schwingungsdämp­ fung. Dabei dient die erfindungsgemäße elektrische Maschine zusätzlich als aktiver Drehschwingungsdämpfer, der über den Rotor gegenphasig zu Drehungleichförmigkeiten im Antriebs­ strang Wechseldrehmomente zur Kompensation der Drehun­ gleichförmigkeiten erzeugt. Die aktiv dämpfende elektrische Maschine hat dann die Funktion, die von den drehzahlabhän­ gig arbeitenden integrierten Pendeltilger nicht erfaßten, noch verbleibenden Ungleichförmigkeiten zu kompensieren. Auf diese Weise wird die von der elektrischen Maschine be­ nötigte Energie und damit z. B. der Kraftstoffverbrauch in einem Kraftfahrzeug deutlich reduziert.

Zusätzlich übernimmt die elektrische Maschine der erfin­ dungsgemäßen Antriebsanordnung z. B. in einem Kraftfahrzeug bevorzugt noch folgende Aufgaben: Starter zum Starten des Verbrennungsmotors; Generator zur Versorgung elektrischer Verbraucher und/oder mindestens einer Fahrzeugbatterie; ge­ neratorische Fahrzeugbremse, wobei die erzeugte Energie zur Wiedergewinnung gespeichert wird; und/oder Antrieb des Fahrzeuges, insbesondere als Antriebshilfe, bevorzugt als Beschleunigungsunterstützung, des Fahrzeuges neben dem Ver­ brennungsmotor. Auf diese Weise schafft die Erfindung ein multifunktionelles Bauteil, das aufgrund seiner Bauweise besonders einfach, verschleißfrei, schnell und geräuscharm ist und die üblicherweise hierfür benötigten verschiedenen Aggregate erspart.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele. In der Beschreibung wird auf die beigefügte schematische Zeichnung Bezug genommen. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Sarazin- Pendels;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsge­ mäßen Antriebsanordnung mit einem Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsge­ mäßen elektrischen Maschine mit integrierten Pen­ deltilgern; und

Fig. 3 eine schematische Detailansicht eines beispiel­ haften Pendeltilgers.

Zur Drehschwingungskompensation in rotierenden Wellen, z. B. der Kurbelwelle im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, schlägt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung die Kombina­ tion einer aktiven Schwingungsdämpfung mit einer adaptiv arbeitenden Schwingungstilgung vor. Konstruktiv ist/sind hierbei im Rotor einer z. B. auf der Kurbelwelle sitzenden elektrischen Maschine (vgl. Fig. 2), mit welcher aktiv Drehungleichförmigkeiten kompensierende Gegenmomente auf die Kurbelwelle aufgebracht werden können, einer oder mehrere Pendeltilger integriert.

Bevorzugt ist ein solcher Pendeltilger ein auf der Basis des Sarazin-Pendels arbeitender Drehschwingungstilger. Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, wird ein Sarazin-Pendel durch eine rotierende Scheibe s gebildet, an dessen äußerer Peripherie ein einfaches Pendel, z. B. ein Fadenpendel oder ein starres Pendel, mit der Pendellänge 1 aufgehängt ist. Die Theorie des Sarazin-Pendels (Fliehkraftpendels) und dessen Anwendung als Drehschwingungstilger z. B. an einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeuges ist an sich bekannt (vgl. die einleitend genannte DE 43 40 293 A1). Bei Rotation der Scheibe wird die Pendelmasse fliehkraftbedingt im größtmög­ lichen Abstand zur Drehachse mitgenommen. Eine die Rotati­ onsbewegung überlagernde Drehungleichförmigkeit oder Dreh­ schwingung hat zur Folge, daß die Pendelmasse m eine von der Drehzahl abhängige, der Drehungleichförmigkeit entge­ gengesetzt gerichtete Pendelbewegung ausführt, das heißt eine beschleunigende Drehungleichförmigkeit abbremst und eine verzögernde Drehungleichförmigkeit beschleunigt. Diese Pendelbewegung führt gleichzeitig zu einer Relativverlage­ rung der Trägheitsmasse bezogen auf die Rotationsachse der Scheibe und ist daher geeignet, drehzahladaptiv in hohem Maß dämpfend auf Drehungleichförmigkeiten und Drehschwin­ gungen der rotierenden Scheibe zu wirken.

Gemäß Fig. 2 wird eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung z. B. in einem Kraftfahrzeug angewendet. Diese umfaßt einen Verbrennungsmotor 2 mit einer Kurbelwelle 4, auf welcher direkt eine elektrische Maschine 6 festgelegt ist, d. h. funktionell parallel zum Verbrennungsmotor 2 und damit zum Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges geschaltet ist. In der Kurbelwelle können weitere Bauelemente zwischengeschaltet sein und es schließen sich die üblichen hier nicht darge­ stellten Elemente an, wie etwa eine Kupplung und eine Ge­ triebeeingangswelle, welche zu einem Getriebe führt, das die Räder des Kraftfahrzeuges auf bekannte Art und Weise antreibt. Die elektrische Maschine 6 hat einen drehfest mit der Kurbelwelle 4 verbundenen, in sich starren Rotor 8, welcher die Momente der elektrischen Maschine 6 direkt auf die Kurbelwelle 4 überträgt. Der Rotor 8 ist aus einem ra­ dial außenliegenden elektrisch aktiven Teil, bestehend aus einem Blechpaket 12 und einem Kurzschluß-Käfigläufer 13 mit in Axialrichtung verlaufenden Käfigstäben, die an ihren En­ den durch einen längs des Umfangs verlaufenden Leiter elek­ trisch und mechanisch verbunden sind, aufgebaut. Das elek­ trisch aktive Rotorteil ist über ein zylinderartig ausge­ bildetes Trägerteil 16 mit der Kurbelwelle 4 starr verbun­ den. Das Trägerteil 16 geht in Kurbelachsennähe in eine Na­ be 17 über, die fest auf der Kurbelwelle 4 sitzt. Insgesamt ist der Rotor 6 innen weitgehend hohl und bietet somit Platz für die Aufnahme eines Drehschwingungstilgers, so daß eine axial kompakte Bauweise mit radial außen angeordnetem elektrischen/magnetischen Rückfluß und hierzu radial innen angeordneter Drehschwingungstilgung vorliegt.

Ferner ist ein ortsfester, mit Spulen 9 bestückter Stator 10 der elektrischen Maschine 6 am Motorgehäuse oder am Ge­ triebegehäuse befestigt. Bevorzugt ist die elektrische Ma­ schine eine Asynchronmaschine, deren Statorspulen 9 als Drehstromwicklung ausgebildet sind, die z. B. von einem Pulswechselrichter zur Erzeugung von Drehfeldern mit Strom frei einstellbarer Frequenz, Phase und/oder Amplitude ge­ speist werden.

Als drehzahladaptive Drehschwingungstiger sind in dem Hohl­ raum des Rotors 8 der elektrischen Maschine 6 an einer Sei­ te des Rotorträgers 16, ggf. auch beidseitig, in einem ra­ dial außen liegenden Umfangsbereich zwei, ggf. auch vier, gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Pendeltilger 20 angeordnet. Diese sind jeweils um einen Pendelfußpunkt 21 in Umfangsrichtung schwenkbar gelagert. Hierzu weist das Rotorträgerteil 16 am Ort der Pendelfußpunkte 21 eine ent­ sprechende Schwenk- oder Drehlageraufhängung auf, die - gemäß Fig. 3 - im einfachsten Fall aus einem vom Rotorträger 16 seitlich vorstehenden Zylinderbolzen 23 besteht, auf welchem der jeweilige Pendeltilger 20 drehbar festgelegt ist. Bevorzugt sind die Schwenklager mit einem schematisch eingezeichneten Rückstellmittel 24, z. B. mechanischen Rück­ stellfedern, ausgestattet, solcherart, daß die Pendeltilger 20 im Ruhezustand des Rotors 6 eine radial nach außen ge­ richtete Position einnehmen. Hierdurch werden etwaige Klap­ pergeräusche und/oder Unwuchten bei einer einsetzenden Drehbewegung verhindert. Die Wirkung der auf diese Weise im Rotor 6 integrierten Pendelmassen 20 entsprechen jeweils derjenigen des im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Sa­ razin-Pendels und führen zu einer drehzahlabadaptiven Til­ gung von Drehungleichförmigkeiten der Kurbelwelle 4, und zwar im gesamten Drehzahlbereich.

In Fig. 3 ist ein Beispiel für die Ausbildung eines der oben beschriebenen Pendeltilger 20 dargestellt. Dieser um­ faßt eine im wesentlichen scheibenförmige Tilgermasse 25, welche einstückig mit einem Schwenkarm 26 verbunden ist. Der Schwenkarm 26 ist am Pendelfußpunkt 23 mit dem Rotor 6 (siehe Fig. 2) drehbar verbunden, indem er z. B. um einen am Rotorträger 16 seitlich vorstehenden Zylinderbolzen 23 her­ um geführt und z. B. über ein Kugellager 27 festgelegt ist. Theoretisch kann der Pendeltilger 20 auch um 360 drehbar sein. Durch geeignete Ausgestaltung des Schwenklagers oder die Anordnung von Rückstellmitteln wird ein eingeschränkter Schwenkbereich α in Umfangsrichtung aus den oben genannten Gründen jedoch bevorzugt. Der Pendeltilger 20 ist einstüc­ kig aus Metall, vorzugsweise Eisen, gefertigt. Aus Gründen der Toleranzen und Geräuschentwicklung ist er mit Gummi oder einem gleichartigen Polymer ummantelt.

Die im Rotor der elektrischen Maschine 4 eingebauten dreh­ zahlabhängig arbeitenden Pendeltilger 20 können in einem Kraftfahrzeug bewirken, daß die Drehungleichförmigkeiten z. B. bis auf 20% und mehr reduziert werden. Darüber hinaus wird die elektrische Maschine 4 auch als aktiver Drehschwingungsdämpfer betrieben, um die noch verbleibenden Un­ gleichförmigkeiten, insbesondere diejenigen höherer Ord­ nung, die vom Tilgersystem nicht beeinflußt werden können, bis auf Null zu reduzieren. Hierfür werden die Erregerströ­ me der Statorspulen 9 von einer Steuerungsvorrichtung 30 derart gesteuert, daß die von der elektrischen Maschine 6 übertragenen Momente den verbleibenden Drehmomentschwankun­ gen gegenphasig entgegenwirken. Die Information über die aktuelle Drehzahl der Kurbelwelle 4 erhält die Steuerung 30 über einen dem Rotor 8 der elektrischen Maschine 6 zugeord­ neten Drehzahlsensor 31.

Daneben kann die elektrische Maschine 6 auch die Funktion eines Anlassers zum Starten des Verbrennungsmotors 2 und/oder einer Lichtmaschine zur Energieversorgung des Fahrzeuges übernehmen. Hierfür werden die Erregerströme der Statorspulen 9 von der Steuerungsvorrichtung 30 derart be­ einflußt, daß beim Betätigen des Anlasserschlüssels die elektrische Maschine 6 als Motor (Anlasser) arbeitet und danach in einen Generatorbetrieb umgeschaltet wird.

Daneben kann die elektrische Maschine 6 auch als generato­ rische Bremse zur verschleißfreien Fahrzeugbremsung mit Re­ kuperation der Bremsenergie (sogenannte Retarderfunktion) sowie zur Antriebs- und Beschleunigungsunterstützung des Verbrennungsmotors (sogenannte Boosterfunktion) dienen.

Claims (14)

1. Antriebsanordnung mit einem von einem Antriebsaggre­ gat (2) betriebenen Antriebsstrang (4) und einer da­ zu funktionell parallel angeordneten elektrischen Maschine (6), welche einen Stator (10) und einen am Antriebsstrang (4) festgelegten Rotor (8) aufweist, wobei im Rotor (8) der elektrischen Maschine (6) ein Drehschwingungstilger integriert ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere pendelartig aufgehängte Tilgerma­ sse(n) (20) am Rotor (8) angeordnet oder mit dem Ro­ tor (8) koppelbar ist/sind.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rotor (8) der elektrischen Maschi­ ne (6) bezüglich seiner elektrischen und magneti­ schen Funktionen innen hohl ausgebildet und die Til­ germasse(n) im Hohlraum des Rotors (8) untergebracht ist/sind.

3. Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rotor (8) ein radial außen liegen­ des, elektrisch aktives Teil (12, 13) und ein demge­ genüber innen liegendes Trägerteil (16) aufweist, welches das elektrisch aktive Teil (12, 13) mit dem Antriebsstrang (4) verbindet, wobei am Trägerteil (16) seitlich - ein- oder beidseitig - eine oder mehrere Tilgermasse(n) (20) schwenkbar festgelegt ist/sind.

4. Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die am Trägerteil (16) schwenkbar ge­ lagerte(n) Trägermasse(n) (20) in einem radial außen liegenden Bereich angeordnet ist/sind.

5. Antriebsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tilgermasse (20) durch zu­ mindest ein mechanisches Rückstellmittel (24) im nicht drehenden Zustand des Rotors (8) in eine vor­ gegebene Ruheposition bringbar ist.

6. Antriebsanordnung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tilgerma­ sse (20) derart gelagert ist, daß sie um ein oder mehrere Pendelfußpunkte schwenkbar ist.

7. Antriebsanordnung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tilgerma­ sse (20) einstückig aus einer Pendelmasse (25) und einem daran anschließenden Pendelarm (26) aufgebaut ist.

8. Antriebsanordnung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tilgerma­ sse (20) mit einem elastischen Material, z. B. Gummi oder einem anderen Polymermaterial, ummantelt ist.

9. Antriebsanordnung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tilgerma­ sse (20) aus einer mit Metallteilen gefüllte Gummi- oder Elastomermischung gefertigt ist.

10. Antriebsanordnung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine (6) zusätzlich als aktiver Drehschwingungs­ dämpfer ausgebildet ist, der über den Rotor (8) Dre­ hungleichförmigkeiten kompensierende Momente er­ zeugt.

11. Antriebsanordnung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine (6) als Starter zum starten eines Verbren­ nungsmotors ausgebildet ist.

12. Antriebsanordnung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine (6) auch als Generator zur Versorgung elek­ trischer Verbraucher und/oder mindestens einer Fahr­ zeugbatterie ausgebildet ist.

13. Antriebsanordnung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine (6) auch als generatorische Fahrzeugbremse ausgebildet ist, wobei die erzeugte Energie zur Wie­ dergewinnung gespeichert wird.

14. Antriebsanordnung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Maschine (6) als Antrieb eines Fahrzeuges, insbeson­ dere als Antriebshilfe, bevorzugt als Beschleuni­ gungsunterstützung, des Fahrzeuges neben dem Ver­ brennungsmotor dient.