Institut für Fahrzeugsystemtechnik

A Gyroscopic Damper System – Damping with New Characteristic

Kurzfassung

Die Energie von Aufbauschwingungen in Straßenfahrzeugen wird heute in erster Linie von linearen Schwingungsdämpfern dissipiert. Bei einem neuartigen Ansatz wird der Dämpfer durch einen Schwungmassenspeicher ersetzt. Durch die konstruktive Ausgestaltung entsteht ein Rotationsdämpfer, bei dem die vertikale Radbewegung in eine  Verdrehung die Drehachse des Schwungmassenspeichers umgesetzt wird.  Dabei entstehen Präzessionsmomente, die zur Regelung der Dämpfermomente und zur Speicherung von Schwingungsenergie genutzt werden.

Ein Kreiselelement wird hierzu von einem hochdrehenden Motor angetrieben und derart in einer kardanischen Aufhängung gelagert, dass der äußere Ring durch die vertikale Radträgerbewegung verdreht wird. Ein innerer Ring lagert das Kreiselelement und ermöglicht eine um 90° gedrehte Auslenkung zum äußeren Ring. Die Bewegung des inneren Ringes wird durch einen weiteren Motor beeinflusst. Um unerwünschte Einflüsse zu umgehen, ist der Richtungsvektor der Winkelgeschwindigkeit des Kreiselelementes parallel zur Fahrzeughochachse orientiert. Das Zusammenspiel der Präzessionsmomente mit der vertikalen Bewegung des Radträgers wird durch die beiden Elektromotoren geregelt. . Je nach Bewegungsgeschwindigkeit des inneren Ringes besteht die Möglichkeit verschiedene Dämpferkennlinien darzustellen. Bei Stillstand des inneren Ringes arbeitet der Dämpfer nahezu kraftfrei, was eine Komforterhöhung des Fahrverhaltens mit sich bringt.