CN111919047A - 扭振减振器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于在机动车辆的传动系中进行扭振减振的扭振减振器(10)，所述扭振减振器设置有：主质量(12)，所述主质量用于引入转矩，其中所述主质量(12)具有可连接至输入轴的飞轮(28)；次质量(16)，所述次质量可相对于所述主质量(12)在有限的程度上旋转以用于耗散转矩；储能元件(14)，所述储能元件作用于所述主质量(12)和所述次质量(16)；以及离心摆(26)，所述离心摆连接至所述次质量(16)，以提供针对旋转不均匀性的回复转矩，其中所述离心摆(26)在轴向方向上布置在所述主质量(12)的所述飞轮(28)与所述储能元件(14)之间。通过将所述离心摆(26)布置在所述主质量(12)的所述飞轮(28)与所述储能元件(14)之间，可在外侧上使用原本自由的安装空间以用于实现更好的减振行为，同时在内侧上避免了增加轴向安装空间要求，使得在传动系中有可能以小的安装空间要求实现良好的减振。

Description

扭振减振器

技术领域

本发明涉及一种扭振减振器，特别是双质量飞轮，其可用于抑制机动车辆的传动系中的扭振。

背景技术

从DE 10 2017 106 112 A1中已知一种扭振减振器，其中在双质量飞轮的次质量上设置有离心摆。离心摆径向地布置在弧形弹簧内侧上，该弧形弹簧作用于双质量飞轮的主质量和次质量。

始终需要在传动系中以小的安装空间实现良好的减振。

发明内容

本发明的目的是提出能够在传动系中以小的安装空间要求实现良好的减振的措施。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的扭振减振器加以实现。本发明的优选实施例在从属权利要求和下文的描述中予以说明，这些优选实施例中的每个实施例均能够以单独形式或组合形式代表本发明的一个方面。

根据本发明，一种用于在机动车辆的传动系中进行扭振减振的扭振减振器设置有：主质量，该主质量用于引入转矩，其中主质量具有可连接至输入轴的飞轮，特别是机动车辆发动机的发动机轴；次质量，该次质量可相对于主质量在有限的程度上旋转以用于耗散转矩；以及储能元件，该储能元件特别地设计为弧形弹簧，其可作用于主质量和次质量；以及离心摆，该离心摆连接至次质量，以提供针对旋转不均匀性的回复转矩，其中离心摆在轴向方向上布置在主质量的飞轮与储能元件之间。

经由储能元件连接的主质量和次质量形成双质量飞轮，利用该双质量飞轮可抑制扭振。由于储能元件和离心摆可布置在相对大的半径上，因此双质量飞轮和离心摆两者都可提供高减振效果。离心摆具有基本上圆形的圆柱形安装空间要求。然而，在双质量飞轮的情况下，仅在储能元件的半径区域内提供基本上圆形的圆柱形安装空间要求。次质量，特别是可切向地撞击储能元件的输出凸缘，可具有在径向方向上的偏移轮廓。通过将离心摆布置在主质量的飞轮与储能元件之间，有可能在扭振减振器的背离主质量的轴向侧上特别是在变速器侧上提供基本上有斜面的(例如，V形)走向，使得扭振减振器在径向外侧可具有比径向外侧明显更大的轴向延伸。这利用了以下知识，即遵循机动车辆的传动系中的转矩流的部件(例如，机动车辆变速器)一般径向上在内侧上比在外侧上需要更多的安装空间。这使得扭振减振器有可能在外侧上径向上一定程度地夹在该部件周围，使得对于扭振减振器，可使用原本自由的安装空间。通过将离心摆布置在主质量的飞轮与储能元件之间，可在外侧上使用原本自由的安装空间以用于实现更好的减振行为，同时在内侧上避免了增加轴向安装空间要求，使得在传动系中有可能以小的安装空间要求实现良好的减振。

主质量和次质量(该次质量联接至主质量，使得该次质量可经由储能元件(特别地设计为弧形弹簧)在有限的程度上旋转)可形成弹簧质量系统，该弹簧质量系统可在一定频率范围内抑制由机动车辆发动机生成的驱动力的速度和转矩的旋转不均匀性。因此，可以这样的方式选择主质量和/或次质量的质量惯性矩和储能元件的弹簧特性，使得可抑制在机动车辆发动机的主要发动机阶次的频率范围内的振动。主质量和/或次质量的质量惯性矩特别可能会受到附接的附加质量的影响。主质量可具有飞轮，覆盖件可连接至该飞轮，由此可界定用于储能元件的基本上环形的接纳空间。主质量例如可经由突出至接纳空间中的凹模切向地撞击储能元件。次质量的可切向地撞击储能元件的相对端的输出凸缘可突出至接纳空间中。主质量的飞轮可直接或间接地联接至机动车辆发动机的驱动轴。次质量可例如经由插置的分离离合器直接或间接地联接至机动车辆变速器的变速器输入轴。

离心摆可具有摆质量，该摆质量特别地经由弯曲的摆路径而相对于支架凸缘以类似摆的方式进行引导。在离心力的影响下，离心摆的至少一个摆质量力求处于距旋转中心尽可能远的位置。因此，“零位置”是距旋转中心径向最远的位置，在该位置摆质量可处于径向外部位置。在恒定的驱动速度和恒定的驱动转矩下，摆质量将处于该径向外部位置。在速度波动的情况下，摆质量由于其惯性而沿着其摆路径偏转。以此方式，摆质量可在旋转中心的方向上移位。作用于摆质量的离心力被划分为与摆路径相切的分量和与摆路径垂直的另一分量。切向力分量提供了恢复力，该恢复力希望使摆质量回到其“零位置”中，而法向力分量作用于力施加元件，该施加力引起速度波动，特别是次质量的输出凸缘，并且生成反转矩，该反转矩抵消速度波动并且抑制引起的速度波动。因此，在特别大的速度波动的情况下，摆质量可在最大程度上摆出并且可处于在径向方向上最远的位置。为此，在支架凸缘和/或摆质量中设置的路径具有合适的曲率，联接元件(其特别地设计为滚柱)可在所述路径中进行引导。优选地设置至少两个滚柱，其中的每一个都在支架凸缘的路径和摆质量的摆轨道上进行引导。特别地，设置有多于一个摆质量。优选地，若干个摆质量在支架凸缘上在周向方向上均匀地分布。摆质量的惯性质量和/或摆质量相对于支架凸缘的运动特别地设计成抑制旋转不均匀性的特定频率范围，特别是机动车辆发动机的发动机阶次。特别地，设置有多于一个摆质量和/或多于一个支撑凸缘。例如，设置有两个摆质量，该两个摆质量经由特别地设计为间隔螺栓的螺栓或铆钉彼此连接，在该两个摆质量之间在扭振减振器的轴向方向上定位有支架凸缘。另选地，可设置有支架凸缘的两个凸缘部分，特别是以基本上Y形彼此连接的两个凸缘部分，在该两个凸缘部分之间定位有摆质量。

在离心摆的又一实施例中(也称为“U型离心摆”)，摆质量可具有设置在支架凸缘的不同轴向侧上的摆板，所述摆板经由布置在支架凸缘的摆开口中的中间件彼此连接。中间件可具有摆轨道，该摆轨道可在由支架凸缘的摆开口形成的路径上以类似摆的方式直接或间接地进行引导。摆质量的中间件的摆轨道和支架凸缘的路径可布置在共同的轴向区域中，并且在径向方向上观察时，至少部分地彼此搭接。联接元件(例如，设计为滚柱)可布置在摆轨道与路径之间，并且在离心力的影响下，可既位于摆轨道上又位于路径上。由于摆质量只能经由中间件在支架凸缘上以类似摆的方式进行引导，因此不必在摆板上设置摆轨道，以便可以轻松廉价地制造摆板。特别地，摆质量在支架凸缘上在多于一个联接点上，优选正好两个联接点上，以类似摆的方式进行引导。中间件可设计用于联接在正好一个联接点处，以便可设置与设置用于引导摆质量的多个联接点相对应的多个中间件。另选地，中间件可设计用于联接至正好两个或(如果必要的话)更多个联接点，使得特别地正好一个中间件可实现设置用于引导摆质量的多个联接点。

特别地，可以规定，在轴向方向上观察时，储能元件至少部分地与离心摆搭接。储能元件和离心摆可布置在共同的径向区域中。储能元件可能已尽可能远地径向向外设置，使得仅设置有搭接部和任选地设置的滑动壳，该搭接部特别地作为突发保护径向作用于外侧，该滑动壳用于在储能元件的径向外侧在周向方向上引导储能元件。由此，离心摆可在外侧上相对远地径向定位，由此离心摆可提供良好的减振行为和高绝缘效果。

主质量优选地具有肋，该肋特别地基本上径向向内突出以形成输入止挡件，该输入止挡件可切向地撞击储能元件，其中在轴向方向上观察时，输入止挡件和离心摆在共同的半径区域内搭接。在拉动操作期间施加至主质量的转矩可经由肋传递至储能元件。为此，肋可至少部分地轴向布置在离心摆的旁边。肋例如可在外侧上径向包围离心摆，或者仅在离心摆旁边的轴向区域开始。肋和离心摆可布置在共同的径向区域中。由此，离心摆可在外侧上相对远地径向定位，由此离心摆可提供良好的减振行为和高绝缘效果。

特别优选地，主质量具有覆盖件(特别地为一体式)，该覆盖件从飞轮轴向突出，以用于离心摆和储能元件的径向外部搭接，其中肋既连接至飞轮又连接至搭接部(特别地为一体式)。通过这种结构，可很容易将主质量设计为铸件。因此，可避免由肋引起的底切，使得可容易使主质量脱模。在这种情况下，肋可特别地形成拔模角，这增加了肋的强度并且使得在几乎不使用材料和不要求安装空间的情况下就可传递高转矩。

特别地，肋具有接纳凹穴，该接纳凹穴径向向内敞开，以用于部分地接纳离心摆，其中该接纳凹穴特别地通过机加工来制造。在离心摆的轴向区域中，相较于肋的其余部分,肋的一部分可被移除，以便形成接纳凹穴。由于肋可连接至飞轮和搭接部，因此肋已具有足够高的强度，使得肋能够在离心摆的轴向区域中在轴向方向上变得更薄。例如可通过在离心摆的轴向区域中部分地转动肋来形成接纳凹穴。由于肋中的接纳凹穴，离心摆可相对远地径向向外定位，由此离心摆可提供良好的阻尼行为和高绝缘效果。

肋优选地通过非切割成形，特别是压印来制造。主质量可设计为例如由钢板制成的拉罐，以便形成飞轮和与飞轮形成为一体的搭接部。例如通过使用工具并且通过压力成形不经切割可以来制造肋，该工具径向地作用于外侧以将肋压成径向向内突出的胎圈。因此，可廉价地制造扭振减振器。

特别优选地，次质量具有可切向地撞击储能元件的输出凸缘以及与输出凸缘分开的输出部分(特别地构造为输出毂)，其中输出凸缘、输出部分和离心摆经由共同的紧固构件(特别地，铆接连接件)彼此连接。可省去用于紧固离心摆的单独的紧固构件，使得部件的数量保持为低。另外，有可能保持将离心摆预组装为单独的结构单元，该离心摆在组装期间可整体安装。这简化了组装。

特别地，次质量具有可切向地撞击储能元件的输出凸缘，其中输出凸缘的轴向厚度可在径向方向上是可变化的。输出凸缘例如可在内侧上径向上具有小的轴向厚度，使得轴向安装空间要求在径向内侧上保持较小。如果必要的话，输出凸缘可在外侧上径向具有小的轴向厚度，以使扭振减振器的其他部件越过储能元件。由于输出凸缘的更大的轴向厚度，特别是在紧固构件的径向外侧，次质量的惯性矩可能会增加，由此可实现双质量飞轮的更好的减振行为和高绝缘效果。这利用了以下知识，即在输出凸缘与离心摆之间存在具有恒定轴向厚度的盘形输出凸缘的基本上有斜面的走向的情况下，可保留自由安装空间，该自由安装空间可通过对应变厚的输出凸缘的材料来至少部分地填充。特别地，由于变厚的输出凸缘，可省去分别紧固至次质量的附加质量，使得次质量可特别地设计成不含附加质量。次质量优选地仅由输出凸缘、输出毂、离心摆、密封地支撑在主质量上的任选地设置的密封膜和紧固构件组成。

输出凸缘优选地具有指向离心摆的第一轴向侧和背离离心摆的第二轴向侧，其中在输出凸缘的与离心摆的共同径向区域中，第一侧基本上平行于离心摆特别是在径向平面上延行，并且第二轴向侧具有在径向方向上的阶梯状的和/或有斜面的走向。因此，输出凸缘可具有近似V形的横截面。因此，输出凸缘可使用安装空间，该输出空间原本在具有恒定轴向厚度的输出凸缘的情况下是朝向离心摆尽可能充分自由的，以便增加输出凸缘的质量惯性矩。优选地，输出凸缘的第一轴向侧可轴向地限制离心摆并且为离心摆形成轴向止挡件，例如，摆质量可经由滑动凸台针对该轴向止挡件轴向地运行，该滑动凸台具有比钢/钢触点更低的摩擦系数。

特别优选地，在离心摆的径向外侧设置有润滑剂，特别是润滑脂，其中储能元件以其径向延伸的一部分浸入润滑剂中，其中特别地，对于储能元件的径向浸入深度t与径向延伸R，适用0.10≤t/R≤0.80，优选地0.25≤t/R≤0.75，更优选地0.40≤t/R≤0.60，并且特别优选地t/R＝0.50±0.05。储能元件可相对于离心摆在径向方向上一定程度地径向向外偏移布置，使得储能元件的径向外边缘比离心摆的径向外边缘更径向向外布置。这使得储能元件能够足够深地浸入润滑剂中，以确保在周向方向上移动时充分润滑。同时，离心摆与润滑剂径向向内间隔开足够远，该润滑剂由于离心力而径向向外分布，以至于离心摆的摆质量不会因在摆运动期间浸入润滑剂中而减速和失谐。当扭振减振器的旋转运动停止时，例如当机动车辆发动机在起/停情况下关闭时，离心摆可通过润滑剂进行喷雾润滑，特别是用油脂润滑。这允许离心摆具有长的使用寿命，而不会由于润滑剂而损害离心摆的减振性质。

附图说明

在下文中，参考使用了优选的示例性实施例的附图，通过示例的方式对本发明进行说明，其中下文示出的特征能够以单独形式和组合形式代表本发明的一个方面，其中：

图1示出了扭振减振器的第一实施例的示意性剖视图，并且

图2示出了扭振减振器的第二实施例的示意性剖视图。

具体实施方式

图1所示的扭振减振器10可用于机动车辆的传动系中，以便抑制由机动车辆发动机生成的扭振。扭振减振器10具有主质量12，该主质量可直接或间接连接至机动车辆发动机的驱动轴，次质量16可相对该主质量经由设计为弧形弹簧的储能元件14在有限的程度上旋转。次质量16具有输出凸缘18，该输出凸缘突出至由主质量12部分地界定的接纳空间34中并且可切向地撞击接纳在接纳空间34中的储能元件14，以便传递转矩。主质量12可具有肋22，所述肋突出至接纳空间34中并且设计为凹模，所述凹模可切向地撞击储能元件14的相对端。在所示的示例性实施例中，次质量16具有输出毂20，该输出毂紧固至输出凸缘18，该输出凸缘毂可以经由插置的分离离合器联接至例如机动车辆变速器的变速器输入轴。输出毂20和输出凸缘18经由设计为铆钉连接件的紧固构件24来连接，该紧固构件同时还紧固离心摆26。

罐形主质量12具有飞轮28，该飞轮基本上布置在径向平面中，并且圆柱形搭接部30从该飞轮在轴向方向上突出。搭接部30布置在离心摆26和储能元件14的径向外侧。覆盖件32特别地通过焊接紧固至搭接部，该覆盖件在背离飞轮28的轴向侧上覆盖储能元件14和输出凸缘14的一部分。接纳空间34可借助于密封膜36来密封，该密封膜在预应力下经由紧固构件24紧固至输出凸缘18并且经由滑动环44以相对可旋转的方式支撑在覆盖件32上。

离心摆26在轴向方向上布置在主质量12的飞轮28与次质量16的储能元件14或输出凸缘18之间。在此，离心摆26径向向外布置到这样的程度，使得在轴向方向上观察时，离心力摆26的径向外部布置在与储能元件14共同的半径区域中。为此，可在肋22中形成径向向内敞开的接纳凹穴38，离心摆26可从径向内侧部分地突出至该接纳凹穴中。肋22可形成输入止挡件40，该输入止挡件可切向地撞击储能元件14，该储能元件可优选地界定接纳凹穴38的轴向侧并且还可部分地布置在与离心摆10的径向外部相同的半径区域中。另选地，接纳凹穴38可设计成在一侧朝向覆盖件32敞开并且形成具有较小径向延伸的输入止动件40，以便简化离心摆10在扭振减振器10中的组装。

离心摆10在外侧上径向上以及在储能元件14旁边在轴向方向上偏移的布置导致扭振减振器10在径向外侧具有较大的轴向延伸，而在径向内侧具有较小的轴向延伸，这是由于到输出凸缘18的倾斜的和/或阶梯式的走向引起的。因此，扭振减振器10可在外侧上在轴向方向上径向上一定程度地包围壳体42(该壳体例如为机动车辆变速器的一部分)，以便使用在壳体42的径向外侧保持自由的安装空间。

可在接纳空间34中设置有润滑剂，特别是润滑脂，该润滑剂由于离心力可从搭接部30延伸至填充液位半径44。因此，润滑剂布置在离心摆10的略微径向外侧，其中储能元件14有可能部分地，特别是基本上一半地浸入润滑剂中。

在图2所示的扭振减振器10的实施例中，与图1所示的扭振减振器10的实施例相比，输出凸缘18变厚，以便显著增加次质量16的质量惯性矩。在图2所示的扭振减振器10的实施例中，通过输出凸缘18的材料来大量填充图1所示的输出凸缘18与离心摆26之间的接纳空间34的自由体积。避免了在输出凸缘18与壳体42之间，特别是在密封膜36与壳体42之间在轴向方向上设置单独的附加质量。

附图标记说明

10 扭振减振器 12 主质量 14 储能元件 16 次质量 18 输出凸缘 20 输出毂 22 肋 24 紧固构件 26 离心摆 28 飞轮 30 搭接部 32 覆盖件 34 接纳空间 36 密封膜 38 接纳凹穴 40 输入侧 42 壳体 44 滑动环。

Claims (10)

1.一种用于在机动车辆的传动系中进行扭振减振的扭振减振器，所述扭振减振器具有

主质量(12)，所述主质量用于引入转矩，其中所述主质量(12)具有飞轮(28)，所述飞轮可连接至输入轴，特别是机动车辆发动机的发动机轴，

次质量(16)，所述次质量可相对于所述主质量(12)在有限的程度上旋转以用于耗散转矩，

储能元件(14)，所述储能元件可作用于所述主质量(12)和所述次质量(16)，特别地设计为弧形弹簧，以及

离心摆(26)，所述离心摆连接至所述次质量(16)，以提供针对旋转不均匀性的回复转矩，

其中所述离心摆(26)在轴向方向上布置在所述主质量(12)的所述飞轮(28)与所述储能元件(14)之间。

2.根据权利要求1所述的扭振减振器，其特征在于，在所述轴向方向上观察时，所述储能元件(14)至少部分地与所述离心摆(26)搭接。

3.根据权利要求1或2所述的扭振减振器，其特征在于，所述主质量(12)具有肋(22)，所述肋特别地基本上径向向内突出以形成输入止挡件(40)，所述输入止挡件可切向地撞击所述储能元件(14)，其中在所述轴向方向上观察时，所述输入止挡件(40)和所述离心摆(26)在共同的半径区域中搭接。

4.根据权利要求3所述的扭振减振器，其特征在于，所述主质量(12)具有覆盖件(30)，特别地为一体式，所述覆盖件从所述飞轮(28)轴向地突出，以用于所述离心摆(26)和所述储能元件(14)的径向外部搭接，其中所述肋(22)既连接至所述飞轮(28)又连接至搭接部(30)，特别地为一体式。

5.根据权利要求3或4所述的扭振减振器，其特征在于，所述肋(22)具有接纳凹穴(38)，所述接纳凹穴径向向内敞开以用于部分地接纳所述离心摆(26)，其中所述接纳凹穴(38)特别地通过机加工来制造。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，所述肋(22)通过非切割成形，特别是压印来制造。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，所述次质量(16)具有可切向地撞击所述储能元件(14)的输出凸缘(18)以及与所述输出凸缘(18)分开的输出部分，所述输出部分特别地构造为输出毂(20)，其中所述输出凸缘(18)、所述输出部分和所述离心摆(26)经由共同的紧固构件(24)特别是铆接连接件彼此连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，所述次质量(16)具有输出凸缘(18)，所述输出凸缘可切向地撞击所述储能元件(14)，其中所述输出凸缘(18)的轴向厚度在径向方向上是可变化的。

9.根据权利要求8所述的扭振减振器，其特征在于，所述输出凸缘(18)具有指向所述离心摆(26)的第一轴向侧和背离所述离心摆(26)的第二轴向侧，其中在所述输出凸缘(18)与所述离心摆(26)的共同径向区域中，所述第一侧基本上平行于所述离心摆(26)特别是在径向平面中延行，并且所述第二轴向侧在所述径向方向上具有阶梯状的和/或有斜面的走向。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，在所述离心摆(26)的径向外侧设置有润滑剂，特别是润滑脂，其中所述储能元件(14)以其径向延伸的一部分浸入所述润滑剂中，其中特别地，对于所述储能元件的径向浸入深度t与径向延伸R，适用0.10≤t/R≤0.80，优选地0.25≤t/R≤0.75，更优选地0.40≤t/R≤0.60，并且特别优选地t/R＝0.50±0.05。

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