CN100482968C - 用于耦合两个轴的装置 - Google Patents

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CN100482968C CNB2003801034081A CN200380103408A CN100482968C CN 100482968 C CN100482968 C CN 100482968C CN B2003801034081 A CNB2003801034081 A CN B2003801034081A CN 200380103408 A CN200380103408 A CN 200380103408A CN 100482968 C CN100482968 C CN 100482968C
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Abstract

本发明涉及借助至少一个耦合单元来耦合彼此以一定距离轴平行地或彼此以一定角度设置的两个轴的装置。本发明的特征在于：设有至少一个第一旋转质量及至少一个第二旋转质量，它们与至少一个振动阻尼单元协同作用，以便阻尼扭转振动。

Description

用于耦合两个轴的装置
技术领域
本发明涉及借助至少一个耦合单元来耦合彼此以一定距离轴线平行或彼此以一定角度设置的两个轴的装置。
背景技术
所述技术类型的装置已被公开。这种装置优选地用于具有可变压缩比和/或可变冲程容积的发动机。在这种发动机中，压缩比(Kompression)的调节可通过曲轴的偏心支承来实现，由此可得到曲轴与发动机原来的输出轴之间的错位。其缺点在于：该公知的系统，或者说用于轴线错位的跨接的耦合单元需要相对大的结构空间，通过摩擦引起大的能量损耗及不具有阻尼扭转振动的可能性。
发明内容
因此本发明的任务在于，提供一种所述技术类型的装置，它允许在效率、结构紧凑性及扭转振动阻尼这些判据方面总体地优化。
根据本发明，提出了一种借助至少一个耦合单元来耦合彼此以一定距离轴线平行地或彼此以一定角度设置的两个轴的装置，其中，设有至少一个第一旋转质量及至少一个第二旋转质量，它们与至少一个振动阻尼单元共同作用，以便阻尼扭转振动，所述振动阻尼单元具有多个被构造为压簧的弹性部件，所述弹性部件可使所述两个质量相对转动并且在此被弹性变形，其中，配置给第一旋转质量的曲轴与配置给第二旋转质量的输出轴具有可调节的轴错位，并且设有用于补偿所述可调节的轴错位的机构，其中所述弹性部件构成所述机构的组成部件。
该任务将通过具有上述方案的特征的装置来解决。
这就实现了这装置的一个非常紧凑的装置结构方式，它同时适于扭转振动的阻尼。基于紧凑的结构方式可不再使用其它的阻尼单元及支承，由此可避免了它们引起的能量损耗，这明显地改善了装置的总的效率。
一个优选实施例的特征在于：配置给第一旋转质量的曲轴与配置给第二旋转质量的输出轴、尤其是变速器输入轴具有轴错位。这样构型的装置可用作为具有可变压缩比比的内燃机的耦合单元。
此外作为本发明基础的该任务可通过根据本发明的耦合单元，尤其用于根据上述方案的装置的、用来耦合彼此以一定距离轴线平行地设置的两个轴的耦合单元来解决。它的特征在于：为了补偿错位设有至少一个弹性部件。在此情况下该弹性部件用于传递转矩及用于阻尼扭转振动。当该装置工作期间该至少一个弹性部件周期性地吸收能量及再释放能量。因此在错位跨接时出现的损耗特别小，这就导致了耦合单元的高效率。
耦合单元的一个优选实施例的特征在于：该至少一个弹性单元被构成螺旋弹簧，尤其是压簧。螺旋弹簧在相对小的空间占用量及高的效率的情况下可吸收及再释放相对大的能量。
耦合单元的一个特别优选实施例的特征在于：该至少一个弹性部件被预加载。这是有利的，因为通过预加载可经过耦合的轴传递更大的转矩。
此外耦合单元的一个优选实施例的特征在于：设有四个彼此平行布置的、通过该至少一个弹性部件耦合的盘，其中每两个盘彼此固定连接。四个盘中的每两个彼此固定地连接。在每两个固定连接的盘之间可通过该至少一个弹性部件传递转矩。
耦合单元的另一优选实施例的特征在于：每个盘具有至少一个透孔，该透孔被优选构成长形的及弯曲地延伸在盘的圆周方向上。该至少一个弹性部件为了耦合所述盘可被放置在各至少一个透孔中，由此可减小结构空间的需要量。
耦合单元的另一优选实施例的特征在于：对该至少一个透孔配置两个弹性部件。这将允许弹性部件相串联。
耦合单元的一个特别优选实施例的特征在于：设有两个内盘及两个外盘，它们各相互固定地连接。因此通过该至少一个弹性部件可将转矩从两个内盘传递到两个外盘或相反地传递。
耦合单元的另一优选实施例的特征在于：这些相互连接的盘基本上相对一个假想的中间平面对称地被构成及布置。各彼此连接的盘可通过该至少一个弹性部件相耦合。基于对称可得到有利的力传递，由此使轴承负荷尽可能地小。
耦合单元的另一优选实施例的特征在于：两个内盘的所述至少一个透孔相对两个外盘的所述至少一个透孔扭转地布置。这些透孔仅是部分地重叠。在部分地重叠部分中可放入该至少一个弹性部件。
此外耦合单元的一个优选实施例的特征在于：该至少一个弹性部件与一个由内盘构成的支承、尤其是一个弹簧通道及一个弹簧止挡及与一个由外盘构成的支承、尤其是一个弹簧通道及一个弹簧止挡协同作用。因此内盘及外盘通过该至少一个弹性部件及支承彼此相耦合。
耦合单元的另一优选实施例的特征在于：内盘与外盘这样弹性地耦合，以致它们彼此可轴错位；及在错位的、轴线平行的或同轴心的状态中转矩可从内盘传递到外盘或反向地传递。有利的是，在同轴心状态中或在一定上限内的任意大的轴错位时可通过该耦合单元传递转矩。
此外耦合单元的一个优选实施例的特征在于：内盘及外盘各具有一个区域，尤其是用于将转矩传递到另一部件的一个接臂和/或一个法兰。因此两个需耦合的轴可通过这些区域连接到耦合部件上。
耦合单元的另一优选实施例的特征在于：两个旋转质量通过至少一个弹性部件及四个盘彼此相耦合。两个旋转质量尽管有轴的错位彼此仍可耦合。通过该至少一个弹性部件可阻尼这些旋转质量之间的扭转振动。
此外作为本发明基础的该任务可通过根据本发明的另一种耦合单元，尤其用于根据本发明所述方案的装置的、用来耦合彼此以一定距离轴线平行地或彼此以一定角度设置的两个轴的、具有至少一个万向节的耦合单元来解决。它的特征在于：该万向节具有至少一个包括至少一个球头及一个球窝的万向球节。通过具有万向球节的万向节可作到：两个轴彼此以一定角度设置及同时特别精确地耦合。
耦合单元的一个优选实施例的特征在于：球头具有至少一个球切面及该至少一个球窝具有一个与该球切面适配的配合面。通过至少一个球切面及适配的配合面可作到：通过万向节可传递转矩，尤其是大的转矩。
耦合单元的另一优选实施例的特征在于：设有两个万向节。因此可作到：两个轴可选择地以一定距离轴线平行、同轴心或以一定角度彼此布置地相耦合。
此外耦合单元的一个优选实施例的特征在于：设有一个具有内球窝及一个外球头的球形衬套。因此球形衬套在一定程度上是两个相互嵌套的万向球节。这些万向球节各具有一个球切面及一个与此适配的配合面。这些面使彼此嵌套的各万向球节的自由度降低到成为一个摆动支承。这些摆动轴线可这样地选择，以致得到一个万向节。
耦合单元的另一优选实施例的特征在于：万向节具有一个固定销，用于固定球形衬套。球形衬套将通过固定销附加地导向，这就改善了支承的质量。
耦合单元的另一优选实施例的特征在于：万向节与振动阻尼单元相耦合。振动阻尼单元可这样地构成，以致在传递转矩及当转动期间可吸收及释放能量，即承担阻尼功能。
此外耦合单元的一个优选实施例的特征在于：这些旋转质量通过万向节及耦合单元彼此相耦合。旋转质量可基于出现的转矩波动来设计，由此得到特别好的阻尼。
此外耦合单元的一个优选实施例的特征在于：至少一个振动阻尼单元在两个轴同轴心的无负载的状态下为径向、在负载下相对一个假想的直径线处于一个角度下，及在两个轴的有角度状态中当两个轴转动一圈期间该振动阻尼单元运行通过两个轴中一个轴的假想转动平面的一个角度范围。在此情况下该振动阻尼单元可释放及吸收能量，这就导致了两个被耦合的轴的阻尼。
最后该耦合单元的一个优选实施例的特征在于：两个旋转质量通过万向节彼此相耦合。这两个旋转质量可轴错位或以一定角度彼此布置及通过万向节彼此相耦合。在此情况下也可以是，在两个旋转质量之间出现的扭转振动通过振动阻尼单元阻尼。
此外作为本发明基础的该任务可通过根据本发明的另一种耦合单元，尤其用于根据本发明所述方案的装置的、用来耦合彼此以一定距离轴线平行地设置的两个轴的耦合单元来解决。在该耦合单元中提出：为了补偿错位设有至少一个偏心件，该偏心件被配置给两个盘及一个离合器从动盘。通过该偏心件尽管有轴的错位仍可在两个盘及离合器从动盘之间传递转矩。
耦合单元的一个优选实施例的特征在于：离合器从动盘尤其通过一个法兰配置给第二旋转质量。离合器从动盘可无相对转动地与第二旋转质量相连接，以致得到了一个整体的旋转质量。因此离合器从动盘为第二旋转质量的一部分。因而不会由于离合器从动盘增加整个装置的重量。
此外耦合单元的一个优选实施例的特征在于：两个旋转质量通过两个盘及离合器从动盘彼此相耦合。这将允许，从一个旋转质量向另一旋转质量传递转矩。
最后耦合单元的一个优选实施例的特征在于：两个旋转质量彼此可相对转动，其中振动阻尼单元被这样安装，以致该振动阻尼单元对两个旋转质量的扭转起反作用。因此可作到：在施加一个转矩时，虽然两个旋转质量彼此可相对扭转，但这时振动阻尼单元持续吸收能量，并且它可至少部分地再释放该能量。以此方式可阻尼在两个旋转质量之间出现的扭转振动。
此外作为本发明基础的该任务可通过根据下述装置来解决。它的特征在于：其中耦合单元根据前述方案中的一项来构成。在充分利用所使用的耦合单元的相应的有利特性的情况下可在效率、结构紧凑性及扭转振动阻尼的准则方面总体地优化该装置。
附图说明
本发明的其它优点、特征及细节可从以下参照附图详细描述实施例的说明中得到。附图表示：
图1及2：各为一个耦合单元的细节图；
图3：一个耦合单元的俯视图；
图4：具有用于耦合两个轴的装置的整个结构的纵截面图；
图5至7：图4中所示装置的细节图；
图8：另一耦合单元的纵截面图；
图9及10：用于耦合两个轴的装置的其它纵截面图；
图11及12：具有偏心器的一个耦合单元的纵截面的细节图；
图13：一个旋转质量的纵截面图；
图14：图11及12中所示耦合单元的一个横截面图；
图15：一个偏心器；
图16：用于耦合两个轴的装置的另一纵截面图；
图17：用于图16中所示装置的一个法兰的孔分布圆图；
图18：具有图16中所示装置的整个结构的纵截面图。
具体实施方式
图1表示具有一个耦合单元3的、用于耦合两个轴的装置1的一部分，对于耦合单元也仅表示出一个内盘5。
内盘5具有三个延伸在圆周方向上的长形透孔7，每个长形透孔在其端部具有两个槽9。这些槽9向着透孔7的方向稍微锥形地扩大。
此外，内盘5具有一些固定位置11，在这里这些固定位置被构造成待设置螺钉的钻孔。通过这些固定位置11可使两个内盘5这样地接合，即它们的透孔7及槽9各分别精确地相对。相对的槽9这样构成一个弹簧通道13，在其中可放入一个弹性部件，尤其是一个构成压簧的螺旋弹簧。在弹簧通道13的端部各形成一个弹簧止挡15，这些弹簧止挡一起构成用于该弹性部件、尤其是构造成螺旋弹簧的压簧的支承。因为槽9及由此两个内盘5的弹簧通道13稍微锥形地张开，因此可将压簧这样地支承在其中，以致这些压簧相对其中心轴可根据弹簧通道13的张角运动。
此外，内盘5具有至少一个、这里为三个接臂17，各接臂具有两个止挡19。这些接臂17，尤其是止挡19可用于与装置1的其它部件、尤其是这里未示出的振动阻尼部件来传递来自或作用到内盘的转矩。
图2表示一个外盘21，它也是耦合单元3的一部分。相同结构的细节设有相同的标号，以致与此相关的部分可参考对图1的说明。
可以看到一个具有一些钻孔25的法兰23，外盘21可通过它与一个轴相耦合以传递转矩。
外盘21也具有透孔7，这些透孔的端部具有不同的槽9’，这些槽有浅些的构型。并且外盘也可通过固定位置11与另一基本上镜象结构的外盘这样地接合，即得到具有弹簧止挡15’的弹簧通道13’。为此，这些外盘21的两个通过固定位置11以一定距离相连接。在此情况下盘21的距离及槽9’的深度彼此这样地协调，以使得这里未示出的压簧可均匀地支承在外盘21的弹簧通道13’和/或内盘5的弹簧通道13中。
图3表示具有各精确重合的两个内盘5及两个外盘21的耦合单元3的俯视图。内盘5通过点划线指示及外盘21通过实线指示。相同的部分设有相同的标号，由此在这方面可参考对以上附图的说明。
耦合单元3具有由所有四个盘5，21组成的夹层结构。两个安装在内部的内盘5彼此固定地连接及可相对于也是彼此固定地连接的外盘21运动。外盘21的用于固定位置11的固定装置穿过内盘5的重合的透孔7。因此可作到：两个外盘21及两个内盘5分别固定地连接并仍可彼此相对地运动。
对这些盘5，21的每个透孔总是配置两个弹性部件27，这里弹性部件构成可加载压力的螺旋弹簧。可以看出，每个弹性部件27的两侧支承在这些弹簧通道13，13’中。因此每个弹性部件27将一个压力作用在内盘5的相应弹簧止挡15上及外盘21的相应弹簧止挡15’上。因为对每个透孔7配置了两个相同结构的弹性部件27，因此得到一个静态位置，该位置相对透孔7及弹簧通道13，13’的长度总是被覆盖50％。因此内盘5或外盘21的各自观察的透孔7相应于由两个串联的并带有一个中间抽头的压簧组成的弹簧系统。在此情况下作用在中间抽头上的力总是由内盘5传递到外盘21上或相反地传递。因为它涉及环形结构，在一定程度上所有弹性部件27本身相串联及交替地将弹簧力自内盘5传递到外盘21上。在所述数目的相同弹性部件27的情况下，当它们平衡时所有弹性部件完全相同地被预加载，这时得到上述的50％的覆盖率。
因为盘5，21的透孔7及弹簧通道13，13’在圆周方向上长度完全相等及径向上距离完全相等，在静态状态下盘5，21同轴心地布置及压簧分别精确相同地偏移。
两个内盘5及两个外盘21彼此可相对扭转。由于弹簧通道13，13’的锥形构型，也可导致两盘的轴向偏移。弹性部件27的弹簧力对相对转动起反作用及由此对轴向偏移起反作用。弹簧部件27被这样地设计，即在平衡状态中它们具有一定的预加载及足够的储备，以致在盘5，21的最大扭转或最大轴向位移时仍止挡在弹簧止挡15，15’上。
对耦合单元3配置了至少一个振动阻尼单元29，这里具有三个弧形弹簧31。这些弧形弹簧31各止挡在内盘5的接臂17的止挡19上。通过内盘5的接臂17，弹性部件27及内盘5的法兰23可以传递一个转矩。在此情况下有利的是，一方面可实现扭转振动的一定阻尼及可在一定轴向偏移的情况下进行转矩传递。为了传递更大的转矩，弹簧部件27中的三个可被夹紧到成块为止，而其它三个弹性部件27相应地减压，但仍然接触在弹簧止挡15，15’上，以避免当负载反向时的止挡噪音。这就减小了磨损，因为在这些弹性部件27上不出现摩擦。
图4表示具有装置1及用于耦合两个轴的耦合单元3的整个结构33的纵截面。相同的部分设有相同的标号，由此在这些方面可参考对以上附图的说明。
整个结构33是一个用于内燃机的输出单元，具有这里所示的发动机机体35及自调节的干式离合器37。干式离合器的原理是公知的，由此在这里不再详细地描述。
可以看到第一轴线39，它由点划线表示，及一个曲轴41。曲轴41被配置了第一旋转质量43。在这里该配置借助通过第一个法兰45的第一连接部分来实现。
在这里第一质量43由多部分构成及具有支承47及用于弧形弹簧31的止挡49。这些止挡49通过其余为盘状构型的第一质量43的凹陷部分51构成。因此，可以由曲轴41通过振动阻尼单元29，尤其是止挡49及弧形弹簧31将一个转矩传递到耦合单元3上。耦合单元3通过法兰23配置给一个中间块53，后者又配置给第二旋转质量55。可以看到，外盘21，中间块53及第二质量55可扭转地支承在由点划线表示的第二轴线57上。第二旋转质量55通过离合器37配置给一个输出轴59，尤其是变速器的输入轴，后者的旋转轴线也相应于第二轴线57。
内燃机的曲轴41及输出轴59、尤其是变速器输入轴彼此错位地设置。该轴线错位值优选为4mm。转矩的传递，轴线错位的补偿及出现的扭转振动的阻尼将通过振动阻尼单元29及耦合单元3来实现。装置1的振动阻尼单元29的旋转质量43，55及耦合单元3的弹性部件可这样地设计，以致在任何类型的内燃机上可得到特别好的传递特性、即阻尼特性。
为了驱动第一质量43以起动内燃机可设置一个起动机60，该起动机在这里仅被部分地表示。
图5表示在最后组装前的装置1的一部分的纵截面图。相同的部分设有相同的标号，由此在这些方面可参考对以上附图的说明。
图5表示未安装第二质量55，且轴线39，57错位以前的装置1。
为了组装装置1，壳体61与发动机机体35相连接。在此情况下，该壳体借助一个被固定在发动机机体35上的销63及壳体61的一个长形孔65导向。
只要轴线错位未出现，第一旋转质量43可借助固定辅助件69通过另一中间块67用螺钉拧到曲轴41上。为此固定辅助件69可插入第二旋转质量55的中间块53的一个螺纹孔71中。一旦曲轴41实现了对第一质量43的配置，则为了形成轴线57，39的轴线错位可在壳体61上施加一个力，该力用箭头73表示。壳体61可沿着销63及长形孔65滑动，直至销63止挡在长形孔65的另一侧上。在此情况下，也如图6中所示地，壳体61的孔75与发动机机体35的螺纹孔77对齐。因此壳体61可通过孔75，77借助合适的固定装置来固定。
图6表示图5中所示装置1的另一纵截面图，但表示具有第二质量55及轴线39，57错位的组装完成状态。相同的部分设有相同的标号，由此在这方面可参考对以上附图的说明。
壳体61借助拧入孔75，77中的螺钉79这样地固定在发动机机体35上，以使得销63止挡在壳体61的长形孔65的上端上。
彼此固定连接的外盘21，中间块53及第二质量55借助轴承81，83可围绕第二轴线57转动地支承在壳体61上。还可以看出，外盘21被不同的构成。图2中所示的外盘21具有配置给中间块53的法兰23，该外盘21与另一外盘21’固定地连接。外盘21’具有一个更大的中心孔85取代法兰，穿过该中心孔可实现内盘5的支承。在该实施例中这些内盘5也被不同地构成，其中一个内盘5’将径向支承力传递到轴承87上。盘5，5’彼此这样地固定，以致定形成靠置接触，及在轴承87的区域中这样地弯曲，以致产生对轴承87的轴承支承部位，通过它也可传递轴向力。轴承87的内轴承支承部位通过用法兰连接在曲轴41及第一质量43上的中间块67构成。因此曲轴41，第一质量43及中间块67相对内盘5，5’可转动地支承。
装置1中振动阻尼单元29的弧形弹簧31与耦合单元3的内盘5，5’的接臂17及与第一质量43的通过凹陷51构成的止挡49相互作用，由此限制了扭转角度。当第一质量43相对耦合单元3相对扭转时，振动阻尼单元29可接收能量或给出能量或也至少部分地转换成摩擦能。由此扭转振动减振器的原理得以实现。
在该结构中有利的是，除实现一个扭转振动阻尼系统外还可通过耦合单元3实现轴线57，39的轴错位及一个附加的阻尼。
另一优点是，两个质量43，55通过所实现的扭转振动减振器彼此去耦合。此外可看出，耦合单元3被设置在两个质量43，55之间，即完全地组合在装置1中。由此由装置1所占据的结构空间不大于所述传统的所谓双质量飞轮，该传统的双质量飞轮同样具有第一质量43及第二质量55及例如一个弧形弹簧31。
图7表示图5及6中所示的装置1的一个变型的区段。相同的部分设有相同的标号，由此在这方面可参考对以上附图的说明。
由图7中所示的区段可能看出，在图5中用箭头73表示的力-它是在安装装置1的壳体61期间产生轴线39，57错位所必需的-可通过螺钉85来施加。为此该螺钉可拧入壳体61的螺纹孔91中，只要当它止挡在第一质量43上。因为壳体61通过轴承81配置给第二轴线57及第一质量43通过轴承87配置给第二轴线57，由此轴线39，57的错位可抵抗耦合单元3的弹性部件27的力来产生。一旦轴线39，57的错位形成，如图6中所示，壳体61将借助合适的固定装置固定在发动机机体35上。一旦发动机机体35与装置1的壳体61之间的连接已产生，螺钉89必需被卸下或至少拧出到这样的程度，以致不会阻碍第一质量43的转动运动。当螺钉89又被卸下时，孔91必需被再封闭，因为该装置设有油润滑。
以下将简短地描述该装置的油润滑。油通过曲轴41的中心孔93并通过一个导油件95及中间块53的油通道97被导入壳体61的内部。壳体1内的油将通过离心力分布开来，以通过一个这里未示出的孔再被导出。
基于耦合单元3可作到：内燃机的曲轴41可在其位置上任意地改变。由此形成的曲轴41的第一轴线39与输出轴59的第二轴线57之间的错位的补偿可通过耦合单元3来实现。特别有利的是，曲轴41通过一个偏心轮在围绕第二轴线的一个圆轨道上偏转。由此可作到：尽管起内燃机压缩比调节作用的曲轴41在运动，轴线39，57的错位仍保持恒定。
图8表示另一耦合单元101，它尤其为用于耦合两个轴的装置103的一部分。
耦合单元101具有两个彼此镜象布置及构成的万向球节装置105。以下将详细描述其镜象布置的部分。
万向球节装置105具有一个带有内部球窝109及一个外部球头111的球壳107。
球壳107借助一个固定销113固定在一个中间轴115上。球壳107及中间轴115具有一个共同的孔117，在该孔中安装固定销113。中间轴115在其两端上各具有一个内球头119，它们是万向球节装置105的一部分。球头111及119各具有至少一个球切面，其中可看到内球头119的第一球切面121，该球切面在图8中垂直于图面地延伸。外球头111的球切面平行于该绘图平面及由此在根据图8的视图中不能被看到。每个球切面与相应的球窝的与其适配的配合面相互作用。第一球切面121与内球窝109的配合面123相互作用。
在这里所示的实施例中，设有两个球切面121，它们与两个相应的配合面123相互作用。
各球头111，119的至少一个球切面与相应的配合面这样地作用，以使得中间轴不能自由地绕其本身的轴线转动。而通过万向球节装置5实现了具有错位90°的摆动轴线的两个摆动支承，由此构成了一个万向节。外球头111与一个中间件125相互作用，该中间件125通过合适的固定位置127配置给一个曲轴129。中间件125具有一个带有与图面平行的配合面的外球窝126，因此该配合面在图8中不能被看到及与外球头111的至少一个球切面相互作用。
曲轴129可绕这里用点划线表示的第一轴线131转动地被支承。基于由万向球节装置105实现的万向节机构，曲轴129绕第一轴线131的转动引起中间轴115绕中间轴线133的转动，该中间轴线也用点划线表示。这里为对称结构的中间轴115的第二万向球节装置105与另一中间件135相互作用，该中间件可配置给具有用点划线表示的第二轴线137的未示出的输出轴。因此通过中间轴115的这些万向球节装置105实现了两个万向节，以致尽管在曲轴129与未示出的输出轴、即轴线131，137之间具有错位仍可传递旋转运动、尤其是高达1000Nm的转矩。当然也可以是，这里未示出的输出轴本身设有一个万向球节装置105，由此可实现一个有角度的输出。在一个优选实施例中，中间轴线133相对轴线131，137的角度为6°。
在一个这里未示出的实施例中，这些中间件125配置给两个旋转质量及一个振动阻尼单元。
图9表示用一个耦合单元101’耦合两个轴的另一装置103’的纵截面图。相同的部分设有相同的标号，以致在这些方面可参考对图8的说明。可以看到，具有万向球节装置105与一个万向球节139的中间轴115’，该万向球节139具有一个球头141及一个球窝143。万向球节139的球头141及球窝143在这里仅构成为球区，即构成两部分的、平行切槽的球面。因此万向球节139允许所配置的中间轴115’的一个摆动运动及该中间轴绕中间轴线133的一个旋转运动。该球窝143被配置给一个摆动盘145。摆动盘145借助合适的固定装置147固定在中间轴115’上。此外一个球形支承149通过固定装置147固定在摆动盘145及中间轴115’上。通过该球形支承149连接着一个振动阻尼单元151，后者在这里被构成线性弹簧阻尼单元151。弹簧阻尼系统、尤其是设有多个螺旋弹簧的弹簧阻尼系统是公知的，由此在此不再对其详细描述。
振动阻尼单元被连接在球形支承149与另一球形支承155之间。该球形支承155借助合适的固定装置157连接到第一旋转质量159上。第一旋转质量159可通过一个法兰161连接到具有用点划线表示的第一轴线163的一个轴上。该轴尤其涉及一个内燃机的曲轴165。
摆动盘145及由此中间轴115’可相对第一质量进行转动和/或摆动运动。在图9中所示的状态相应于静止状态。在该静止状态中这些振动阻尼单元151在径向上相对曲轴165的第一轴线163布置。摆动运动引起这些振动阻尼单元151相对曲轴165的转动面偏移。曲轴相对中间轴115’的相对转动导致振动阻尼单元相对一个假想的直径线的偏移。这些振动阻尼单元将对转动起反作用及限制最大可能的扭转角。
摆动运动或相对扭转将引起振动阻尼单元151的增长或缩短，由此在此情况下该振动阻尼单元可吸收或给出能量。因此可作到由第一轴线163到中间轴115’的中间轴线133的旋转运动的折角传递。此外通过装置103’可在阻尼扭转振动的情况下传递一个转矩、尤其达到500Nm。与刚性连接相比耦合单元103’可作得较弱。旋转运动及转矩可从中间轴115’继续传递到中间件135上，后者配置给万向球节装置105。该中间件135尤其配置给一个这里未示出的输出轴和/或一个这里也未示出的第二旋转质量。中间件135借助合适的轴承167可转动地被支承，其中该中间块的转动轴线相对第一轴线163可取得在一定限度中的任意角度和/或轴的错位。最好轴的错位为4mm及第二轴线133相对第一轴线163的角度错位为6°。
图10表示具有一个耦合单元101”的另一优选装置103”。相同的部分设有相同的标号，由此在这方面可参考对图8及9的说明。
可以看到，第一轴169及第二轴171。轴169，171通过装置103”及耦合单元101”相耦合。与根据图9的视图不同的是：中间轴115”配置给两个镜象对置地布置的摆动盘145。装置103”除第一质量159外还具有另一与此镜象地构成的旋转质量173。
这里整个装置103”的特征是彼此镜象地构成的部分。但也可设想与此不同的设计，在该设计中，镜象相对布置的部分具有不同的尺寸及结构。因为已对图9作了详细的说明，这里将说明其工作原理。
根据图10的视图表示具有轴169，171的错位的旋转轴线163，137的装置。转矩和/或旋转运动由第一轴169通过第一质量159，球形支承155，振动阻尼单元151，球形支承149传递到摆动盘145及由此传递到中间轴115”上。转矩和/或转动运动在从那里以相反的顺序传递到轴171上。当轴169，171转动一个360°期间，摆动盘145相对质量159，173在一个摆动范围中进行完全的摆动运动，该摆动范围相应于第一轴线163与中间轴115”的中间轴线133之间的角度。在此情况下振动阻尼单元151根据其增长及缩短吸收能量及至少部分地又输出能量。当对转动运动还附加地传递转矩时，振动阻尼单元151还相对一个假想的直径线进行偏移。在此情况下振动阻尼单元151附加地延长，由此它吸收能量或以所需量度转换成摩擦能。因此扭转振动阻尼系统的原理得以实现。可以看出，耦合部件101”是该振动阻尼系统的一部分。因此得到该装置的一个特别紧凑的结构。视振动阻尼单元的设计而定，或多或少的能量转换成摩擦能。因此可以作到：该装置103”在效率，结构紧凑性及扭转振动阻尼方面得到优化。并且在该装置中耦合单元101”设置在旋转质量159与173之间，由此对于该装置103”得到小的空间占用量。
图11至13表示一个耦合单元201，尤其是用于耦合两个轴的装置203的耦合单元，及该装置203的各个部分的组装。
在图11及12中所示的耦合单元201具有一个偏心件205，该偏心件配置给一个偏心栓207及一个离合器从动盘209。
这里耦合单元201总共具有6个偏心件205与所属的偏心栓207，由于沿图15中所示的线XI-XI的截面分布，仅可看到这些偏心栓中的一个。而在离合器从动盘上209上可设置更多或更少的偏心件205。
偏心件205可绕一个偏心件轴线211及一个栓轴线213转动地被支承，这些轴线分别用点划线表示。对偏心栓207配置了两个盘215，215’。偏心件205被装在离合器从动盘209的孔217中，它的孔轴线相应于偏心件轴线213。偏心件205可自由转动地支承在孔217中。因此盘215，215’与离合器从动盘209通过偏心件205与其偏心栓207相耦合。在设想的偏心栓207固定的情况下，即在栓轴线211固定及盘215，215’固定的情况下，离合器从动盘209可绕一个其半径相应于轴线211，213的距离的圆形轨道向上及向下运动。
该耦合单元201尤其被配置给一个第一旋转质量219，它被表示在图11中；及被配置给一个第二旋转质量221，它被表示在图13中。该配置借助合适的固定装置，尤其借助法兰来实现。也可以是，对于至少一个质量219，221选择一种允许相对转动的连接，来取代旋转质量219，221的由法兰产生的固定连接。
图11中表示第一质量219与盘215，215’的这种连接。为此第一旋转质量219通过一个法兰223用螺钉拧在支承盘225上。盘215的支承区域227，支承壳231及支承盘225的支承区域229构成了用于通过偏心栓彼此固定连接的盘215，215’绕由点划线表示的第一旋转轴线233的摩擦轴承232。第一旋转质量219也借助这里未示出的轴承绕第一轴线233可转动地被支承。因此通过摩擦轴承及这里未示出的轴承，第一旋转质量219及盘215，215’可绕第一轴线233转动地被支承，其中盘215，215’可相对第一旋转质量219相对地转动。两个盘215，215’与第一质量219的耦合通过振动阻尼单元235来实现，在这里该振动阻尼单元包括一个内弧形弹簧237、一个外弧形弹簧239、一个用于外弧形弹簧239的摩擦支承241及上述的摩擦轴承232。
因为第二旋转质量221通过离合器从动盘209及偏心件205与两个盘215，215’耦合，因此最后两个旋转质量219，221可彼此相对地转动。在此情况下，振动阻尼单元235根据扭转角度吸收能量或又给出能量或将一部分能量转换成摩擦能。因此通过图11至13所示的装置203，扭转振动阻尼系统的原理得以实现。旋转质量219，221及振动阻尼单元235基于相应的应用情况，即基于所预期的扭转振动来设计。在此情况下使用哪种类型的轴承232，241不起什么作用。在这些位置上也可以使用滚珠轴承，滚子轴承，滑动轴承或其它公知的轴承。
由图11至13还可看出，第一质量219绕第一轴线233的旋转运动通过偏心件205及离合器从动盘209这样地传递，以使得第二旋转质量221沿这里用点划线表示的第二轴线243旋转。为此对于第二旋转质量221设置这里未示出的相应的轴承。
转矩从振动阻尼单元235从以及到第一旋转质量219的传递是通过这里看不到的止挡245来实现的，这些止挡通过其余为盘形构型的第一旋转质量219的一些凹陷部分247构成。在根据图11的视图中，这些止挡245位于图面前面一些及后面一些。此外基于通过轴承232，241的摩擦实现一定的转矩传递。
为了在振动阻尼单元235与两个盘215，215’之间传递转矩设有构成弹簧止挡251的接臂249。
旋转质量221及离合器从动盘209各具有一个法兰253，它们通过该法兰用螺钉连接。
此外在图13中所示的第二质量221具有一个齿轮圈255，第二质量通过该齿轮圈例如可由一个电动机或内燃机的起动机来驱动。此外可设置一个防丢失部分，尤其是一个用于放入螺钉的中心孔。
图14表示图11及12中所示的耦合单元201的概要横截面图。相同的部分设有相同的标号，以致在这些方面可参考对图11及12的说明。
可看到离合器从动盘209，它总共具有6个孔217，在这些孔中装有偏心件205。
轴线233与243的轴的错位由两个虚线257表示，它相应于栓轴线211与偏心件轴线213的错位，该错位也由两个线259表示。可以看到，配置给盘215，215’及由此配置给第一质量219的偏心栓207的栓轴线211径向上相对第一轴线233等距离。类似地配置给离合器从动盘209及由此配置给第二质量221的偏心件205的偏心件轴线213相对第二轴线243径向上等距离。
当假想的轴线233，243固定时，偏心件205及其偏心栓207如连杆那样起作用，连杆使离合器从动盘209与盘215，215’相耦合。因此可以作到：由盘215，215’向离合器从动盘209或反向地传递转矩，而在此情况下无需通过径向力来支承它们。该原理也被公知为“施密特离合器(Schmidtkupplung)”，由此在这方面不再详细描述。
图15表示耦合单元201的一个偏心件205。相同的部分设有相同的标号，以致在这些方面可参考对以上附图的说明。
可以看到，偏心件205及偏心栓207被支承区域261包围。这些支承区域261出于摩擦学的观点可这样来设计，即应出现最小的磨损及最小的摩擦，以便实现耦合单元201尽可能大的使用寿命及高的效率。有利的是，偏心件205通过振动阻尼单元235与曲轴263耦合，这也减小了摩擦及磨损。
在这里的情况下，这些支承区域261被构成摩擦轴承。但也可设想使用其它的轴承原理，例如滚珠轴承、滚动轴承或类似的轴承。
图16表示图11至13中的装置203在组装的状态中。相同的部分设有相同的标号，以致在这些方面可参考对以上附图的说明。
在根据图16的视图中，盘215，215’通过法兰223配置给一个内燃机的曲轴263。因此曲轴263的旋转轴线相应于第一轴线233。曲轴263借助一个偏心件265相对内燃机的发动机机体(Motorblock)267偏心地被支承。该偏心运动-它也使第一轴线233位移-可用来改变内燃机的压缩比。在图14中通过半圆269表示曲轴263的第一轴线233的由偏心件265引起的轨道曲线。
通过由图16所示的偏心件265引起的曲轴263的第一轴线233的偏心度正好相应于轴线233与243的错位。因为内盘215，215’及第一质量219通过法兰连接在曲轴上，它们当曲轴偏移时随着偏移。
第二质量221通过法兰253固定地与离合器从动盘209连接及借助合适的轴承271与其可共同转动地相对装置203的壳体273被支承。壳体273又固定地与发动机机体267连接。因为由偏心件265引起的曲轴263的偏心度正好相应于轴线233与243的轴偏移，通过曲轴263的偏移使它的轴线233以恒定距离绕第二质量221的第二轴线243导向。但该轴错位通过盘215，215’，偏心件205及离合器从动盘209的布置被补偿。因此可以，尽管曲轴轴线233偏移，对第二质量221配置一个固定的轴，例如一个输出轴、尤其是变速器输入轴。
还可看到，耦合单元201完全被组合在补偿曲轴263与输出轴之间的轴错位的装置203中。因此装置203的结构空间特别小。因为通过轴的错位的转矩传递不引起任何径向支承力，因此轴承损耗特别小。因而该装置203提供了高效率、紧凑结构与扭转振动的阻尼这些参量之间的最佳折衷。
图17表示图16中所示的装置203的法兰223的孔分布圆图。相同的部分设有相同的标号，以致在这些方面可参考对以上附图的说明。
可以看到，法兰223的孔分布圆相对其旋转轴线、即第一轴线233或曲轴轴线233错位地分布。该错位由两个线257示出及完全相应于轴线233，243的轴错位。因此该法兰的孔分布圆相对第一轴线233是偏心的及相对第二轴线243是同心地布置。这在装置203的组装时是有利的，以下将参考图16作简短的说明：
在第一步骤中借助安装辅助件275-为此它可被插在法兰253的孔277中-形成曲轴263的法兰253与第一质量219的螺钉连接。法兰253也具有一个孔分布圆，它具有与法兰223的孔分布圆相同的直径及相对第二质量221的轴线243同心地布置。即法兰223及253的孔分布圆可准确地被对齐，以使得安装辅助件275可插入到法兰253的孔277中以固定地拉住法兰223。
一旦法兰223的螺钉被固定地拧紧，则在第二步骤中可拧紧法兰253的螺钉。
图18表示具有耦合单元201的装置203与由部分示出的发动机机体267所示的内燃机及一个干式离合器279的组合。相同的部分设有相同的标号，以致在这些方面可参考对以上附图的说明。
对于干式离合器279借助合适的连接装置281配置第二旋转质量221，该第二旋转质量涉及一个铸件板。通过离合器279可视其操作位置而定对输出轴283、尤其是变速器输入轴形成刚性的连接。输出轴283的旋转轴线相应于第二轴线243，即第二旋转质量221的旋转轴线。因此可偏移的曲轴263及输出轴283通过具有耦合单元201的装置203-尽管有轴线233，243的轴错位-仍可这样地耦合，以致可在最小结构空间、扭转振动阻尼及高效率的情况下传递转矩或旋转运动。
装置203具有一个油润滑部分。为此在各个部件中设有油通道85，这些油通道部分地由虚线表示。此外为了引导油设有各个油槽(
Figure C200380103408D0027143741QIETU
)287，它们由水平的虚线表示。油槽287基于作用在油上的离心力形成，这些油通过装置203的转动的部件夹带。

Claims (32)

1.借助至少一个耦合单元来耦合彼此以一定距离轴线平行地或彼此以一定角度设置的两个轴的装置，其特征在于：
设有至少一个第一旋转质量及至少一个第二旋转质量，它们与至少一个振动阻尼单元共同作用，以便阻尼扭转振动，
所述振动阻尼单元具有多个被构造为压簧的弹性部件，所述弹性部件可使所述两个质量相对转动并且在此被弹性变形，
其中，配置给第一旋转质量的曲轴与配置给第二旋转质量的输出轴具有可调节的轴错位，并且
设有用于补偿所述可调节的轴错位的机构，其中所述弹性部件构成所述机构的组成部件。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于：配置给第二旋转质量的是变速器输入轴。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于：至少一个弹性部件被构成螺旋弹簧。
4.根据权利要求1的装置，其特征在于：该至少一个弹性部件被预加载。
5.根据权利要求1至4中一项的装置，其特征在于：设有四个彼此平行布置的、通过所述至少一个弹性部件耦合的盘，其中每两个彼此固定连接。
6.根据权利要求5的装置，其特征在于：每个盘具有至少一个透孔，该透孔被构成长形的及弯曲地延伸在盘的圆周方向上。
7.根据权利要求6的装置，其特征在于：对所述至少一个透孔配置两个弹性部件。
8.根据权利要求5的装置，其特征在于：所述四个盘的两个彼此固定连接的盘是内盘，及另外两个彼此固定连接的盘是外盘。
9.根据权利要求8的装置，其特征在于：所述内盘和所述外盘分别具有至少一个透孔，该透孔被构造成长形的及弯曲地延伸在所述内盘和外盘的圆周方向上。
10.根据权利要求8的装置，其特征在于：所述相互连接的内盘基本上相对一个设想的中轴线对称地被构成及设置，并且所述相互连接的外盘基本上相对一个设想的中轴线对称地被构成及设置。
11.根据权利要求9的装置，其特征在于：两个内盘的所述至少一个透孔相对两个外盘的所述至少一个透孔扭转地布置。
12.根据权利要求8的装置，其特征在于：所述至少一个弹性部件与一个由这些内盘构成的支承及与一个由这些外盘构成的支承协同作用。
13.根据权利要求8的装置，其特征在于：这些内盘与这些外盘这样弹性地耦合，以致它们彼此可轴错位；及在错位的、轴线平行的或同轴心的状态中转矩可从内盘传递到外盘或反向地传递。
14.根据权利要求8的装置，其特征在于：这些内盘及这些外盘各具有一个用于将转矩传递到另一部件的区域。
15.根据权利要求5的装置，其特征在于：两个旋转质量通过所述至少一个弹性部件及这四个盘彼此相耦合。
16.根据权利要求12的装置，其特征在于：所述由这些内盘构成的支承是一个弹簧通道及一个弹簧止挡，及所述由这些外盘构成的支承是一个弹簧通道及一个弹簧止挡。
17.根据权利要求14的装置，其特征在于：所述用于将转矩传递到另一部件的区域是一个接臂和/或一个法兰。
18.根据权利要求1或2的装置，其特征在于：具有至少一个万向节，
该万向节具有至少一个包括至少一个球头及一个球窝的万向球节。
19.根据权利要求18的装置，其特征在于：该至少一个球头具有至少一个第一球切面及该至少一个球窝具有至少一个与该球切面适配的配合面。
20.根据权利要求18的装置，其特征在于：设有两个万向节。
21.根据权利要求18的装置，其特征在于：设有一个具有内球窝及一个外球头的球形衬套。
22.根据权利要求21的装置，其特征在于：该万向节具有一个固定销，用于固定该球形衬套。
23.根据权利要求18的装置，其特征在于：该万向节与振动阻尼单元相耦合。
24.根据权利要求18的装置，其特征在于：这些旋转质量通过万向节及振动阻尼单元彼此相耦合。
25.根据权利要求18的装置，其特征在于：在这两个轴同轴心的无负载的状态下该至少一个振动阻尼单元径向地在负载下相对一个设想的直径线处于一个角度下，及在这两个轴的有角度状态中当两个轴转动一圈期间该振动阻尼单元运行通过两个轴中一个轴的假想转动平面的一个角度范围。
26.根据权利要求18的装置，其特征在于：这两个旋转质量通过万向节彼此相耦合。
27.根据权利要求1或2的装置，其特征在于：
为了补偿错位设有至少一个偏心件，该偏心件被配置给两个盘及一个离合器从动盘。
28.根据权利要求27的装置，其特征在于：离合器从动盘配置给第二旋转质量。
29.根据权利要求27的装置，其特征在于：这两个旋转质量通过两个盘及离合器从动盘彼此相耦合。
30.根据权利要求27的装置，其特征在于：这两个旋转质量彼此可相对转动，其中振动阻尼单元被这样地构成，以致该振动阻尼单元对这两个旋转质量的相对扭转起反作用。
31.根据权利要求27的装置，其特征在于：离合器从动盘通过一个法兰配置给第二旋转质量。
32.根据权利要求1或2的装置，其特征在于：该装置具有一个耦合单元。
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