CN101377224A - 扭转振动减振器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种扭转振动减振器，具有两个可绕转动轴线转动并且可抵抗能量储存器的作用在圆周方向上彼此相对扭转的构件，其中，一个构件具有一个滑动壳，所述能量储存器抵抗离心力作用支撑在该滑动壳上，其中，该滑动壳例如借助于滑动轴承或滚动轴承可相对于该构件扭转地被接收。
Description
技术领域
本发明涉及一种扭转振动减振器，具有两个可绕转动轴线转动并且可抵抗至少一个能量储存器的作用在圆周方向上彼此相对扭转的构件，其中，一个构件借助于轴向突缘抵抗离心力支撑所述至少一个能量储存器，一个滑动壳在径向上设置在所述至少一个能量储存器与该轴向突缘之间。
背景技术
所述类型的扭转振动减振器例如已由DE 103 10 831 A1公开。在那里构造成双质量飞轮的扭转振动减振器中，一个或多个在圆周上分布的滑动壳固定地设置在与其对应配置的构件中，能量储存器在径向上在离心力下支撑在这些构件上。
发明内容
因此，对于本发明存在任务：以有利的方式进一步构造现有技术。尤其是要改进能量储存器装置的摩擦情况和迟滞。
该任务通过一种扭转振动减振器来解决，该扭转振动减振器具有两个可绕转动轴线转动并且可抵抗至少一个能量储存器的作用在圆周方向上彼此相对扭转的构件，其中，一个构件借助于轴向突缘抵抗离心力支撑所述至少一个能量储存器，一个滑动壳在径向上设置在所述至少一个能量储存器与轴向突缘之间，其中，滑动壳可相对于轴向突缘在圆周方向上扭转地设置。
本发明意义上的扭转振动减振器可以是用于阻尼扭振的减振器，这种扭振例如由内燃机引起。所述扭转振动减振器因此尤其是适用于具有内燃发动机的机动车，并且在扭转振动减振器的输入件或初级件上与内燃机的曲轴相连接，在输出件上与变速器相连接。在输出件或次级件上可设置一个摩擦离合器，该摩擦离合器的离合器盘可与变速器输入轴相连接。作为替换方案，次级侧或次级件可与一个变矩器相连接。如果给初级件和次级件配置具有预给定惯性矩的质量，则该扭转振动减振器满足双质量飞轮的功能。
为了阻尼扭转振动，这两个构件作为输入件和输出件或者说作为初级件和次级件可抵抗所述至少一个能量储存器的作用扭转，其中，可与所述至少一个能量储存器并联或串联地在扭转的整个位移或部分位移上带有延迟或不带有延迟地连接至少一个摩擦装置。所述至少一个能量储存器可由多个在圆周上分布的弹簧元件组成，这些弹簧元件可承受压力负荷和/或拉力负荷。在此，多个弹簧组可设置在一个或多个直径上。特别有利的是使用所谓的弓形弹簧，这些弓形弹簧可被预弯曲到使用直径并且因此可较容易地装配。能量储存器在所述两个构件扭转时分别由一个构件的止挡面和另一个构件的止挡面加载，这就是说，在压簧的情况下被压缩，在拉簧的情况下被拉伸，其中，在此情况下弹簧钩入到止挡面中。
当扭转振动减振器绕转动轴线扭转时，在能量储存器上产生离心力，能量储存器通过这种离心力向外加速并且以相应的力压在外圆周上。当这些构件彼此相对同时扭转时，产生能量储存器和在径向上支撑所述能量储存器的件的接触面的提高的摩擦。相应地设置有至少一个滑动壳，所述至少一个能量储存器可支撑在所述滑动壳上。由于高摩擦，尤其是当负荷交替时可观测到高的迟滞，这样来消除该迟滞：所述至少一个滑动壳可在圆周方向上可扭转地被接收在接收它的构件中。以此方式降低迟滞，其方式是，不降低能量储存器本身相对于滑动壳的摩擦。而是滑动壳连同带有摩擦地支撑在该滑动壳上的能量储存器扭转。在此，滑动壳可由多个在圆周上分布的环形段构成。以此方式，可以说对于每个能量储存器都存在一段滑动壳，该能量储存器支撑在该段滑动壳上。在多个在圆周上分布的能量储存器的情况下，各个滑动壳可直接相接地在圆周方向上无间隙地设置。滑动壳也可在圆周方向上带有间隙地设置，由此，滑动壳可彼此不相关地并且无相对撞击地在圆周方向上移位。表明特别有利的是，滑动壳构造成本身闭合的环形件。这样构成的滑动壳可用扁平材料拉伸或冲制并且弯曲成环形。环形件可以是闭合的、例如焊接的，或在弹性实施形式的情况下保持敞开并且由此在径向方向上通过直径的扩宽来补偿。环形件可在其外侧和/或内侧上与该构件或能量储存器的支撑面的相应轮廓相适配。另外，概念滑动壳也在包括这种环形件在内的情况下来使用。
滑动壳被接收在一个构件的轴向突缘上，该构件可以是初级件或次级件。该轴向突缘例如可借助于材料成形方法例如拉深、挤压或类似方来由该构件构成或作为单独的件、例如作为环形件来安置。该构件可用有利的方式这样来成形，使得轴向突缘是用于接收能量储存器的接收保持架的一部分，其中，在轴向突缘上设置有另一个用于在对置的侧上限定接收保持架的边界的件。
滑动壳相对于轴向突缘的可扭转的支承以有利的方式摩擦最佳化地借助于滑动壳和接收面相互间的相应支承来进行。滑动壳可用有利的方式相对于轴向突缘被滑动支承着。为了形成滑动轴承，设置在轴向突缘中的滑动壳靠置面和滑动壳本身备滑动轴承组件使用，以形成很小的摩擦。一方面滑动剂例如油、油脂或滑动膏可在这两个件之间起作用。对滑动剂可混合固态添加剂如石墨、硫化钼、聚四氟乙烯微粒或其它起到持续减小摩擦的物质。这些物质也可在无液态润滑物质的情况下用于形成干摩擦。另一方面，轴向突缘的靠置面和/或滑动壳的朝向该靠置面的表面可被涂覆以具有滑动特性的材料，例如为了形成滑动轴承可根据公知的Permaglide
原理设置相应的涂层。不言而喻，为了改善摩擦特性对于滑动轨道/能量储存器接触面可采取相应的防护措施，例如可对滑动壳在两个表面上进行涂覆。可用相同方式对轴向突缘的靠置面进行涂覆。在滑动壳被涂油脂的情况下特别有利的可以是，将滑动壳的表面结构化，以便例如提供用于储备油脂的凹槽。结构化也可提供非常小的孔穴，这些孔穴例如通过磨削或其它表面处理方法来产生并且通常具有非常小的粗糙深度，该粗糙深度具有可达10～100μm的平均粗糙深度。这些孔穴通常也适于作为油脂储存部，尤其是当作为用于滑动壳的材料使用塑料并且滑动壳借助于注塑方法制造时。在此情况下，尤其可再现的表面通过用于这些件的注塑工具的腐蚀来实现。
作为滑动支承的替换方案，可在滑动壳与所述两个可彼此相对扭转的构件中的一个的轴向突缘的靠置面之间设置一个滚动支承装置。为此，相应结构形式的完整的滚动轴承在径向上装入在滑动壳与轴向突缘之间并且该滑动壳或一些滑动壳被接收在该完整的滚动轴承上。但重要的优点是，滑动支承装置至少部分地由已经具有适合构成滚动轴承的形状的部件构成。因此例如环状构型情况下的滑动轨道和/或轴向突缘上的环状接收面可以具有用于滚动体的接收型廓，以致由此已经通过这些件构成用于滚动支承装置的内圈和/或外圈。滚动体此后在扭转振动减振器的装配期间或者借助于滚动体保持架或者在无滚动体保持架的情况下装入。在此，滚动体可以是滚珠状、滚针状或鼓状，本发明也包括新式形状的滚动体。以有利的方式使用这样的滚动体，这些滚动体的径向延展与其承载负荷成比例地被优化，以便使扭转振动减振器在直径——能量储存器设置在该直径上——有利地大的情况下在其径向外部尺寸方面保持很小或者在预给定的直径的情况下可设置大的能量储存器容量。
可用有利的方式这样构造轴向突缘，使得加工有一个用于接收滚动轴承的环形槽。例如环形槽可用这样的方式接收滚动轴承的外圈：环形槽的一个侧面的壁借助于轴向突缘构成并且对置的壁借助于一个附加的、与轴向突缘相连接的环形件构成。可用有利的方式在形成环面的情况下这样成形所述两个可彼此相对扭转的构件中的一个构件、一个成形在该构件上的轴向突缘以及一个在侧面安置在轴向突缘上的环形件，使得在环面的内部安置能量储存器和滑动壳。此外，可在一个内部的靠置面上在外圆周上设置一个环形槽，该环形槽在制造这些件时借助于金属成形方法已经无刀具地形成或者稍后例如借助于切削加工方法来加工。
为了降低磨损，滑动壳可被硬化。在此情况下，硬度与所述与滑动轨道处于摩擦接触的件相协调地被调节。因此可被证实有利的是，滑动轨道与能量储存器的硬度相协调地被硬化，其中考虑，在以靠置面与不必被硬化的初级件或次级件滑动接触的情况下，在该初级件或次级件上例如通过部分硬化或涂覆进行补偿。另外可提出，滑动轨道被构造得在径向方向上有弹性。例如相应薄地并且用弹簧钢构造的滑动轨道可被构造得相对于径向外部的靠置面带有间隙，由此该滑动轨道可避开通过该或这些能量储存器施加的逐点的负载。使用用塑料制成的滑动轨道也可以是有利的，这些滑动轨道可被相应地加强，例如用30～70％范围内的玻璃纤维成分或碳成分或类似物质来加强，并且这些滑动轨道可在径向方向上弹性地挠曲，但朝能量储存器侧可被加装保护。例如用板制成的环可作为用于环状的滑动壳的芯来使用，该芯用塑料注塑包封。以此方式可提供硬的、但弹性的滑动壳。
有利的是，滑动壳至少在一侧被涂层。
有利的是，滑动壳构成一个在径向上设置在轴向突缘与所述至少一个能量储存器之间的滚动轴承的内圈。
有利的是，具有轴向突缘的构件是一个双质量飞轮的初级件，可相对于该构件扭转地设置的构件是该双质量飞轮的次级件。
有利的是，所述至少一个能量储存器是至少一个弓形弹簧。
有利的是，滑动壳在至少一个侧上具有结构化的表面。
有利的是，滑动壳至少在一侧被涂油脂。
附图说明
借助于图1至图5来详细描述本发明。附图表示：
图1扭转振动减振器的一个实施例的示意性结构的视图，
图2扭转振动减振器的一个构造成双质量飞轮的实施例的剖开的视图，
图3环状的滑动壳的带有能量储存器的视图，
图4滑动壳装置的图2的细节，以及
图5所使用的滚动轴承的一个实施例的局部。
具体实施方式
图1示出了一个扭转振动减振器1的示意性表示的实施例的剖面，该扭转振动减振器具有两个可抵抗能量储存器2的作用扭转的构件3、4。扭转振动减振器1由未示出的驱动单元如内燃发动机或内燃机在箭头5的转动方向上驱动。在此，与驱动单元的连接可在两个构件3、4中的一个上进行，其中，相应另一个构件4、3与输出侧例如变速器输入轴相连接。在它们之间的转矩路径中可设置一个分离离合器，例如摩擦离合器、液压离合器或者带有或不带有变矩器跨接偶合器的液力变矩器。当由于在驱动单元的曲轴的转动方向上不均匀的力施展而产生扭转振动(扭振)时，与驱动单元的曲轴相连接的构件3、4抵抗另一个构件3、4加速或减速，由此，能量储存器2在两个转动方向上由两个构件3、4的止挡面6、7加载，其中，能量储存器2吸收能量并且当转矩峰值降低时将能量传递给构件3、4，由此，通过扭转振动减振器1引导的转矩的转矩变化曲线被平滑。可与扭转角度、与产生的离心力和类似量相关地借助于至少一个为此设置的摩擦装置给能量储存器2接上迟滞，以便变宽地吸收和/或释放由能量储存器转换的能量。由于尤其是在使用通常由经硬化的弹簧钢构成的具有长延伸角度的弓形弹簧的情况下并且在曲轴转速高的情况下作用在能量储存器2上的离心力，通过在减振过程期间能量储存器2相对于构件3、4产生的相对运动而使构件3的径向内部的接触面经受特别的磨损。因此将一个在该实施例中构造成环状的、也可经硬化的滑动壳8在径向上安置在能量储存器2与构件3的内面之间。此外，能量储存器2可被高的离心力如所示的那样在至少部分地压缩的状态中抑制，由此在端部面9与止挡面7、或者止挡面10——未示出——之间形成自由角，所述自由角在负荷换向时可导致止挡面7硬地止挡在能量储存器2的端部面9上。为了降低这种硬止挡，滑动壳8可相对于构件3扭转地例如借助于滑动支承装置或滚动支承装置支承着，在所示实施例中，在构件3与滑动壳8之间示出的呈滚针或滚珠形式的滚动体11勾画出一个滚动轴承12，在该滚动轴承中，构件3直接构成轴承外圈，滑动壳8构成轴承内圈。
图2示出了一个扭转振动减振器的呈双质量飞轮20的形式的实施例的视图，该视图带有用于解释内部结构的部分断面。两个可彼此相对扭转的构件通过初级件21和次级件22构成，其中，具有预给定的初级质量的初级件21借助于穿过孔23的螺钉与曲轴相连接，具有次级质量的次级件22构成一个用于摩擦离合器的接收部，其中，该次级件已经借助于设置在次级质量上的摩擦面24和用于具有压紧板的离合器壳体的接收部25构成一个压板。
预弯曲的弓形弹簧26在初级侧由未示出的在初级件中压制的缩进部(Einzug)并且由与次级件22固定连接的例如铆接的法兰件31的径向向外扩宽的法兰27加载。优选两个几乎在半个圆周上延伸的弓形弹簧26被接收在类似环面的环形空间28中，该环形空间由初级件21和环状的法兰件29构成。初级件21和法兰件29这两个件可借助于板成形方法无刀具地制造并且固定地例如焊接地、铆接地、相互收缩地或以类似方式彼此相连接。如果环形空间28要至少获得油或油脂填充以润滑处于环形空间28中的彼此相对运动的构件，初级件21和法兰件29的密封连接以及例如呈迷宫式密封装置、密封膜片的形式的动态的密封装置30是有利的。
弓形弹簧26在径向外部通过一个滑动壳32支撑，该滑动壳构成一个用于滚动轴承34的内圈，该滚动轴承设置在初级件21的在径向外部设置的轴向突缘33的内面与弓形弹簧26之间。
为了解释清楚，图3中示出了弓形弹簧26的空间布置，与初级侧和次级侧的加载件间隔开，在其松弛状态中在环状的滑动壳32的径向内部带有或不带有间隙。内面35作为用于弓形弹簧26的靠置面在横截面中可与弓形弹簧26的半径相比较。表面可被相应地构造用于容纳一些凹槽，这些凹槽用于储备润滑剂。凹槽的尺寸视应用类型而定可包括从各个凹槽的宏观压制直到微观细微结构的加工的范围，例如通过腐蚀在微米范围内。外面36可为滚动体的接收及其滚动而提供或者与图2中所示滚动支承装置不同为与初级件21的轴向突缘33的靠置面滑动接触而提供。为此，外面36可被涂层、涂油脂并且关于其表面被相应地结构化和预处理。
图4示出了图2的细节，带有构成环面状的环形空间28的具有轴向突缘33的初级件21和与该轴向突缘相焊接的法兰件29，该法兰件构成一个用于轴向突缘的轴向的止挡29a，该轴向的止挡同时可承载点火标记，其中，在接触面上可贯穿地安置一个局部地用于使这些件相互固定或者用于密封连接的焊缝。法兰件29和初级件21的密封装置的另一个形式可以是密封带、密封配合或弹性体密封装置。包含在环形空间28中的弓形弹簧26由未示出的从法兰件31突出的法兰27(图2)加载。属于次级件的法兰件29借助于一个构造成同时可具有摩擦特性的密封膜片的密封装置30相对于初级侧的法兰件29密封。弓形弹簧26在离心力作用下借助于滚动轴承34可扭转地支撑在初级件21的轴向突缘33的内面上。在此，环状的滑动壳32的与弓形弹簧26的横截面半径相适配的内面35构成滚动轴承34的内圈。外圈38通过一个单独的件构成，但在另一个实施例中也可由具有作为用于滚动体39的滚动面的内面37的轴向突缘33构成，由此可节省一个构件。在这种情况下，轴向突缘33可至少在内面37的区域中被硬化。滚动轴承34以有利的方式嵌入到一个设置在初级件的外侧上的环形槽40中，其中，该环形槽在所示实施例中通过加工在初级件21和法兰件29中的侧壁41、42构成。
图5示出了在图2和图4中所示的滚动轴承34的部分横剖面，该滚动轴承具有由滑动壳32构成的内圈43和外圈38以及滚动体39，这些滚动体在所示实施例中构造成滚针并且具有一个侧面的导向装置，例如通过设置在内圈43中的环形环圈44构成的导向装置。不言而喻，相应的导向装置也可设置在外圈38中。
参考标号清单
1 扭转振动减振器 27 法兰
2 能量储存器 28 环形空间
3 构件 29 法兰件
4 构件 29a 止挡
5 箭头 30 密封装置
6 止挡面 31 法兰件
7 止挡面 32 滑动壳
8 滑动壳 33 轴向突缘
9 端部面 34 滚动轴承
10 端部面 35 内面
11 滚动体 36 外面
12 滚动轴承 37 内面
20 双质量飞轮 38 外圈
21 初级件 39 滚动体
22 次级件 40 环形槽
23 孔 41 侧壁
24 摩擦面 42 侧壁
25 接收部 43 内圈
26 弓形弹簧
Claims (16)
1.扭转振动减振器(1)，具有两个可绕转动轴线转动并且可抵抗至少一个能量储存器(2)的作用在圆周方向上彼此相对扭转的构件(3，4)，其中，一个构件(3)借助于轴向突缘抵抗离心力支撑所述至少一个能量储存器(2)，一个滑动壳(8)在径向上设置在所述至少一个能量储存器(2)与该轴向突缘之间，其特征在于：该滑动壳(8)可相对于该轴向突缘在圆周方向上扭转地设置。
2.根据权利要求1的扭转振动减振器(1)，其特征在于：该滑动壳(8)是一个本身闭合的环形件。
3.根据权利要求1或2的扭转振动减振器(1)，其特征在于：该滑动壳相对于该轴向突缘被滑动支承着。
4.根据权利要求1至3中一项的扭转振动减振器(1)，其特征在于：该滑动壳至少在一侧被涂层。
5.根据权利要求1至4中一项的扭转振动减振器(1)，其特征在于：该轴向突缘在该滑动壳靠置的区域中被涂层。
6.根据权利要求1或2的扭转振动减振器(1)，其特征在于：该滑动壳(8，32)相对于该轴向突缘(33)被滚动支承着。
7.根据权利要求6的扭转振动减振器(1)，其特征在于：该滑动壳(32)构成一个在径向上设置在该轴向突缘(33)与所述至少一个能量储存器之间的滚动轴承(34)的内圈(43)。
8.根据权利要求1至7中一项的扭转振动减振器(1)，其特征在于：具有该轴向突缘(33)的构件是一个双质量飞轮(20)的初级件(21)，可相对于该构件扭转地设置的构件是该双质量飞轮的次级件(22)。
9.根据权利要求8的扭转振动减振器(1)，其特征在于：在该初级件(21)的轴向突缘(33)中加工有一个用于接收该滚动轴承(34)的环形槽(40)。
10.根据权利要求9的扭转振动减振器(1)，其特征在于：该环形槽(40)的一个侧面的侧壁(41)借助于该轴向突缘(33)构成并且对置的侧壁(42)借助于一个附加的、与该轴向突缘(33)相连接的法兰件(29)构成。
11.根据权利要求1至10中一项的扭转振动减振器(1)，其特征在于：所述至少一个能量储存器是至少一个弓形弹簧(26)。
12.根据权利要求1至11中一项的扭转振动减振器(1)，其特征在于：该滑动壳(8，32)至少在一侧被涂油脂。
13.根据权利要求1至12中一项的扭转振动减振器(1)，其特征在于：该滑动壳(8，32)在至少一个侧上具有结构化的表面。
14.根据权利要求1至13中一项的扭转振动减振器(1)，其特征在于：该滑动壳(8，32)被硬化。
15.根据权利要求1至13中一项的扭转振动减振器(1)，其特征在于：该滑动壳由塑料构成。
16.根据权利要求15的扭转振动减振器(1)，其特征在于：该滑动壳被加装保护。
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