CN101463878B - 振动减振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种振动减振器，尤其是在机动车的传动系中使用，在该振动减振器中实现确定的并且可再现的频率特性曲线，其方式是，该振动减振器包括至少一个减振器飞轮，所述减振器飞轮可抵抗弹簧装置的力相对于主飞轮扭转，其中，该弹簧装置的有效杠杆臂可与转速相关地变化。

Description

振动减振器

技术领域

本发明涉及一种振动减振器，尤其是在机动车的传动系中使用。

背景技术

这种振动减振器用于在动力学上缓冲内燃机曲轴的扭转振动。原则上为此使用两个可抵抗弹簧力彼此相对扭转的质量。这种系统具有预给定的频率特性，该频率特性限制了缓冲振动的可能性。

为了改变振动减振器的频率特性，现有技术中已经公知了多种解决建议。由DE 103 10 831例如公知了飞轮与离心力悬摆的一种组合。离心力悬摆根据转速改变所述质量之一的惯性矩，由此，振动减振器的频率特性变化。离心力悬摆仅当减振器质量的振幅小时并且当阻尼小时才保证期望的减振器效应。当振幅较大时，减振品质受悬摆特性曲线的非线性影响。附加地，减振器相对于其支承装置的摩擦效应敏感。这主要源于：在悬摆中在离心力场中摩擦与离心力成比例并且由此与转速的平方成比例。

无悬摆的与离心力适配的振动减振器例如已在DE 34 11 221中公开。但该解决方案具有缺点：固有频率虽然随着转速提高，但该提高仅与所使用的材料(弹簧元件)的材料参数相关，即与大的不精确性相联系。这种不精确性实际上是缺点，因为由此振动减振器的特性曲线的误差在一个系列之内非常大。

发明内容

因此，本发明的任务在于，给出一种振动减振器，该振动减振器具有确定的并且可再现的频率特性曲线。此外，该振动减振器应该构造得耐久并且可简单地制造。

该问题通过一种振动减振器来解决，该振动减振器尤其是在机动车的传动系中使用，该振动减振器包括至少一个减振器飞轮，所述减振器飞轮可抵抗弹簧装置的力相对于主飞轮扭转，其中，弹簧装置的有效杠杆臂可与转速相关地变化。有效杠杆臂或者是系统的几何参量，例如弹簧轴线与转动轴线的距离，但也可以是由其它参量的换算间接得到的几何参量。通过有效杠杆臂，弹簧装置的刚度关于减振器飞轮相对于主飞轮的相对转动在所使用的弹簧的特性恒定的情况下得以确定。扭转刚度的变化因此通过一个或多个弹簧在径向方向上的移动或者至少通过一个或多个弹簧的夹紧点在径向方向上的移动来进行。

优选提出，弹簧装置包括至少一个弹簧，所述弹簧的夹紧端部可相对于减振器飞轮径向移动并且所述弹簧的夹紧端部可相对于主飞轮径向移动。因此该弹簧或这些弹簧的两个夹紧端部移动，其中，移动在此优选分别以相同的移动位移进行。即该弹簧或这些弹簧在移动期间不进行附加扭转。作为替换方案提出，弹簧装置包括至少一个弹簧，所述弹簧的一个夹紧端部固定在主飞轮上并且所述弹簧的另一个夹紧端部可径向移动地设置在减振器飞轮上。在此情况下，一个夹紧端部可固定，即不需要可移动的支承装置。这种支承装置可比可移动的支承装置更简单地实现。

弹簧装置优选包括至少一个弹簧，所述弹簧可在其两个夹紧端部上在减振器飞轮的支撑面与主飞轮的支撑面之间径向移动。

优选提出，主飞轮包括至少一个可径向移动的套筒，弹簧固定在所述套筒上。为此，套筒优选可移动地设置在径向延伸的接片上。在此优选提出，在套筒上施加有复位力，该复位力通过斜坡装置产生。斜坡装置可实现几乎任意适配施加在套筒上的复位力，其方式是斜坡装置的斜坡的表面类似于滚道的表面构造得不同。

优选提出，斜坡装置包括至少一个斜坡，所述斜坡可转动地在轴向上和径向上固定在主飞轮的支承点上并且通过斜坡面支撑在套筒的支点上，其中，斜坡面在支点上具有相对于套筒的径向移动轴线倾斜的切线，其中，在斜坡面上朝支点的方向施加有压力。压力优选通过弹簧施加。在此优选提出，在接片两侧各设置有一个斜坡面并且弹簧作为拉簧夹紧在两个斜坡面之间。与斜坡面相切的切线相对于移动轴线的倾斜度这样构造，使得复位力朝转动轴线的方向施加在套筒上。

在本发明的一个作为替换方案的构型中提出，弹簧装置包括至少一个板式弹簧，所述板式弹簧固定地夹紧在减振器飞轮上并且套筒的第二支点可径向移动地支撑在所述板式弹簧上。弹簧装置优选包括两个板式弹簧，这些板式弹簧固定地夹紧在减振器飞轮上并且套筒的第二支点各可径向移动地支撑在这些板式弹簧上。该构型是对使用拉簧或压簧的替换。

在本发明的进一步构型中提出，至少一个斜坡具有一个弹性的夹紧区域并且通过夹紧区域固定地固定在主飞轮的内部支承点上。因此，压紧力通过斜坡本身产生而不是通过外界的弹簧。如果两个斜坡具有一个弹性的夹紧区域并且通过夹紧区域固定不动地固定在主飞轮的支承点上，则完全可放弃斜坡之间的弹簧。

在本发明的进一步构型中提出，该振动减振器包括两个可径向移动的套筒。套筒在此优选相对于该振动减振器的转动轴线对置地设置。该振动减振器由此包括两个弹簧和斜坡装置并且基本上关于转动轴线对称地构造，由此，该振动减振器的重心处于转动轴线上。

开头所述问题也通过机动车的传动系以及通过离合器组件来解决，该传动系具有根据本发明的振动减振器，该离合器组件具有根据本发明的振动减振器。该振动减振器或者可以是传动系内部的独立构件，但也可以是离合器的子组件，即可以组合在离合器中。

附图说明

下面借助于附图来描述本发明的实施例。附图表示：

图1根据本发明的振动减振器1的一个实施例的作为原理视图的侧视图；

图2根据本发明的振动减振器的第一实施例的图1中的剖面A-A；

图3根据本发明的振动减振器的第二实施例的根据图1的剖面A-A；

图4根据本发明的振动减振器的第三实施例的根据图1的剖面A-A；

图5根据本发明的振动减振器的第四实施例的根据图1的剖面A-A；

图6根据本发明的振动减振器的第五实施例的根据图1的剖面A-A。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的振动减振器1的一个实施例的作为原理视图的侧视图，图2示出了图1中的剖面A-A。振动减振器1包括一个主飞轮2，该主飞轮通过驱动轴3与未示出的曲轴相连接并且通过输出轴4与机动车的进一步的传动系相耦合。在输出轴4与传动系5之间选择地设置有一个例如呈扭转弹簧或类似装置的形式的扭转弹性的连接装置6。

主飞轮2包括两个通过连接轴7彼此固定地相连接的飞轮2a和2b。驱动轴3和输出轴4通过飞轮2a和2b以及连接轴7无相对转动地(刚性地)彼此相连接。一个减振器飞轮9可相对于主飞轮2相对扭转地——这通过双箭头8来表示——设置在两个飞轮2a、2b之间。减振器飞轮9因此可相对于主飞轮2并且由此相对于飞轮2a、2b在两个转动方向上相对扭转。图2示出了图1中的剖面A-A。减振器飞轮9具有一个空心室10。空心室10接收下面描述的构件和组件。连接轴7包括两个径向延伸的接片11，这些接片用参考标号11a和11b标记。一个套筒12可移动地设置在接片11a上。套筒12因此可在径向方向上在双箭头13的两个方向上相对于接片11a移动。接片11a伸到空心室10的具有两个彼此相对平行延伸的壁14的区域中，这些壁用14a和14b来标记。在套筒上设置有两个弹簧15a和15b，这些弹簧分别支撑在作为支撑面的壁14a和14b上。弹簧15a通过夹紧端部16a1固定地与套筒12相连接并且通过另一个夹紧端部16a2与可沿着壁14a移动的支座17a相连接。当套筒12在双箭头13的方向之一上移动时，支座17a相应地一起移动，由此，弹簧15a的力方向总是垂直于(至少在偏转小时)接片11a的纵向轴线18延伸。弹簧15b相应于弹簧15a在夹紧端部16b1上固定地与套筒12相连接并且在另一个夹紧端部16b2上固定地与支座17b相连接。套筒12在朝向振动减振器1的转动轴线19的侧上在两个侧上各包括一个滚子20，这些滚子在图2中用20a和20b标记。在滚子20a、20b上各支撑着一个斜坡21，这些斜坡为了区别而用21a和21b来标记，这些斜坡在朝向滚子20的侧上各具有一个斜坡面22a或22b。滚子20构成用于斜坡21的支点。斜坡21各铰接地固定在一个支承点23a或23b上。一个弹簧24设置在斜坡21a与21b之间并且使斜坡面22a和22b分别压到滚子20a和20b上。通过包括两个各在支承点23a和23b上固定在连接轴7上的斜坡21a和12b、滚子20a和20b以及弹簧24的斜坡装置25，力朝转动轴线19的方向施加在套筒12上。为此，斜坡面22分别这样构造，使得在视套筒12的移动位置而定与滚子20相连接的斜坡面22的任意点上，处于该点上的切线相对于纵向轴线18具有大于零度的角度。换句话表达，斜坡面22这样构造，使得弹簧24的拉力始终沿着双箭头13朝转动轴线19的方向产生力。如果振动减振器1旋转，则在套筒12上通过斜坡装置25施加的力与在套筒12上通过离心力产生的力之间产生平衡。在套筒12上通过斜坡装置25施加的力在沿着双箭头13的移动位移上的变化曲线可通过斜坡面22的表面轮廓来改变。套筒12移动的结果是，弹簧15a和15b也径向移动。弹簧15a和15b的作用点相对于转动轴线19的有效杠杆臂以这样的方式变化，以致减振器飞轮9相对于主飞轮2相对转动的弹簧刚度变化。

图3示出了根据本发明的振动减振器1的第二实施例。该视图相应于图1中的剖面A-A，即可与图2的视图对比。与图2的实施例不同，弹簧15的夹紧端部16在此分别固定在套筒12或减振器飞轮9上。由此，当套筒12在双箭头13的方向上移动时，弹簧15的力作用方向变化，这也使得主飞轮2与减振器飞轮9之间的耦合装置的弹簧刚度变化。

图4示出了根据本发明的振动减振器1的另一个实施例。在该实施例中，图2或图3的拉簧或压簧15由板式弹簧26a和26b替代，所述板式弹簧在一个端部上固定地夹紧在减振器飞轮9上并且在不承受负荷或弯曲的状态中彼此相对平行延伸。套筒12通过滚子27a和27b支撑在板式弹簧26a和26b上。此外，图4的实施例相应于图1和图2的前述实施例。当套筒12径向移动时，滚子27在板式弹簧26上的支点与板式弹簧26a、26b的夹紧部位28a或28b之间的距离a变化。由此，主飞轮2与减振器飞轮9之间的弹性转动连接装置的弹簧常数变化。

图5示出了根据本发明的振动减振器1的另一个实施例，在该实施例中，斜坡21不是铰接地支承在连接轴7上，而是通过弹性元件29a或29b固定地夹紧在连接轴7上。弹性元件29由此承担弹簧24的功能。图5的实施例的其它构型特征与前述实施例的构型特征相同。弹簧15a和15b的布置相应于图3的实施例，但在此也可使用其它实施例的布置。

图6示出了根据本发明的振动减振器的另一个实施例。在此存在两个斜坡和弹簧装置，而不是如前述实施例中仅存在这些装置中的一个。斜坡/弹簧装置彼此对置地设置。这样的装置也可在绘图平面中成梯队地实施，例如其方式是如图6中所示的装置在从绘图平面出来的方向上叠置在该装置上，由此在此情况下可使用四个斜坡/弹簧装置。不言而喻，根据图6的具有两个斜坡/弹簧装置的布置形式可通过这样的斜坡/弹簧装置的前述全部实施例来实现。

前述全部实施例的共同点在于，弹簧装置的有效杠杆臂可与转速相关地变化。对于减振器飞轮9相对于主飞轮2的扭转，可给出设置在两个元件之间的弹簧的扭转弹簧刚度。在前述实施例中不使用扭簧，而是使用拉簧或压簧，所述拉簧或压簧的弹簧刚度可通过有效杠杆臂换算成扭簧刚度。有效杠杆臂因此是一个长度数据，该长度数据允许拉簧或压簧的弹簧刚度换算成扭簧刚度。在图2的实施例中，有效杠杆臂例如是弹簧15a和15b的弹簧轴线与转动轴线19的距离r。在图3的实施例中，作为有效杠杆臂也可假定为长度R，在此情况下，弹簧15的弹簧刚度可相应地换算。在图4的实施例中，作为有效杠杆臂可使用参量A。通过改变有效杠杆臂，系统的弹簧刚度关于减振器飞轮相对于主飞轮2的相对转动而变化。

参考标号清单

1   振动减振器          14  壁

2   主飞轮              15  弹簧

3   驱动轴              16  夹紧端部

4   输出轴              17  支座

5   传动系              18  纵向轴线

6   扭转弹性的连接装置  19  转动轴线

7   连接轴              20  滚子

8   双箭头              21  斜坡

9   减振器飞轮          22  斜坡面

10  空心室              23  支承点

11  接片                24  弹簧

12  套筒                25  斜坡装置

13  双箭头              26  板式弹簧

27  滚子        29  弹性元件

28  夹紧部位

Claims (18)

1.振动减振器(1)，该振动减振器包括至少一个减振器飞轮(9)，所述减振器飞轮可抵抗弹簧装置(15，26)的力相对于主飞轮(2)扭转，其中，该弹簧装置(15，26)的有效杠杆臂(v，a)可与所述主飞轮(2)的转速相关地变化。

2.根据权利要求1的振动减振器，其特征在于：该弹簧装置包括至少一个弹簧(15)，所述弹簧的一个夹紧端部(16a2)可相对于所述减振器飞轮(9)径向移动并且所述弹簧的另一个夹紧端部(16a1)可相对于该主飞轮(2)径向移动。

3.根据权利要求1的振动减振器，其特征在于：该弹簧装置包括至少一个弹簧(15)，所述弹簧的一个夹紧端部(16)固定在该主飞轮(2)上并且所述弹簧的另一个夹紧端部(16)可径向移动地设置在所述减振器飞轮(9)上。

4.根据权利要求2的振动减振器，其特征在于：该弹簧装置包括至少一个弹簧(15)，所述弹簧可在其两个夹紧端部(16)上在所述减振器飞轮(9)的支撑面(14)与该主飞轮(2)的支撑面之间径向移动。

5.根据权利要求2至4中一项的振动减振器，其特征在于：该主飞轮(2)包括至少一个可径向移动的套筒(12)，所述弹簧(15)固定在所述套筒上。

6.根据权利要求5的振动减振器，其特征在于：所述套筒(12)可移动地设置在径向延伸的接片(11)上。

7.根据权利要求6的振动减振器，其特征在于：在所述套筒(12)上施加有复位力，该复位力通过斜坡装置产生。

8.根据权利要求7的振动减振器，其特征在于：该斜坡装置包括至少一个斜坡(21)，所述斜坡可转动地在轴向上和径向上固定在该主飞轮(2)的内部支承点(23)上并且通过斜坡面(22)支撑在所述套筒的支点上，其中，所述斜坡面在该支点上具有相对于所述套筒(12)的径向移动轴线倾斜的切线，其中，在所述斜坡面(22)上朝该支点的方向施加有压力。

9.根据权利要求8的振动减振器，其特征在于：该压力通过另一弹簧(24)施加在所述斜坡面上。

10.根据权利要求9的振动减振器，其特征在于：在所述接片两侧各设置有一个斜坡面并且该另一弹簧作为拉簧夹紧在两个斜坡面之间。

11.根据权利要求5的振动减振器，其特征在于：该弹簧装置包括至少一个板式弹簧(26)，所述板式弹簧固定地夹紧在所述减振器飞轮(9)上并且所述套筒的第二支点可径向移动地支撑在所述板式弹簧上。

12.根据权利要求11的振动减振器，其特征在于：该弹簧装置包括两个板式弹簧(26)，这些板式弹簧固定地夹紧在所述减振器飞轮(9)上并且所述套筒(12)的第二支点各可径向移动地支撑在这些板式弹簧上。

13.根据权利要求8的振动减振器，其特征在于：至少一个斜坡(21)具有一个弹性的夹紧区域(29)并且通过该夹紧区域(29)固定不动地固定在该主飞轮(2)的支承点(23)上。

14.根据权利要求5的振动减振器，其特征在于：该振动减振器包括两个可径向移动的套筒(12)。

15.根据权利要求14的振动减振器，其特征在于：这些套筒(12)相对于该振动减振器(1)的转动轴线(19)对置地设置。

16.根据权利要求1至4中一项的振动减振器，其特征在于：所述振动减振器在机动车的传动系中使用。

17.机动车的传动系，具有根据权利要求1至16中一项的振动减振器(1)。

18.离合器组件，具有根据权利要求1至16中一项的振动减振器(1)。

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