CN101641531B - 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，具有两个侧面件(21，22)，这些侧面件无相对转动地彼此相连接并且在这些侧面件之间设置有至少一个中间件、尤其是两个中间件(11，12)，该中间件或者这些中间件可相对于这些侧面件抵抗弹簧装置的弹簧作用受限制地扭转。本发明的特征在于：该扭转振动减振器包括一个预减振装置(44)，该预减振装置起作用一直到一个预减振角度并且在超过该预减振角度之后不起作用。

Description

扭转振动减振器
技术领域
本发明涉及一种扭转振动减振器，具有两个侧面件，这些侧面件无相对转动地彼此相连接并且在这些侧面件之间设置有至少一个中间件、尤其是两个中间件，该中间件或者这些中间件可相对于这些侧面件抵抗弹簧装置的弹簧作用受限制地扭转。
背景技术
由欧洲专利文献EP 0 172 100B1公知了一种扭转振动减振器，该扭转振动减振器包括两个同轴的件，这些件在一个确定的角度范围的限度之内可彼此相对扭转地并且抵抗弹性元件来安置。第一件具有一个轮毂和一个法兰，该法兰被称为轮毂壳。第二件也具有一个法兰，该法兰被称为导向盘。给构成第一件的轮毂壳的法兰配置至少一个另外的法兰，该另外的法兰被称为轮毂配合壳并且可相对于轮毂在圆周方向上自由转动。作用在圆周上的弹性元件适于在轮毂配合壳与导向盘之间以及在轮毂壳与该导向盘之间起作用。
发明内容
本发明的任务在于，改善根据权利要求1的前序部分的扭转振动减振器的减振特性。
一种扭转振动减振器，具有两个侧面件，这些侧面件无相对转动地彼此相连接并且在这些侧面件之间设置有至少一个中间件、尤其是两个中间件，该中间件或者这些中间件可相对于侧面件抵抗弹簧装置的弹簧作用受限制地扭转，该任务在该扭转振动减振器中这样来解决：该扭转振动减振器包括一个预减振装置，该预减振装置起作用一直到一个预减振角度并且在超过该预减振角度之后不起作用。预减振装置可对称地或非对称地安装。此外，预减振装置可包括多个预减振级。预减振装置发挥其作用一直到一个确定的扭转角度，该扭转角度被称为预减振角度。在预减振角度时，一个确定的力矩起作用。在超过预减振角度之后，预减振装置断开并且也被称为主减振装置的弹簧装置发挥其主减振作用一直到一个主减振角度。通过主减振装置与预减振装置的组合，减振特性可显著得到改善。
优选在根据本发明的扭转振动减振器中主减振装置的弹簧装置设置在窗内部，这些窗不仅开设在侧面件中，而且开设在该中间件或者这些中间件中。中间件中的窗在圆周方向上在一侧分别具有一个导向鼻，在另一侧分别具有一个凹部，另一个中间件的各一个导向鼻设置在所述凹部中。导向鼻分别仅在一个负荷方向上、即在牵引负荷或惯性负荷时发挥其作用。凹部可用简单的方式实现中间件通过导向鼻彼此相对运动。导向鼻可实现主减振装置的弹簧装置的耐磨损的导向。弹簧装置优选涉及压环，这些压簧构造成螺旋压簧。根据本发明的一个重要方面，耐磨损的弹簧导向的方案与预减振装置组合。
该扭转振动减振器的一个优选实施例的特征在于：固定地与侧面件相连接的间隔栓分别延伸穿过窗的凹部。间隔栓用于使侧面件在轴向方向上以彼此间确定的距离设置。转矩由侧面件通过间隔栓根据负荷方向传递给中间件之一。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：间隔栓在圆周方向上构成分别用于一个中间件的止挡。优选凹部的构型与间隔栓的构型相匹配。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：中间件分别包括一个轮毂法兰，所述轮毂法兰与一个轮毂相耦合。优选轮毂无相对转动地与变速器输入轴相连接。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：轮毂设置有外齿部，该外齿部与中间件的内齿部共同作用。由此，转矩可由中间件传递给轮毂。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：在轮毂的外齿部与中间件的内齿部之间在圆周方向上存在一个确定的间隙。视负荷方向而定，轮毂以其外齿部与一个或另一个中间件无相对转动地相连接。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：导向鼻分别从一个平面在所属的弹簧装置的纵向轴线的方向上延伸，所属的中间件在该平面中伸展。由此，通过力偏心作用在弹簧装置上产生并且可能导致弹簧装置侧向移出/弯出的轴向力分量可得到补偿。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：弹簧装置分别包括至少一个具有两个端部的螺旋弹簧元件，在这些端部中各嵌入导向鼻之一。作为替换方案，螺旋弹簧元件也可在外部被导向元件包围。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：弹簧装置分别包括一个外部的和一个内部的、具有两个端部的螺旋弹簧元件，在这些端部中各嵌入导向鼻之一。外部的螺旋弹簧元件在内部的螺旋弹簧元件上通过导向鼻导向。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：导向鼻一体地与所属的中间件相连接。中间件优选涉及板件，从该板件压制出导向鼻。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：预减振装置包括一个中间轮毂，该中间轮毂可以以一个确定的预减振扭转间隙无相对转动地与一个或者所述轮毂相连接。中间轮毂在径向方向上设置在轮毂与该中间件或者这些中间件之间。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：确定的预减振扭转间隙相应于预减振角度的值的两倍。优选预减振角度在两个转动方向上相等。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：确定的预减振扭转间隙设置在轮毂的外齿部与中间轮毂的内齿部之间。在克服确定的预减振扭转间隙之后，轮毂的齿部和中间件的齿部彼此这样止挡，使得在轮毂与中间轮毂之间产生无相对转动的连接。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：中间轮毂可以以一个确定的自由角度无相对转动地与这些中间件至少之一相连接。自由角度由该或一个主减振角度与预减振角度之间的差得到。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：自由角度通过中间轮毂的外齿部与所述至少一个中间件的内齿部之间的主减振扭转间隙预给定。在克服自由角度或者主减振扭转间隙之后，中间轮毂的齿部和所述至少一个中间件的齿部彼此这样止挡，使得在中间轮毂与所述至少一个中间件之间产生无相对转动的连接。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：预减振装置包括一个预减振壳体，在该预减振壳体中，一个预减振法兰在中间连接有预减振弹簧元件的情况下与预减振壳体相耦合。当扭转角度小于预减振角度时，力矩由预减振壳体通过预减振弹簧元件传递给预减振法兰。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：预减振法兰在一定程度上无圆周间隙地与轮毂相连接。在此，在一定程度上无圆周间隙是指，至多存在一个小的接合间隙。当扭转角度大于预减振角度时，力矩直接由中间轮毂传递给轮毂。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：预减振法兰具有一个内齿部，该内齿部与轮毂的一个外齿部或者所述外齿部处于啮合。优选轮毂的齿部的齿和预减振法兰的齿部的齿均匀地分布在圆周上。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：预减振壳体在一定程度上无圆周间隙地与中间轮毂相连接。在此，在一定程度上无圆周间隙是指，至多存在一个小的接合间隙。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：预减振壳体具有两个预减振保持架，这些预减振保持架无相对转动地彼此相连接。预减振保持架优选构造成滑动件，以便节省工具成本。但预减振保持架也可不同地构造，例如通过销和孔，优选形状锁合地彼此相连接。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：预减振保持架之一具有一个内齿部，该内齿部与中间轮毂的外齿部处于啮合。优选中间轮毂的齿部的齿和预减振保持架的齿部的齿均匀地分布在圆周上。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：预减振装置这样设置在这些侧面件之一与该中间件或者这些中间件之一之间，使得在主减振工况中在一个负荷方向上、尤其是在牵引负荷下比在另一个负荷方向上、尤其是在惯性负荷下有更多的摩擦部位起作用。由此，在牵引工况中可实现较大的摩擦阻尼/迟滞。同时，在惯性工况中可实现更好的振动隔离。
该扭转振动减振器的另一个优选实施例的特征在于：预减振装置这样设置在这些侧面件之一与该中间件或者这些中间件之一之间，使得在主减振工况中在一个负荷方向上、尤其是在牵引负荷下比在另一个负荷方向上、尤其是在惯性负荷下有双倍的摩擦部位起作用。可取消专门集成的摩擦控制盘。优选在牵引负荷下有四个摩擦部位起作用，在惯性负荷下有两个摩擦部位起作用。
此外，本发明还涉及一种离合器盘，该离合器盘具有上述扭转振动减振器。本发明尤其是适用于具有重的主减振器弹簧的商用车和轿车的离合器盘。
附图说明
从下面参照附图对不同实施例进行详细描述的说明中得到本发明的其它优点、特征和细节。附图表示：
图1    笛卡尔坐标曲线图，在该笛卡尔坐标曲线图中示出了具有预减振装置的离合器盘的扭转振动减振器特性曲线；
图2    具有一个集成的扭转振动减振器和一个预减振装置的离合器盘的俯视图；
图3    图2中的离合器盘的剖面；
图4    图3中的一个放大局部；
图5    在离合器盘的另一个部位上与图4中类似的剖面视图；
图6、图7、图10、图12    图5中的各一个放大局部；
图8    沿着图7中的线VIII-VIII的剖面的视图；
图9    图8中的一个放大局部；
图11   沿着图10中的线XI-XI的剖面的视图；
图13   沿着图12中的线XIII-XIII的剖面的视图；
图14   图13中的一个放大局部；
图15   离合器盘的分解视图；
图16   预减振装置的分解视图；
图17   与图5中类似的剖面视图，其中，示出了当扭转角度小于预减振角度时的力矩流；
图18   与图17中类似的视图，其中，示出了当扭转角度大于预减振角度并且小于主减振角度时的力矩流；
图19   与图5中类似的剖面视图，其中突出表示了牵引侧的摩擦部位；以及
图20   与图19中类似的视图，其中突出表示了惯性侧的摩擦部位。
具体实施方式
在图1中在一个笛卡尔坐标曲线图中以特性曲线的形式绘制了由根据本发明的离合器盘传递的以Nm为单位的转矩M关于以度为单位的扭转角度α的曲线。在此，在一个扭转方向上示出了特性曲线。特性曲线可在两个转动方向上对称地或非对称地延伸。所示扭转方向上的特性曲线包括一个第一特性曲线区段I，一个预减振装置在该第一特性曲线区段中起作用，该预减振装置集成在离合器盘中。预减振装置发挥其作用一直到一个预减振角度α1。也被称为预减振力矩的力矩M1在预减振角度α1时起作用。在达到预减振角度α1时，预减振装置断开并且一个集成在离合器盘中的主减振装置起作用。主减振装置起作用一直到一个主减振角度α2。所属的止挡力矩用M2标记。
图2和图3中示出了一个离合器盘1的俯视图和剖面，该离合器盘具有耐磨损的主减振器导向装置和集成的预减振装置。一个扭转振动减振器2集成在离合器盘1中。在径向内部，离合器盘1包括一个轮毂装置3，该轮毂装置包括一个具有内齿部5的轮毂4。内齿部5用于使离合器盘1在机动车的动力总成系统中无相对转动地与变速器输入轴相连接。根据本发明的一个重要方面，轮毂装置3除了轮毂4之外还包括一个中间轮毂6。中间轮毂6构造成单独的构件。轮毂装置3可无相对转动地与两个中间件11、12相连接。中间件11、12法兰状地在径向方向上延伸，因此也被称为轮毂法兰或简称为法兰。概念径向、轴向和圆周方向在本发明的范围内涉及离合器盘1的转动轴线13。
两个侧面件21、22可通过支承装置14、15相对于轮毂装置3或者中间件11、12抵抗至少一个弹簧装置23的作用受限制地扭转，所述弹簧装置也被称为主减振装置。弹簧装置23在圆周方向上均匀分布地包括四个弹簧元件24、25、26和27。扭转角度通过间隔栓28限制，这些间隔栓固定在侧面件21、22上并且延伸穿过中间件11、12。间隔栓28优选构造成阶梯栓并且与侧面件21、22铆接。中间件11、12在轴向方向上设置在侧面件21、22之间。在侧面件11上在径向外部固定有一个衬承载盘30，该衬承载盘带有两个摩擦片衬半部31、32。在图3的剖面视图中看到，在构造成螺旋压簧的弹簧元件24内部设置有两个另外的螺旋压簧34、35。在支承装置15附近，一个摩擦装置40集成在离合器盘1中。摩擦装置40包括至少一个碟形弹簧和至少一个摩擦环。
图4至图6中放大地示出了不同的剖面视图。在支承装置14附近，一个预减振装置44集成在离合器盘1或者扭转振动减振装置2中。预减振装置44包括一个预减振壳体45，该预减振壳体在轴向方向上设置在侧面件21与中间件11之间。在预减振壳体45中设置有一个预减振法兰46。预减振法兰46可相对于两个预减振保持架48、49转动，这些预减振保持架构成预减振壳体45。预减振法兰46可抵抗预减振弹簧装置50的作用扭转，该预减振弹簧装置设置在预减振壳体45中。
图8中示出了沿着与图6相应的图7中的线VIII-VIII的剖面的视图。在图8中看到，中间轮毂6具有一个外齿部51，该外齿部与设置在中间件11上的内齿部52共同作用。在中间件12上设置有一个另外的内齿部53，该内齿部也与中间轮毂6的外齿部51共同作用。
图9中放大地示出了图8中的一个局部。在图9中通过双箭头55表示设置在中间轮毂6的外齿部51与中间件11的内齿部52之间的扭转间隙。扭转间隙55由主减振角度α2与预减振角度α1之间的差得到。图8中的弹簧24、25、26、27也被称为主减振器压簧并且用于使力矩视转动方向而定传递给中间件11、12之一。中间件11、12通过主减振器压簧24至27彼此相耦合。
图11中示出了沿着与图6相应的图10中的线XI-XI的剖面的视图。在图11中看到，预减振弹簧装置50包括四个预减振弹簧元件56、57、58和59。当扭转角度小于预减振角度α1时，力矩通过优选构造成螺旋压簧的预减振弹簧元件56至59传递给预减振法兰46，该预减振法兰在一定程度上无间隙地无相对转动地与轮毂4相连接。当扭转角度大于预减振角度α1时，力矩直接由中间轮毂6传递给轮毂4。
图13中放大地示出了沿着图12中的线XIII-XIII的剖面的视图。在通过预减振器保持架49的正面视图中可看到，预减振器保持架49具有一个内齿部62，该内齿部无间隙地配合在中间轮毂6的外齿部51上。通过这种无相对转动的连接传递预减振器力矩M1。这种连接在理论上也可构造成预减振法兰46/中间轮毂6的连接。预减振壳体45于是例如可将力矩传递给轮毂4。
图14中放大地示出了图13中的一个局部。在该放大视图中看到，在中间轮毂6的内齿部63与轮毂4的外齿部64之间设置有一个自由角度，该自由角度表示预减振角度α1。
图15示出了离合器盘1的分解视图，其中，未分解地示出了预减振装置44并且没有详细命名摩擦装置40的各部分。
图16示出了预减振装置44的分解视图。根据本发明的另一个方面，预减振保持架48和49有利地设计成滑动件，由此仅需要一个工具。两个预减振保持架48、49通过销和孔形状锁合地彼此相连接。
图17中示出了当扭转角度小于预减振角度α1时的力矩流。力矩如通过箭头71表示的那样由衬承载盘30传递给侧面件21、22，这些侧面件通过间隔栓28彼此相连接。力矩由间隔栓28在一个负荷方向上传递给中间件12，并且由该中间件通过仍未或仅少量压缩的主减振器弹簧25传递给中间件11，如通过箭头72表示的那样。力矩由中间件11如通过箭头73表示的那样传递给中间轮毂6，并且进一步如通过箭头74表示的那样通过预减振保持架49、48传递给与预减振法兰46作为单元起作用的轮毂4，如通过箭头75表示的那样。
图18中示出了当扭转角度大于预减振角度α1并且小于主减振角度α2时的力矩流。在中间轮毂6与轮毂4之间的齿部止挡之后，如通过箭头76、77、78、79、80表示的那样，预减振装置44被跨接并且进行由中间件11通过中间轮毂6到轮毂4的直接力矩流。
图19和图20中示出了不同的摩擦部位，当主减振器起作用时，这些摩擦部位在牵引侧(图19)或惯性侧(图20)上得到。这些作为单元运动的部分或者被染成灰色，或者被染成白色。在这些部分的接触区上存在摩擦部位81至84，这些摩擦部位的摩擦力矩通过轴向的碟形弹簧力的作用产生。如在图19中看到的那样，在牵引侧有四个摩擦部位81至84起作用。在图20中看到，在惯性侧仅有两个摩擦部位81、83起作用。视所选择的摩擦副而定，牵引侧的迟滞与惯性侧的迟滞之间的显著区别可得到调整。
在摩擦部位81上，预减振壳体45的预减振保持架48与侧面件21处于摩擦配合。在摩擦部位82上，预减振壳体45的预减振保持架49与中间件11处于摩擦配合。在摩擦部位83上，中间件11与中间件12处于摩擦配合。在摩擦部位84上，中间件12与摩擦装置40的一部分处于摩擦配合。
本发明的一个重要特征是中间轮毂6，该中间轮毂的外部型廓与中间件11、12的内齿部52、53一起在两个转动方向上控制主减振角度并且该中间轮毂的内齿部63与轮毂4的外齿部64确定预减振角度α1。同时，预减振转矩由中间轮毂6传递给预减振装置44，该预减振装置将该预减振转矩引导给轮毂4。
本发明的另一个重要方面涉及主减振器中的摩擦面的数量在牵引侧与惯性侧相比可能加倍。由此，在牵引工况中通过内燃发动机产生的较高的振动激励以较高的匹配的摩擦阻尼/迟滞得到考虑，而在惯性侧可实现更好的振动隔离。
参考标号清单
1离合器盘                   24弹簧元件
2扭转振动减振器             25弹簧元件
3轮毂装置                   26弹簧元件
4轮毂                       27弹簧元件
5内齿部                     28间隔栓
6中间轮毂                   30衬承载盘
11中间件                    31摩擦片衬半部
12中间件                    32摩擦片衬半部
13转动轴线                  34螺旋压簧
14支承装置                  35螺旋压簧
15支承装置                  40摩擦装置
21侧面件                    44预减振装置
22侧面件                    45预减振壳体
23弹簧装置                  46预减振法兰
50预减振弹簧装置            72箭头
51外齿部                    73箭头
52内齿部                    74箭头
53内齿部                    75箭头
55双箭头                    76箭头
56预减振弹簧元件            77箭头
57预减振弹簧元件            78箭头
58预减振弹簧元件            79箭头
59预减振弹簧元件            80箭头
62内齿部                    81摩擦部位
63内齿部                    82摩擦部位
64外齿部                    83摩擦部位
71箭头                      84摩擦部位

Claims (17)

1.扭转振动减振器，具有两个侧面件(21，22)，这些侧面件无相对转动地彼此相连接并且在这些侧面件之间设置有至少一个中间件，该中间件或者这些中间件可相对于这些侧面件(21，22)抵抗弹簧装置(23，24～27)的弹簧作用受限制地扭转，其特征在于：该扭转振动减振器(2)包括一个预减振装置(44)，该预减振装置起作用一直到一个预减振角度(α1)并且在超过该预减振角度(α1)之后不起作用，该预减振装置(44)包括一个中间轮毂(6)，该中间轮毂可以以一个确定的预减振扭转间隙无相对转动地与一个轮毂(4)相连接。
2.根据权利要求1的扭转振动减振器，其特征在于：该确定的预减振扭转间隙相应于该预减振角度(α1)的值的两倍。
3.根据权利要求1或2的扭转振动减振器，其特征在于：该确定的预减振扭转间隙设置在该轮毂(4)的外齿部(64)与该中间轮毂(6)的内齿部(63)之间。
4.根据权利要求1或2的扭转振动减振器，其特征在于：该中间轮毂(6)可以以一个确定的自由角度无相对转动地与该中间件或者这些中间件(11，12)至少之一相连接。
5.根据权利要求4的扭转振动减振器，其特征在于：该自由角度通过该中间轮毂(6)的外齿部(51)与所述至少一个中间件(11，12)的内齿部(52，53)之间的主减振扭转间隙预给定。
6.根据权利要求1或2的扭转振动减振器，其特征在于：该预减振装置(44)包括一个预减振壳体(45)，在该预减振壳体中，一个预减振法兰(46)在中间连接有预减振弹簧元件(56～59)的情况下与该预减振壳体(45)相耦合。
7.根据权利要求6的扭转振动减振器，其特征在于：该预减振法兰(46)在一定程度上无圆周间隙地与该轮毂(4)相连接。
8.根据权利要求7的扭转振动减振器，其特征在于：该预减振法兰(46)具有一个内齿部，该内齿部与该轮毂(4)的一个外齿部或者所述外齿部(64)处于啮合。
9.根据权利要求6的扭转振动减振器，其特征在于：该预减振壳体(45)在一定程度上无圆周间隙地与该中间轮毂(6)相连接。
10.根据权利要求9的扭转振动减振器，其特征在于：该预减振壳体(45)具有两个预减振保持架(48，49)，这些预减振保持架无相对转动地彼此相连接。
11.根据权利要求10的扭转振动减振器，其特征在于：这些预减振保持架(48，49)之一具有一个内齿部(62)，该内齿部与该中间轮毂(6)的外齿部(64)处于啮合。
12.根据权利要求1或2的扭转振动减振器，其特征在于：该预减振装置(44)这样设置在这些侧面件(21，22)之一与该中间件或者这些中间件(11，12)之一之间，使得在主减振工况中在一个负荷方向上比在另一个负荷方向上有更多的摩擦部位(81～84)起作用。
13.根据权利要求1或2的扭转振动减振器，其特征在于：该预减振装置(44)这样设置在这些侧面件(21，22)之一与该中间件或者这些中间件(11，12)之一之间，使得在主减振工况中在一个负荷方向上比在另一个负荷方向上有双倍的摩擦部位(81～84)起作用。
14.根据权利要求1的扭转振动减振器，其特征在于：所述至少一个中间件是两个中间件(11，12)。
15.根据权利要求12的扭转振动减振器，其特征在于：所述一个负荷是牵引负荷，所述另一个负荷是惯性负荷。
16.根据权利要求13的扭转振动减振器，其特征在于：所述一个负荷是牵引负荷，所述另一个负荷是惯性负荷。
17.离合器盘，具有根据上述权利要求1-16之一的扭转振动减振器(2)。
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