CN102047000A - 扭振减振器 - Google Patents

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CN102047000A CN2009801195343A CN200980119534A CN102047000A CN 102047000 A CN102047000 A CN 102047000A CN 2009801195343 A CN2009801195343 A CN 2009801195343A CN 200980119534 A CN200980119534 A CN 200980119534A CN 102047000 A CN102047000 A CN 102047000A
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A·基斯勒
J·舒尔策
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Abstract

本发明涉及一种扭振减振器(1)，该扭振减振器具有一缓冲元件，该缓冲元件设置在一第一元件(4)和一第二元件(5)之间，其中第一元件和第二元件能够相对于彼此旋转，并且具有或没有在一壳体(2)中设置在第一和第二元件之间的能沿一轴线(A)轴向移动的耦联部件(3)，其中，a)耦联部件克服至少一个弹簧元件(6、7)的弹簧力沿轴线(A)移动，和/或b)耦联部件克服在两侧作用在耦联部件上的介质沿轴线(A)移动，其中所述介质位于内侧或外侧的分腔中，或者，对于缓冲元件具有或没有耦联部件的构型，c)在第三联接元件中集成弹性的元件并且所述联接元件与第一元件和第二元件相连。

Description

扭振减振器
技术领域
本发明涉及一种扭振减振器/扭振缓冲器，该扭振减振器安装在一驱动系统和从动系统之间，并用于缓冲输入和输出振动以及补偿转矩波动。
背景技术
已知大量的扭振减振器，在这些扭振减振器中，驱动元件和从动元件通过一用于传递转矩的扭簧(例如DE 10 2005 037 996 B3)相连。此外还已知这样的系统，在所述系统中，扭振通过径向的或能沿圆周方向加载的弹簧元件缓冲(DE 198 12 303 A1、DE 197 33 334 A1)。
由DE 32 28 673 A1已知一种具有能侧向移动的缓冲元件的扭振减振器。这种特别适用于机动车辆的摩擦离合器的离合器盘的扭振减振器具有两个能相对于彼此绕一共同的旋转轴线旋转的缓冲器部件，这两个缓冲器部件通过轴向推动面和耦联部件相互耦联。在缓冲器部件相对旋转时，耦联部件克服弹簧的力移动。耦联部件可以与缓冲器部件沿轴向固定地连接，耦联部件沿轴向是可移动的，但抗旋转地与缓冲器部件耦联。耦联部件将一个向外密封的、至少部分地用缓冲液体填充的空腔分成两个分腔，这两个分腔通过节流通道相互连接。在DE 696 15 982 T2和DE 695 21 982 T2中记载了用于传递转矩和用于补偿旋转振动的双质量振动轮。其中设有两个振动轮质量，这两个振动质量利用多个旋转杆和弹簧彼此耦联。这里各所述弹簧以沿圆周方向延伸的螺旋弹簧的形式构成或由弹性体材料构成。这种振动轮具有复杂的结构和大的圆周(周长)，并且仅允许很小的旋转角。
由DE 27 42 560 C2、GB 1 534 675和GB 298,319还已知具有弹性体的缓冲元件的旋转振动吸收器。
前面所述的解决方案的缺点是较为复杂的制造技术上的耗费以及对于一些应用仍不令人满意的缓冲特性。
发明内容
本发明的目的在于，开发一种扭振减振器，这种扭振减振器具有构造上简单的结构，能够在广泛的应用领域中使用并具有优异的缓冲特性，以及允许两个轴端超过±30°的旋转(扭转)角度。所述目的利用权利要求1的特征来实现。有利的实施形式由各从属权利要求得出。
所述扭振减振器具有一缓冲元件，该缓冲元件设置在一第一元件和一第二元件之间，其中第一元件和第二元件能够相对于彼此旋转，并且构造成具有或没有在一壳体中设置在第一和第二元件之间的能轴向移动的耦联部件，其中，在采用耦联部件时，所述耦联部件设置在第一元件和第二元件之间，第一元件通过可旋转运动地支承的、刚性的第一联接元件与耦联部件相连，第二元件通过可旋转运动地支承的、刚性的第二联接元件与耦联部件相连，使得当第一元件和第二元件之间相对旋转时，
a)耦联部件克服一弹簧元件的弹簧力移动，和/或
b)耦联部件克服在两侧作用在耦联部件上的介质移动，
或者，对于缓冲元件具有或没有耦联部件的构型，
c)在第三联接元件中集成弹性的元件并且所述联接元件与第一元件和第二元件相连。
优选在扭振减振器中在第一元件和耦联部件之间设置至少一个第一弹簧元件，在第二元件和耦联部件之间设置至少一个第二弹簧元件，其中各弹簧元件例如按螺旋弹簧的形式构成。此外还可以分别在一个联接元件中集成至少一个弹簧元件，并且该联接元件能够克服所述弹簧元件的弹簧力通过弹簧的长度改变而改变长度。
在采用起缓冲作用的介质时，耦联部件将壳体中的空腔分成两个分腔，介质位于这两个分腔中，所述介质特别是液体、气体或液体-气体混合物。可选地也可以采用凝胶或粘弹性的介质作为位于所述分腔中的介质。由于活塞移动，所述介质被弹性地压缩和/或通过一管接头操作外部的弹性缓冲器。
各分腔也可以相互连接，从而介质能够从一个分腔流入另一个分腔。这优选通过采用相应的阀或通过孔来实现，其横截面起决定缓冲作用的作用。
联接元件优选构成球铰杆(Kugelstange)的形式，所述球铰杆在两个端部旋转铰接地支承在第一和第二元件上和耦联部件上。这里耦联部件可轴向运动和可旋转运动地支承在壳体中。
第一元件可以是第一轴，而第二元件可以是所述壳体。此外，第一元件可以构成为第一轴，而第二元件可以构成为第二轴或与各轴耦联，其中在这种情况下，壳体优选是相对于底座固定的(固定在底座上)。第一元件例如可以是驱动元件，而第二元件是从动元件，或者相反。
此外，联接元件可以具有一环绕的轴环，该轴环伸入壳体的一环形空腔中。所述环形空腔优选在中央且环绕地设置并在壳体中沿径向向外延伸。所述环形空腔例如用缓冲介质填充，所述缓冲介质在活塞轴向运动时通过轴环排压。这种排压优选克服确定的节流阻力实现，所述节流阻力例如通过轴环中的一个或多个通口形成。
附加地或可选地，所述轴环在活塞轴向运动时也可以克服一蓄能的元件、特别是弹簧(机械弹簧或气体压力弹簧)的复位力起作用。
利用本发明实现了扭振减振器的一种结构简单的方案，这种扭振减振器能够灵活地与各种不同的使用领域向适应，并且利用该扭振减振器能通过联接元件与弹簧元件和/或介质的组合实现优异的缓冲特性，利用该扭振减振器能降低高的转矩峰值并实现大的旋转(扭转)角度。
附图说明
下面根据实施例和附图中详细说明本发明。其中：
图1示出扭振减振器的示意图，其中采用两个压缩弹簧，这两个压缩弹簧设置在耦联部件的两侧，
图2示出扭振减振器的示意图，其中采用缓冲振动的弹性介质，
图3示出没有耦联部件的扭振减振器的示意图，其中采用集成到联接元件中的弹簧元件，其中壳体与联接元件的端部相连，
图4示出具有联接元件和耦联部件的扭振减振器的示意图，在各联接元件中集成弹簧，其中，壳体与第二联接元件的端部相连。
具体实施方式
在图1和2中示出具有缓冲元件1的扭振减振器，所述缓冲元件具有一设置在一壳体2中的、能轴向移动的耦联部件3。壳体2相对于底座固定地支承，而耦联部件3设置在第一旋转轴形式的第一元件4和第二旋转轴形式的第二元件5之间，其中第一元件4和第二元件5能相对于彼此旋转。第一元件4通过能旋转运动地支承的刚性的第一联接元件4.1与耦联部件3相连，而第二元件5通过能旋转运动地支承的刚性的第二联接元件5.1与耦联部件3相连。各第一联接元件4.1构造成球铰杆的形式并以其球形的端部能旋转运动地一方面支承在第一元件4的第一容纳部4.2中，另一方面支承在耦联部件3的容纳部3.1中。类似地，第二联接元件5.1也构造成球铰杆的形式并以其球形的端部能旋转运动地一方面支承在第二元件5的第二容纳部5.2中，另一方面支承在耦联部件3的容纳部3.2中。
这里第一联接元件4.1和第二联接元件5.1适于在第一元件和第二元件之间传递转矩。为了进行扭振缓冲，根据图1在第一容纳部4.2和耦联部件3之间设置第一压缩弹簧6，并在第二容纳部5.2和耦联部件3之间设置第二压缩弹簧7。第一压缩弹簧6和第二压缩弹簧7构造成螺旋弹簧并处于预紧力下。
根据图2沿朝壳体2的方向密封的耦联部件3将壳体2中的空腔分成一第一分腔8和一第二分腔9，第一分腔从耦联部件3朝第一元件4的方向延伸，第二分腔从耦联部件3朝第二元件5的方向延伸。液体的缓冲介质10位于这两个分腔8、9中，所述缓冲介质能通过至少一个集成到耦联部件3中的阀11从一个分腔8、9流入相应的另一个分腔8、9。作为缓冲介质优选采用液体-气体混合物。
如果第一旋转轴(第一元件4)和第二旋转轴(第二元件5)相对于彼此旋转，则联接元件5.1、5.2占据另外的空间角度位置，并且耦联部件3根据图1沿纵轴线A克服压缩弹簧6、7的弹簧力运动，而根据图2克服缓冲介质10的缓冲力运动。此时耦联部件3同样进行旋转运动。
通过联接元件5.1、5.2和弹簧6、7(图1)或缓冲介质10(图2)的弹性，扭振在第一元件4和第二元件5之间受到缓冲，并且转矩峰值下降。根据一个没有示出的实施方案，例如也可以将壳体作为第一或第二元件构造成可旋转的，并且例如可以在壳体上固定一短轴。壳体此时当然不是相对于底座固定地支承。
在图3和4中示出缓冲元件1的一个变型，在该缓冲元件中第一元件4构成第一旋转轴的形式，能相对于第一元件旋转的第二元件5是壳体2。
根据图3各第三联接元件4.3可摆动地固定在第一元件4的容纳部4.2上和在第二元件5的容纳部5.2上。这些第三元件4.3在这里横向于其纵轴线分成两个半部，其中两个半部分别通过一个弹簧12彼此相连，从而第三联接元件4.3能在第一元件4和第二元件5之间相对旋转时克服弹簧12的弹簧力改变长度，所述弹簧安装在一没有详细示出的外壳中。这里省去了耦联部件3。这里第三联接元件4.3应不能弯曲，而是只能沿其纵轴线改变长度，从而利用第三联接元件能传递转矩。
根据图4，与图1和2相同设有耦联部件3，该耦联部件通过第三联接元件4.3与旋转轴形式的第一元件4可摆动地相连，通过第三联接元件4.3与壳体2形式的第二元件5可摆动地连接。和图3中相同，第三联接元件4.3具有弹簧12，通过所述弹簧，第三联接元件在第一元件4和第二元件5之间相对旋转时由于弹簧力能够改变长度。替代第三联接元件，根据图4，也可以和图1相同采用第一和第二联接元件4.1、5.1和螺旋弹簧6、7，或者和图2相同，采用第一和第二联接元件4.1、5.1和缓冲介质10。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.扭振减振器，该扭振减振器具有一缓冲元件，该缓冲元件设置在一第一元件和一第二元件之间，其中第一元件和第二元件能够相对于彼此旋转，还具有在一壳体中设置在第一和第二元件之间的能沿一轴线(A)轴向移动的耦联部件，其中，所述耦联部件在壳体中将一空腔分成两个分腔，第一元件通过可旋转运动地支承的、刚性的第一联接元件与耦联部件相连，第二元件通过可旋转运动地支承的、刚性的第二联接元件与耦联部件相连，并且当第一元件和第二元件之间相对旋转时，
a)耦联部件克服至少一个弹簧元件的弹簧力沿轴线(A)移动，在第一元件和耦联部件之间的第一分腔中设置至少一个第一弹簧元件，在第二元件和耦联部件之间的第二分腔中设置至少一个第二弹簧元件，和/或
b)耦联部件克服在两侧作用在耦联部件上的介质沿轴线(A)移动，其中所述介质位于内侧或外侧的分腔中。
2.根据权利要求1所述的扭振减振器，其特征在于，第一联接元件、第二联接元件和第三联接元件构成球铰杆的形式，所述球铰杆在两个端部处旋转铰接地支承，其中各球铰杆在需要时分成两个半部，这两个半部通过弹性的元件耦联。
3.根据权利要求1或2所述的扭振减振器，其特征在于，耦联部件可轴向运动和可旋转运动地支承在壳体中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，各弹簧元件按螺旋弹簧的形式构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，位于各分腔中的介质是液体、气体或液体-气体混合物或凝胶或粘弹性的介质。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，由于耦联移动，位于各分腔中的介质在压力作用下被压缩和/或通过一相应的壳体接头操作一外部的缓冲器。
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，两个分腔通过流元件相互连通，所述流元件限定阻尼常数。
8.根据权利要求7所述的扭振减振器，其特征在于，两个分腔通过阀相互连通。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，第一元件是第一轴，而第二元件是所述壳体，或者，第一元件是第一轴，而第二元件是第二轴。
10.根据权利要求9所述的扭振减振器，其特征在于，壳体固定在底座上。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，第一元件是驱动元件，而第二元件是从动元件，或者相反。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，第一元件与第一轴或驱动元件相耦联和/或第二元件与第二轴或从动元件相耦联。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，各腔(8、10)中的介质(9)是主动压力控制的并且扭振缓冲按一控制算法进行。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，联接元件具有一环绕的轴环，该轴环在一设置在中央的环形空腔中沿轴向方向
-克服确定的节流阻力排压缓冲介质，和/或，
-克服一蓄能元件的弹簧力沿轴向移动，
由此产生缓冲力，所述缓冲力与联接元件的运动相反定向。

Claims (16)

1.扭振减振器，该扭振减振器具有一缓冲元件，该缓冲元件设置在一第一元件和一第二元件之间，其中第一元件和第二元件能够相对于彼此旋转，并且该缓冲元件具有或没有在一壳体中设置在第一和第二元件之间的能沿一轴线(A)轴向移动的耦联部件，其中，在采用耦联部件时，所述耦联部件设置在第一元件和第二元件之间并在壳体中将一空腔分成两个分腔，第一元件通过可旋转运动地支承的、刚性的第一联接元件与耦联部件相连，第二元件通过可旋转运动地支承的、刚性的第二联接元件与耦联部件相连，并且当第一元件和第二元件之间相对旋转时，
a)耦联部件克服至少一个弹簧元件的弹簧力沿轴线(A)移动，和/或
b)耦联部件克服在两侧作用在耦联部件上的介质沿轴线(A)移动，其中所述介质位于内侧或外侧的分腔中，
或者，对于缓冲元件具有或没有耦联部件的构型，
c)在第三联接元件中集成弹性的元件并且所述联接元件与第一元件和第二元件相连。
2.根据权利要求1所述的扭振减振器，其特征在于，在第一元件和耦联部件之间的第一分腔中设置至少一个第一弹簧元件，在第二元件和耦联部件之间的第二分腔中设置至少一个第二弹簧元件。
3.根据权利要求1或2所述的扭振减振器，其特征在于，各弹簧元件按螺旋弹簧的形式构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，分别在一个联接元件中集成至少一个弹簧元件，并且该联接元件能够由于弹簧元件的弹簧力而改变长度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，位于各分腔中的介质是液体、气体或液体-气体混合物或凝胶或粘弹性的介质。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，由于耦联移动，位于各分腔中的介质在压力作用下被压缩和/或通过一相应的壳体接头操作一外部的缓冲器。
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，两个分腔通过流元件相互连通，所述流元件限定阻尼常数。
8.根据权利要求7所述的扭振减振器，其特征在于，两个分腔通过阀相互连通。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，第一联接元件、第二联接元件和第三联接元件构成球铰杆的形式，所述球铰杆在两个端部处旋转铰接地支承，其中各球铰杆在需要时分成两个半部，这两个半部通过弹性的元件耦联。
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，耦联部件可轴向运动和可旋转运动地支承在壳体中。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，第一元件是第一轴，而第二元件是所述壳体，或者，第一元件是第一轴，而第二元件是第二轴。
12.根据权利要求12所述的扭振减振器，其特征在于，壳体固定在底座上。
13.根据权利要求1至1“中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，第一元件是驱动元件，而第二元件是从动元件，或者相反。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，第一元件与第一轴或驱动元件相耦联和/或第二元件与第二轴或从动元件相耦联。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，各腔(8、10)中的介质(9)是主动压力控制的并且扭振缓冲按一控制算法进行。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，联接元件具有一环绕的轴环，该轴环在一设置在中央的环形空腔中沿轴向方向
-克服确定的节流阻力排压缓冲介质，和/或，
-克服一蓄能元件的弹簧力沿轴向移动，
由此产生缓冲力，所述缓冲力与联接元件的运动相反定向。
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