CN103026095B - 扭转振动阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种扭转振动阻尼器，包括以下特性：主要部件，该主要部件具有两个侧部盘（1，2），这两个侧部盘连接至彼此用于结合旋转；次要部件，该次要部件具有中间盘（3），该中间盘布置在侧部盘之间；主要部件和次要部件通过弹簧（5）可旋转地连接至彼此；阻尼室，这些阻尼室填充有阻尼介质并且各自具有至少一个节流开口；引导元件（7.1），这些引导元件被设置用于支撑和引导弹簧。本发明的特征在于以下特性：每一个弹簧被分配至两个引导元件，这两个引导元件均以一相互的轴向距离进行布置并且形成防止弹簧在径向以及在轴向方向上的运动支撑表面。

Description

扭转振动阻尼器
本发明涉及一种用于阻尼振动的设备。这种设备能够用在具有以及不具有扭矩传输功能的传动系统中。传动系统可包括内燃机或者电动机。这种用于阻尼振动的设备特别地被用作用于内燃机的扭转振动阻尼器(扭振减振器)或者被用作双质量飞轮。
US 55 73 460示出了并且描述了盘构造的弹性联接器，包括两个半联接器(Kupplung，联轴器)，这两个半联接器在限定范围内相对于彼此是可扭曲的并且通过弹性联接元件彼此相连接。阻尼室布置在内部空间的径向外区域中，这些阻尼室可用阻尼介质进行填充。
上述提到类型的联接器被设置为用于保证内燃机驱动的运行平滑性，特别是在车辆中，在所有的操作和速度的范围中。特别地，扰乱的扭转振动应该远离传动系统。
以这样的方式选择联接器的弹性：包括发动机和传动装置的质量系统的临界速度充分地位于操作范围之下。在这个方面，当经过临界速度时，应该防止传动元件中的过大振幅以及扭转力矩的产生。通过在联接器本身中的阻尼装置在这个方面中做出了重大贡献，该阻尼装置适配至传动系统，其为移动阻尼介质通过限定间隙的液压阻尼。在这个方面中存在的问题是：存在不同的扭转振动行为，这些扭转振动行为取决于发动机的类型(汽油发动机、柴油发动机)或者气缸的数量或者气缸的布置方式(直列式发动机，V型发动机)，或者也取决于传动装置。
DE 10 2005 046 334 A1描述了一种扭转振动阻尼器。设置有磨损外壳，该磨损外体在每一个弧形弹簧外面在其纵向方向上径向延伸并且被用于引导弧形弹簧。
从DE 10 2006 046 601 A1中获知相似的系统(比较那里的塑料部件16)。
期望的是：扭转振动阻尼器有效地消除由发动机产生的扭转振动。特别地，“软”弹簧的特性是所需要的，以减少阻尼器的谐振频率至可能的最高程度。汽车生产商进一步要求低的重量和低的总体体积。在激烈竞争的时代，生产成本特别是重要。考虑到所有这些需求，优化是迫切需要的。
本发明提供一种扭转振动阻尼器，包括以下特征：1.1主要部件，所述主要部件具有以防扭转的方式彼此连接的两个侧部盘(1)和(2)；1.2次要部件，所述次要部件具有中间盘(3)，所述中间盘布置在所述侧部盘(1)与(2)之间；1.3所述主要部件和所述次要部件通过弹簧(5)而彼此旋转连接；1.4阻尼室，所述阻尼室填充有阻尼介质并且各自包括至少一个节流开口；1.5引导元件(7.1)，所述引导元件被设置成支撑和引导所述弹簧(5)；1.6两个引导元件(7.1)与每一个弹簧(5)相关联，所述引导元件以彼此相距相互的轴向距离进行布置并且形成防止所述弹簧(5)在径向以及在轴向方向上的运动的支撑表面。
本发明基于这样的目标以上述方式提供一种扭转振动阻尼器，该扭转振动阻尼器像已知的阻尼器一样实现它的阻尼功能或者比这样的阻尼器更好，并且它具有简单的构造并且从而在生产中更加节省成本。依赖于结构上的配置，同时重量能够比已知的阻尼器更轻。
通过上述的扭转振动阻尼器实现该目标。
本发明的核心理念包括一种特别的引导和止动装置，其与每一个弹簧关联。该引导和止动装置分别包括两个弧形或者直的引导元件，用于支撑和引导弧形或者直的弹簧。每一个弹簧与两个引导元件关联是非常明确的，每一个在各自弹簧的纵向轴线的一侧上。每一个引导元件覆盖弹簧的四分之一径向外部的一部分。从而它形成了用于弹簧的支撑和引导，不仅仅预防在径向方向上的运动而且防止在轴向方向上的运动。
特别重要的是：两个引导元件，这两个引导元件与弹簧关联，在它们的径向最外侧区域设置有相距彼此的一轴向距离。中间盘能够被引导通过所述距离。这个穿过是有利的，因为在这种情况中阻尼室能够远离外侧被径向地布置并且将提供相应大的阻尼效果。阻尼系统可以是摩擦阻尼元件系统、液压阻尼系统或者是这两种系统的组合。
引导元件可能包括两个止动颊板(Anschlagbacken，停止颊板)，这两个颊板都与一个并且相同的侧部盘相配合。在未加载状态下，弹簧将它的两个弹簧端部FA和FB同时依靠在止动颊板A和B上。在弹簧偏转期间，它将仅仅将它的一个弹簧端部FA依靠在止动颊板A上，并且将它的另一个弹簧端部FB仅仅依靠在与弹簧端部FB关联的中间盘的接触表面MB上。作为其备选方案，在相反的弹簧偏转的情况中，弹簧端部FB与止动颊板B接触，然而弹簧端部FA将依靠在与弹簧端部FA关联的中间盘的止动表面MA上。
在正常情况中，两个引导元件将总是在弓形弹簧的两侧上配合，如图1a和1b中所示。
引导元件以及两个止动颊板能够彼此形成单个构件。在这种情况中，如上提到的三个元件不是仅仅从三个部件接合在一起，而是能够直接从开始生产为单个构件。在任何情况中，这三个部件应该包括低磨损材料。
引导和止动装置实现以下功能：
-径向与轴向弹簧支撑；
-径向与轴向弹簧引导；
-离心力的支撑；
-在弹簧偏转期间的弹簧引导；
-力的传输，由于在弹簧上的扭矩的作用；
-支撑和接触表面的增加，特别是在扭转振动阻尼器的轴向方向上，以保证在侧部盘和弹簧组件的所有弹簧之间的足够的动力传输，即使当使用在弹簧组件内几个彼此间布置的弹簧时。
本发明提供了下述优点：
-较少的构件；
-通过功能集成减少加工工作；
-引导件和止动件的简化生产；
-弹簧和引导元件中磨损和撕裂的减少；
-生产只有极少数的具有高容差品质的构件(一个或者两个)；
-简单适应于不同的弹簧构件布置；
-实现了介于引导和止动装置与弹簧之间的更大接触表面，以及由于更大的表面面积而使得通过较低的表面压力在该点处实现较低的磨损和撕裂；
-当使用在弹簧组件内几个彼此间布置的弹簧时，在内部弹簧上也进行力的传输。
任选的弧形引导元件能够作为由塑料制成的注射成形部件进行生产。它可被设置为坚固的(massiv，块状的，实心的)构造。它可被布置为深拉板金属部件。它可在安装过程中被引入，如下所述，这取决于所选的实施例：
-通过剪制；
-通过插入：
-通过铆接；
-通过焊接。
任何种类的金属或者陶瓷或者塑料或者复合材料能够被考虑为用于引导和止动装置的材料。相关的方面是良好的滑动性质和有利的磨损性质。
通过参照附图，将在下文更加详细地阐述本发明，附图详细地示出以下内容：
图1a以轴向竖直剖视图示出了具有两个侧部盘的止动表面的扭转振动阻尼器；
图1b以轴向竖直剖视图示出了具有两个止动颊板的止动表面的扭转振动阻尼器；
图2以侧视图示出了图1a的主题，从而如在轴向上所见的，出于图解清楚的原因有一些部件被忽略；
图3以俯视图示出了引导和止动装置；
图4以简化透视图示出了图3的主题；
图5示出了根据图3的横断线A-A的剖视图；
图6示出了图3的B-B视图；
图7示出了以坚固构造的引导和止动装置；
图8示出了根据图7的横断线A-A的剖视图；
图9示出了图7的主题的透视图。
如图1a和图1b所示的扭转振动阻尼器分别包括具有两个侧部盘(Seitenscheibe，侧部圆盘)1、2的主要部件，这两个侧部盘以防扭转的方式彼此连接。进一步设置有包括中间盘(Mittelscheibe，中间盘)3的次要部件，该中间盘被布置在侧部盘1、2之间。壳体4包围主要部件和次要部件并且是主要部件本身的构件。
弹簧5能够被识别。它以弧形的方式被布置，但是也能够以直的或者圆柱形的方式被布置。弹簧5径向地布置在阻尼室段的内壁6内。
决定性的构件是引导和止动装置7(也可参见图2至图4)。一个弹簧/多个弹簧能够布置在弹簧窗口段中。每一个用于容纳弹簧组件(其分别包括至少一个弧形弹簧)的弹簧窗口部分与两个引导和止动装置7相关联，每一个轴向地在各自弧形弹簧的每一侧上。通过拉深过程，每一个引导装置7由钢板制成。它包括引导元件7.1。后者包括基本上U型轮廓，具有第一支腿7.1.1、第二支腿7.1.2以及连结板7.1.3。支腿7.1.1依靠在弧形弹簧上。支腿7.1.2以轴向平行的方式延伸。它依靠在相应的侧部盘1或者2上，并且进一步地依靠在阻尼段上的阻尼室的壁6的径向内边界表面上。将理解的是：使用任何其他合适的板材料代替钢板(例如铝板)是可能的。引导元件不限于针对弧形弹簧的有利用途，而是也能够使用直的或者圆柱形弹簧来代替弧形弹簧。
引导元件7.1同时用于阻尼室段的径向内部支撑和引导。
重要的方面是，两个引导元件7.1被设置成具有这样的相互的轴向距离：使得中间盘3能够在所述引导元件之间接合。结果，阻尼室段能够被布置在大半径上并且从而也能够显示出相应的显著作用。
壳体4包括两个止动部4.1和4.2。它们被用于支撑引导元件7.1的径向外支腿7.1.2，抵抗由阻尼室施加的径向向内的作用力。
图2示出了具有引导元件7.1和两个颊板7.2和7.2的完整的引导和止动装置7。两个颊板7.2、7.2被用于与侧部盘1和2的相应接触表面相配合。图1a使用阴影线图示示出了侧部盘1的接触表面。图1b使用阴影线图示示出了两个止动颊板的接触表面。
图3至图6示出了引导和止动装置7的细节。弧形引导元件7.1由钢板制成。图5更加详细地示出了这些，特别是两个U形轮廓的支腿7.1.1和7.1.2以及介于其间的连结板7.1.3。两个颊板7.2和7.2也由钢板制成，其与弧形引导元件7.1是一体的。
图3更加详细地示出了两个颊板7.2、7.2的止动表面，其与相应的侧部盘1和2配合。
图3和图4示出了多个开口7.3。它们具有以下意义：
如在图1a和图1b中所示，在介于壳体4的壁与引导元件7.1的背离弹簧5的一侧之间的区域中轴向地设置有死空间。所述死空间能够在操作过程中被阻尼介质或者润滑脂填充，例如以这样的方式：介质在操作过程中通过离心力进入死空间或者在停顿过程中由于重力进入。由于引导元件7.1的钢板的形状，而导致死空间基本上与壳体4的剩余内部空间分离开，因此置于死空间中的阻尼介质或者润滑脂不能够再返回(或者仅具有困难)至阻尼介质或者润滑脂的工作存储器中。
多个通道开口7.3修正了这个问题。这些通道开口允许介质从死空间流回入壳体4的剩余内部空间中。返回的介质然后将被用于再次操作。由于优化的阻尼介质填充过程，将获得改进的液压阻尼或者更加均匀的液压阻尼。此外，这些通道开口7.3能够进一步被优化并且以有目的的方式被构造，从而润滑剂以有目的的方式被引导至处于接触中的重要区域中，该区域介于相对于彼此运动的构件之间，例如介于弹簧5和引导装置7之间，从而减少或者消除磨损以及撕裂。
在所示的实施例中这些通道开口7.3允许轴向方向上的流动。这些通道开口7.3也能够以这样的方式被布置：流动将在向内关联至弹簧引导表面的径向方向上延伸，或者向外在阻尼室的方向上延伸(见图4)。
在将引导和止动装置7布置为深拉构件(Tiefziehteil)的情况中，这些通道开口7.3能够被引入这些引导元件7.1的支腿7.1.1和/或支腿7.1.2和/或连结板7.1.3内。
前述的通道开口7.3也能够由注射成形部件来制造，或者由固体件材料制成的构件来制造。
在图7至图9中示出的弧形引导元件7.1设置有坚固的构造。它能够由任何材料构成，例如，塑料、金属、陶瓷或者复合材料。将理解的是，这些引导元件7.1再次成对布置，如根据图1a和图1b的实施例中。
止动颊板不是必须与引导元件一体化地构造。引导元件7.1也能够布置成不具有止动颊板。在这种情况中，侧部盘和/或中间盘的止动表面被硬化或者设置有“坚硬”的帽。
通常，引导元件7.1同时用于阻尼室的一段的内部支撑与引导。这在图1a和图1b中示出。在这种情况中，轴向平行支腿7.1.2依靠在阻尼室的壁6上。
参考编号列表
1 侧部盘
1.1 止动表面
2 侧部盘
2.1 止动表面
3 中间盘
4 壳体
5 弹簧
6 阻尼室的壁
7 引导与止动装置
7.1 弧形引导元件
7.1.1 U型轮廓支腿
7.1.2 U型轮廓支腿
7.1.3 连结板
7.2 颊板
7.3 通道开口

Claims (17)

1.一种扭转振动阻尼器，包括以下特征：
1.1主要部件，所述主要部件具有以防扭转的方式彼此连接的两个侧部盘；
1.2次要部件，所述次要部件具有中间盘(3)，所述中间盘布置在所述侧部盘之间；
1.3所述主要部件和所述次要部件通过弹簧(5)而彼此旋转连接；
1.4阻尼室，所述阻尼室填充有阻尼介质并且包括至少一个节流开口；
1.5引导元件(7.1)，所述引导元件被设置成支撑和引导所述弹簧(5)；
1.6两个引导元件(7.1)与每一个弹簧(5)相关联，所述引导元件以彼此相距相互的轴向距离布置为使得所述中间盘(3)能够接合在所述引导元件之间，并且所述引导元件形成防止所述弹簧(5)在径向以及在轴向方向上的运动的支撑表面，
其特征在于：
1.7所述引导元件(7.1)被用于与所述侧部盘的相应接触表面相配合，并且所述引导元件(7.1)与所述侧部盘以一个元件跟随另一个元件的运动的方式来工作，
其中，所述阻尼室以类似分段的方式布置在所述扭转振动阻尼器的外周上，并且所述弹簧(5)径向地定位在所述阻尼室内。
2.根据权利要求1所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，所述弹簧(5)是弓形弹簧。
3.根据权利要求1或2所述的扭转振动阻尼器，其特征在于：
每一个引导元件(7.1)在每一个端部处均包括止动颊板(7.2)，所述止动颊板用于在主要部件与次要部件之间扭曲时在所述侧部盘上支撑所述弹簧(5)。
4.根据权利要求3所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，所述引导元件(7.1)及所述止动颊板是一体的。
5.根据权利要求4所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，所述引导元件(7.1)及所述止动颊板在一个单独操作中制成。
6.根据权利要求3所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，止动颊板以及引导元件(7.1)中的至少一个由钢板构成。
7.根据权利要求3所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，止动颊板以及引导元件(7.1)中的至少一个是坚固的。
8.根据权利要求3所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，所述侧部盘包括止动表面(1.1，2.1)，所述止动表面与所述止动颊板相配合。
9.根据权利要求3所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，将所述止动颊板设置为分离的构件，所述分离的构件被坚固地布置或者被布置为注射成形部件或者被布置为深拉构件。
10.根据权利要求3所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，所述侧部盘设置有用于所述止动颊板的区域。
11.根据权利要求3所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，所述止动颊板被分别布置为分离的构件，所述分离的构件被布置为注射成形部件或者被布置为深拉构件。
12.根据权利要求1所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，所述引导元件(7.1)被用于径向内部支撑和/或阻尼室的密封。
13.根据权利要求1所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，所述两个引导元件(7.1，7.1)彼此具有这样的相互的轴向距离：使得所述中间盘(3)能够被径向地引导至所述两个引导元件(7.1，7.1)之间的外部。
14.根据权利要求1所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，所述弹簧(5)径向地定位在所述阻尼室的壁(6)的径向内边界表面内。
15.根据权利要求1所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，设置有壳体(4)，所述壳体至少部分地包围所述主要部件和所述次要部件。
16.根据权利要求1所述的扭转振动阻尼器，其特征在于，所述引导元件(7.1)包括用于引导阻尼介质或者润滑脂通过的多个通道开口(7.3)，所述通道开口布置为通孔。
17.根据权利要求3所述的扭转振动阻尼器，其特征在于：所述弹簧(5)是具有布置在外部弹簧内的内部弹簧的弹簧组件。
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