CN103228946B - 离心力摆和具有该离心力摆的离合器盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心力摆（2、2a）以及一种具有该离心力摆的离合器盘（1），所述离心力摆具有承载法兰（12、12a）和至少一个摆质量（14、14a），所述至少一个摆质量相对于承载法兰（12、12a）借助在设置在承载法兰中和摆质量中的缺口（17）的滚道（49）上滚动的滚动体（22）沿周向布置并且以在径向上能受限地偏转的方式布置。为了获得尤其布置在所述离合器盘的小直径上的离心力摆的转动振动的经改善的隔振，至少一个摆质量在相对于承载法兰偏转期间在绕自身质量重心扭转的情况下在滚道中引导。

Description

离心力摆和具有该离心力摆的离合器盘

技术领域

本发明涉及一种离心力摆以及一种具有所述离心力摆的离合器盘，所述离心力摆具有承载法兰和至少一个摆质量，所述至少一个摆质量相对于所述承载法兰借助在设置在承载法兰中和所述摆质量中的缺口的滚道上滚动的滚动体沿周向布置并且以在径向上能受限地摆动的方式布置。

背景技术

离心力摆在机动车的动力总成系统中单独或与其它转动振动隔绝装置、如扭转振动减振器相结合在离合器盘中或者在摩擦离合器的力矩调节装置、双质量飞轮、转动振动缓冲器和类似部件中使用，并且例如由DE102009042831A1所公知。类属的离心力摆由优选绕变速器输入轴或曲轴的转动轴线布置的承载法兰形成，在所述承载法兰上布置有至少一个且优选多个分布在周边上的、通过相应的安装空间限界的摆质量。这些摆质量在离心加速场内实施相对于承载法兰的摆动，如果它们通过例如内燃发动机的转速不均匀性而被激励的话。通过这种摆动，在通过摆长、作用半径、质量、摆动角和类似参数使离心力摆调谐于产生的激励摆动的优选级次的情况下，将能量阶段选择性地从动力总成系统取出并再次输入，从而使得总体上导致所述动力总成系统的平静运行。因为一般不仅离心力摆摆动的固有频率而且激励频率都与承载法兰的转速成比例，所以在整个转速范围上实现离心力摆的缓冲作用，从而使得离心力摆可以作为适应性强的转速缓冲器。

在此，摆质量相对于承载法兰在基本圆弧形的滚道上位移，这些滚道置入到摆质量和承载法兰的缺口中。在此情况下，两个置于承载法兰两侧的、相对置的摆质量形成一摆质量对，该摆质量对借助在承载法兰和摆质量的缺口上滚动的滚动体如运转滚子进行位移。在此，摆质量的或摆质量对的质量重心在由于激励摆动强迫偏转时从零位态径向向内位移，并且由于离心力再位移到中性位态中，其中，出现离心力摆的缓冲效应。在此情况下，摆质量的质量重心实施绕假想的线摆的摆点的基本圆弧形的运动。

令人满意的缓冲作用的前提除了作用半径和摆长与激励级次的协调以外是摆质量的质量和这些摆质量的摆动角度。尤其在集成到离合器盘中的离心力摆的情况下，如同例如由DE102006028552A1中已知的离心力摆那样，基于预先给定的装入状况，给使用重的摆质量和大的摆动角设置了限界。尤其在伴随尤其柴油发动机形式的内燃机中可能出现那样的高激励的低转速范围中，足够的缓冲作用仅能困难地借助已知的离心力摆来引起。部分地必需设置，在丧失舒适性的情况下设置摆质量的具有大摆动角的摆幅，通过如下方式，即，在摆质量与承载法兰之间设置硬性止挡或费事建立的软性止挡。

发明内容

因此，本发明的任务是，提出一种尤其用于离合器盘的离心力摆以及提出一种具有离心力摆的离合器盘，它们能够实现其摆质量的增大的摆动角。

该任务通过具有承载法兰和至少一个摆质量的离心力摆实现，所述至少一个离心力摆相对于所述承载法兰借助在设置在承载法兰中和摆质量中的缺口的滚道上滚动的滚动体沿周向布置并且以在径向上能受限地摆动的方式布置，其中，所述至少一个摆质量在相对于所述承载法兰的偏转期间在绕自身质量重心（S）扭转的情况下在所述滚道中引导。

所提出的离心力摆尤其适用于机动车的动力总成系统，其中，所述离心力摆可以单独地使用或者与动力总成系统的其它的装置相结合地使用，例如与分体式的飞轮如双质量飞轮、优选离合器盘、摩擦离合器、变矩器、电动机、皮带轮或辅助机组、曲轴，并且可以为所述目的集成到这些装置中。在此，根据实施方式的不同可以设置有一个摆质量或者由两个对置的摆质量所形成的摆质量对，所述摆质量对与承载法兰一起形成一离心力摆。但是，在周边上分布的多个摆质量或摆质量对的布置是有利地。对于集成到离合器盘中的离心力摆而言已经证实，两个至三个分布在周边上的摆质量或摆质量对由于有限的安装空间特性，在径向在离合器盘的摩擦衬之内的作用半径小的情况下是特别有利的。

通过相应构造用于引导摆质量的滚道，可以强迫摆质量在激励时的运动形式，这些运动形式超过摆质量在对应于线摆上的质量的运动的圆轨迹上的运动。确切地说，可以通过构造滚道例如产生这样的运动形式，在这些运动形式的情况下，摆质量的质量重心相应于线摆质量的运动而运动，其中，摆质量同时绕质量重心旋转。通过在大摆动角情况下的强迫旋转来实现，摆质量在大摆动角情况下要求减少的径向安装空间，通过如下方式，即，摆质量的在摆方向上前置的对应端部侧在偏转期间同时旋转式径向向内转入。

为了表示所述摆质量的按照本发明的对称的摆运动和绕其质量重心的旋转，例如可以基于以吊架形式（Trapezform）悬挂的且在圆弧形滚道中被引导的如在GB598811A中公开那样的质量摆。但是为了在实施有意的摆质量运动情况下实现滚动体的滚动运动，并且防止通过圆弧形滚道引起的滚动体在滚道上的滑动运动或者说不期望的摆质量运动，确定了滚动条件，由该条件产生滚道，这些滚道关于在至少一个摆质量处于零位态情况下平行于摆质量的中心线的穿过滚动体的对称线非对称地构造。这种滚道在该摆质量绕摆质量的质量中心的同时旋转运动的情况下相对于承载法兰的摆运动之间具有复杂数学关系，该复杂数学关系实践上可以仅通过在摆质量和承载法兰中的滚道的自由形状来塑造。所述摆质量和承载法兰的滚道的形状以这种方式不同：它们与圆弧形形状或抛物线形形状相反地不能通过几何运算相互转化，而是分别形成自己的自由形状，这些自由形状只能通过摆运动与旋转运动的运动方程（Bewegungsgleichung）的关系以计算机方式获知。与之相反，由于构造了质量重心的对称摆运动，两个在一摆质量中设置的滚道和对应的在承载法兰中设置的滚道分别在摆轴线的中心轴线上成镜像。

根据摆质量的空间延伸尺寸、其数量和摆动角的设计方案的不同而可以有利的是，两个在周向上相邻的摆质量的周向侧的端部区域以能在径向上重叠的方式设置。在此，在充分利用摆质量的部分旋转的情况下实现摆质量的在径向上的重叠。在此可以这样构造端部区域的轮廓：使得摆质量在通过滚道预先给定的偏转的情况下在保持很小的间隙的情况下彼此滑过。有利地，两个相邻摆质量的止挡区域可以扁平地且彼此互补地构造。

按照本发明的思想，两个相邻摆质量的交叠的端部区域可以在保持恒定间隙的情况下彼此搭接并且在周向上形成有效的止挡区域，从而使得可以避免在摆质量与承载法兰之间的止挡和相应的需要安装空间的且削弱承载法兰的用于止挡所述摆质量的缺口。为了构造软性止挡，所述间隙可以随着摆质量偏转的增加而减小地构造，从而使得在所述间隙用尽以后，通过所述摆质量的切向接触实现软性止挡。在大摆动角的意义上只有在端部区域进行交叠以后，摆质量才彼此止挡。因此，用于在周向上相邻的摆质量的止挡区域设置在周向侧上限界所述摆质量的端部侧面以内。

通过所建议的实施例可以使所述摆质量或摆质量对的摆动角扩大到±50和±120°、优选±90°之间的角度，从而使得例如在离合器盘中可以平衡摆质量系统的小的作用直径并且尤其在低转速的情况下仍以令人满意的方式缓冲大的激励振幅。

本发明的任务还通过一种具有至少两个相反于弹簧装置的作用的、可绕一公共的转动轴线扭转的法兰部件的离合器盘实现，其中，给所述法兰部件中的一个法兰部件配置有摩擦衬，并且给所述法兰部件中的一个法兰部件径向在摩擦衬之内有效配置有至少一个所提出的离心力摆。在此，所述离心力摆可以有效配置给具有摩擦衬的离合器盘的输入侧，或者有利地有效配置给具有用于抗相对转动地与变速器输入轴连接的轮毂的输出侧。在此，所述承载法兰与相应的法兰部件或者轮毂抗相对转动地连接，例如铆接、敛接（verstemmt）、螺栓连接、锁止或替换地与所述相应的法兰部件或者轮毂一件式构造。

在按照本发明的离合器盘上优选布置有这样的离心力摆，所述离心力摆具有至少一个、优选多个、必要时布置在承载法兰两侧的且连接成摆质量对的摆质量。在此情况下，所有摆质量可以在相应地构造滚道的情况下根据出现的转动振动转动振动的级次（Ordnung）设计。替换地，至少一个摆质量或者一个摆质量对能够根据第一级次协调并且至少一个另外的摆质量或摆质量对能够根据第二级次协调。相应的质量差可以通过例如承载法兰的相应极大重量（Wuchten）来平衡。此外，多个承载法兰可以轴向相邻地布置和/或布置在离合器盘的法兰部件两侧，它们根据转动振动转动振动的一个级次或多个级次设计。

附图说明

借助在图1至11中所示的实施例详细解释本发明。在此示出：

图1在剖面图中示出穿过具有集成的离心力摆的离合器盘的剖面图，

图2图1的离合器盘在摆质量位于零位态中情况下的正视图，

图3图1的离合器盘的斜视图，

图4至7图1至3的离心力摆在不同的摆动角的情况下的正视图，

图8图1至6的离心力摆的承载法兰的局部，

图9穿过与图1至6的离心力摆相比发生变化的离心力摆的剖面图，

图10图8的离心力摆的剖面正视图，

图11图8和9的离心力摆的斜视图。

具体实施方式

图1至3以剖面图、正视图和3D斜视图示出具有离心力摆2的离合器盘1。该离合器盘包含由法兰部件3、4形成的输入部件5和由法兰部件7形成的输出部件8，其中，法兰部件3承载摩擦衬6，输出部件能够借助抗相对转动地与法兰部件7连接的轮毂9与变速器输入轴抗相对转动地连接。输入部件5和输出部件8能够抵抗由螺旋弹簧10形成的弹簧装置11的作用受限地绕转动轴线D扭转并且在此形成扭振减振器。

离心力摆2配置给离合器盘1的输出部件8。为此，离心力摆2的承载法兰12借助螺栓13抗相对转动地与轮毂9连接和/或与该轮毂敛接。在承载法兰12两侧，在每个侧面上分别布置三个分布在周边上的摆质量14，其中，轴向对置的摆质量分别借助贯穿嵌接承载法兰12的缺口21的连接销栓15连接成摆质量对16。

为了可摆动地连接摆质量14或者说摆质量对16，摆质量14和承载法兰12具有带滚道19、20的缺口17、18，在这些滚道上分别滚动贯穿嵌接摆质量对16和承载法兰12的沿轴向对置的缺口17、18的且沿轴向固定的滚动体22如支承滚子。通过关于零位态非对称构造的滚道19、20，在摆质量14在质量重心S的圆轨迹上偏转期间进行摆质量14绕其质量重心S的旋转，从而使得摆质量14在大的偏转的情况下在它们的一端上径向向内摆入，并且在它们的另一端上径向向外摆出。

摆质量14的设置在周向上的端部侧面23在避免接触的条件下最大程度地彼此接近，并且具有带端部轮廓25的端部区域24，这些端部轮廓在摆质量偏转中在保持最小间隙的情况下分别径向相互交叠。在此，端部轮廓25在一位移期间基本跟随端部区域24的由滚道19、20预先给定的走向，并且在周向上观察在摆质量14的端部侧面23之内形成摆质量14彼此在周向上的止挡26，从而使得造成这些摆质量彼此的所述偏转并且所述偏转不通过在承载法兰112与摆质量14之间的止挡造成。由此通过止挡26的例如通过径向部分和周边部分的相应成形来造成软性止挡26，这些止挡在承载法兰12与摆质量14之间，例如在连接销栓15上进行安置时需要大的缺口21，并且因此可以在承载法兰12上引起安装空间和强度问题。

图4至7在正视图中示出在摆质量14相对于承载法兰12的不同的摆动角的情况下的图1至3的离心力摆2，其中，为了在承载法兰12上的更好的识别，去掉形成分布在周边上的并且伴随在背侧上相同数量的与它们对置的（不能看到的）摆质量对的三个摆质量14中的一个。在此，图4示出在摆质量14相对于承载法兰12的中性位置中的离心力摆2，图5示出在摆质量14相对于承载法兰12以摆动角偏转的情况下的示例的工作位置中的离心力摆，图6和7示出摆质量14以摆动角或的最大偏转。在最大摆动角的情况下，相应的端部侧面23分别处在对应的止挡26上。止挡26只在离心力摆2的极限负荷下起作用，在常见的工作位置中，对应于图5，相邻摆质量14的端部区域24在通过端部轮廓25形成最小间隙27的情况下径向地叠加。

在此通过相应地构造端部轮廓25来形成间隙27，通过如下方式，即，这些端部轮廓适配于摆质量14沿着通过缺口17、18形成的用于滚动体22的滚道19、20的运动动力学。通过相对在图4中所示的对称轴线28非对称构造的滚道19、20，在每个偏转方向上偏离圆轨迹形偏转并且附加地导入绕摆质量14质量重心S的旋转。由于对称轴线28而非对称进行构造的滚道19、20的形状可以在一部分上构造成圆轨迹，并且在作为圆轨迹的对置的部分滚道上构造成自由形状，或者在两侧构造成自由形状。在缺口21中对置的摆质量14的连接销栓15以摆质量的运动而位移，这些缺口在中间或在端部侧相应地以它们的形状适配于摆质量的运动。

在图4所示的离心力摆2的摆动角的初始状态中，质量重心S与转动轴线D形成一条线29，在该线上布置有摆轴线P。此外，摆质量14不绕质量重心S扭转，从而使得穿过端部侧的连接销栓15设置的正交线30与摆轴线P的倾斜线31重合。

在图5中示出离心力摆2的通过承载法兰12以角度η相对扭转引起的转动振动的激励。在此情况下，摆质量14在离心力摆2的示例工作点上绕摆轴线P以摆动角偏转。通过滚道19、20的非对称构造，摆质量此外以由正交线30与倾斜线31围出的倾斜角ψ旋转。这个倾斜角随着摆动角的增加而加大，直到摆质量14相互间在摆动角的情况下抵靠在止挡26上（图6和7）。

图8示出来自图1至7的离心力摆2的承载法兰12的局部图，具有用于形成滚道19的缺口17和布置在这些滚道之间的用于连接销栓15的贯穿嵌接（图1）的缺口21。滚道19相对于简要示出的、与对称轴线28对称构造的圆轨迹32非对称地构造，其中，分别相互离开指向的滚道部分33以相对于圆轨迹较小的斜度具有斜度走向，并且相互面对的滚道部分34以较大的斜度具有斜度走向。摆质量14的非对称的滚道19和非对称的滚道20（图1至7）迫使摆质量14的在摆质量14以预先给定的摆动角偏转时的旋转的按照本发明的调整，其中，通过滚道19、20的特殊形状仅得到滚动体22（图1）在滚道19、20上的滚动运动并且避免了滑动运动。

图9至11示出与图1至7的离心力摆2相比略微变化的离心力摆2a，具有仅两个布置在周边上的、由摆质量14a形成的摆质量对16a。通过相应的非对称的、在缺口17a，18a上构造的滚道19a、20a和在这些滚道中滚动的滚动体22a使摆质量14a可摆动地容纳在承载法兰12a上。承载法兰12a借助贯穿嵌接开口35的螺栓或铆钉抗相对转动地容纳在图1的离合器盘1上或者与其类似的离合器盘上。由于在周向上与摆质量相邻的摆质量14a相互间的间隔，摆质量可以构造具有特别大的摆动角并且不径向交叠地构造，从而使得摆质量14a可以以大的径向伸展和端部区域24a的用于相互交叠的不需要的限制而配备大的质量。由此可以将摆质量14a的端部侧面23a基本上平地构造。

附图标记列表：

1离合器盘

2离心力摆

2a离心力摆

3法兰部件

4法兰部件

5输入部件

6摩擦衬

7法兰部件

8输出部件

9轮毂

10螺旋弹簧

11弹簧装置

12承载法兰

12a承载法兰

13螺栓

14摆质量

14a摆质量

15连接销栓

16摆质量对

16a摆质量对

17缺口

17a缺口

18缺口

18a缺口

19滚道

19a滚道

20滚道

20a滚道

21缺口

22滚动体

22a滚动体

23端部侧面

23a端部侧面

24端部区域

24a端部区域

25端部轮廓

26止挡

27间隙

28对称轴线

29线

30正交线

31倾斜线

32圆轨迹

33滚道部分

34滚道部分

35开口

η角度

摆动角

摆动角

摆动角

摆动角

ψ倾斜角

D转动轴线

P摆轴线

S质量重心

Claims (11)

1.离心力摆(2、2a)，具有承载法兰(12、12a)和至少一个摆质量(14、14a)，所述至少一个摆质量相对于所述承载法兰(12、12a)借助在设置在所述承载法兰(12、12a)中和所述摆质量(14、14a)中的缺口(17、17a、18、18a)的滚道(19、19a、20、20a)上滚动的滚动体(22、22a)沿周向布置并且以在径向上能受限地摆动的方式布置，其特征在于，所述至少一个摆质量(14、14a)在相对于所述承载法兰(12、12a)偏转期间，在绕自身质量重心(S)扭转的情况下在所述滚道(19、19a、20、20a)中被引导，所述滚道(19、19a、20、20a)关于在所述至少一个摆质量(14、14a)处于零位态情况下平行于所述至少一个摆质量的中心线穿过所述滚动体(22、22a)的对称线(28)非对称地构造。

2.按照权利要求1所述的离心力摆(2)，其特征在于，所述滚道(19、19a、20、20a)具有自由形状。

3.按照权利要求1或2所述的离心力摆(2)，其特征在于，所述承载法兰(12、12a)的所述滚道(19、19a)的形状不能借助所述承载法兰(12、12a)的所述滚道(19、19a)的形状的几何运算塑造。

4.按照权利要求1或2所述的离心力摆(2)，其特征在于，两个在周向上相邻的摆质量(14)的周向侧的端部区域(24)以能在径向上重叠的方式设置。

5.按照权利要求4所述的离心力摆(2)，其特征在于，所述端部区域(24)在周向侧的端部侧面(23)之内具有用于在周向上相邻的至少一个摆质量的至少一个止挡(26)。

6.按照权利要求5所述的离心力摆(2)，其特征在于，两个相邻摆质量(14)的所述止挡(26)扁平地且彼此互补地构造。

7.按照权利要求5所述的离心力摆(2)，其特征在于，两个相邻摆质量(14)的交叠的端部区域(24)在保持恒定间隙(27)的情况下彼此搭接并且在周向上设置有有效的止挡(26)。

8.按照权利要求1或2所述的离心力摆(2、2a)，其特征在于，所述至少一个摆质量(14、14a)的摆动角在±50°和±120°之间。

9.离合器盘(1)，具有至少两个能够抵抗一弹簧装置(11)的作用绕一公共的转动轴线(D)扭转的、输入侧的和输出侧的法兰部件(3、4、7)，其中，给所述法兰部件中的一个法兰部件(3)配置有摩擦衬(6)，其特征在于，给所述法兰部件中的一个法兰部件(7)径向在所述摩擦衬(6)之内地有效配置有至少一个按照权利要求1至8所述的离心力摆(2、2a)。

10.按照权利要求9所述的离合器盘(1)，其特征在于，所述承载法兰(12、12a)与所述法兰部件(7)抗相对转动地连接或者与所述离合器盘(1)的一与该法兰部件抗相对转动地连接的轮毂(9)抗相对转动地连接。

11.按照权利要求9或10所述的离合器盘，其特征在于，至少一个承载法兰(12、12a)设置有至少一个与扭转振动级次协调的摆质量(14、14a)。