CN103534111A - 旋转减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的旋转减振器，包括至少一个减振器元件，所述减振器元件用于对轮悬架侧布置的第一质量和车身侧布置的第二质量之间的相对运动进行衰减，其中，在所述旋转减振器（1）上布置有至少一个惯性减振单元（8）。

Description

旋转减振器
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的旋转减振器，包括至少一个用于对轮悬架侧布置的第一质量和车身侧布置的第二质量之间的相对运动进行衰减的减振器元件/减振单元。
背景技术
在许多技术领域都要求对能振动的机械系统的两个部件之间的相对运动进行衰减。一种例子是在车身在行驶机构上的悬架区域中在机动车车身上的减振器。例如，为此使用液压的线性减振器。
旋转减振器是前述伸缩式减振器的备选且本身是已知的。旋转减振器的作用方式原则上是以布置在轮悬架侧的、在相对的质量运动中可运动的杆件为基础，该杆件直接地或间接地与配属于旋转减振器的减振器元件的、可旋转地支承的减振部分运动耦合，由此可使相应的减振部分进行转动运动。
由于对现代机动车的舒适性和声学性能的要求不断提高，对于减振器系统在车辆运行时产生的振动方面的吸收能力的要求也提高了。
用于提高减振器系统的吸收能力的已知的附件尤其包括使用所谓的弹性体支承件，也就是说由弹性体材料形成的支承件。通常由于已知的在接纳相应旋转减振器的轮罩内部的结构空间条件的限制性而限制了进一步的措施。
发明内容
本发明的目的在于，给出一种尤其在对机动车运行中产生的振动的吸收能力方面得到改进的旋转减振器。
为了解决该问题，设计了一种前述类型的旋转减振器，其特征在于，在旋转减振器上布置有至少一个惯性减振单元/质量阻尼/动态减振器（Schwingungstilger）。
本发明基于如下构思：直接在旋转减振器上安置一个或多个惯性减振单元，以便对在机动车和/或旋转减振器的运行中产生的振动进行衰减。因此，所述至少一个惯性减振单元是旋转减振器的直接的组成部分，这尤其实现了在相应的振动传播到其中认为该振动造成干扰的乘员厢中之前就对该振动进行衰减。
此外，根据本发明的方案还考虑了机动车的轮罩内部的有限的结构空间条件，因为惯性减振单元由于直接布置在旋转减振器上而需要很小的结构空间。
根据本发明使用的惯性减振单元可以以下文仍将描述的实施方案存在且个性化地并且按照需求地针对振动的相应频谱进行调节，从而例如可以有针对性地对高频振动或低频振动进行衰减。尤其能够对声学上可察觉的频率进行衰减。仅作为例子，可以利用相应设计的惯性减振单元对在1kHz至30kHz范围内的振动进行衰减。
根据本发明设置的减振器元件通常具有固定的第一减振部分和以能在形成阻尼力的情况下相对于第一减振部分转动的方式支承的第二减振部分，所述第二减振部分同一与第一质量连接的杆件相连接，所述杆件能由于质量运动而运动，其中，在质量运动时，所述杆件把转动运动传递至第二减振部分，其中所述至少一个惯性减振单元布置在第二减振部分上和/或杆件上。因此，惯性减振单元布置在旋转减振器的能运动部件或转动部件上，尤其是第二减振部分和/或杆件上，这是因为此处必然出现振动产生或振动加强。
惯性减振单元可以包括至少一个弹性弹动的惯性减振单元弹簧元件和至少一个与所述惯性减振单元弹簧元件连接的惯性减振单元质量。惯性减振单元弹簧元件和惯性减振单元质量在此形成了单独的振动系统，其反作用于——也就是说削弱并进而衰减——旋转减振器的振动系统。相应地根据惯性减振单元弹簧元件和惯性减振单元质量的具体的尤其是材料方面以及结构方面的设计能对不同频率的振动进行衰减。
惯性减振单元弹簧元件和惯性减振单元质量的连接尤其可以通过传递振动的连接，例如粘合、焊接、铆接进行。原则上惯性减振单元弹簧元件与惯性减振单元质量的连接能实施为可拆松/松脱或不可拆松/松脱的。
例如，惯性减振单元弹簧元件设计为机械弹簧或者橡胶弹性的弹性体。惯性减振单元质量例如是由弹性体和/或金属形成的质量体。相应地，惯性减振单元质量例如可以是利用弹性体至少部分地注塑包覆的钢环或者至少部分地被弹性体包覆的金属体。
关于减振器元件的结构上的设计，减振器元件可以包括空心柱形的壳体，其中容纳了第一减振部分和第二减振部分。壳体尤其通过至少一个配设有相应的固定部段的壳体部段例如通过螺纹连接或铆接而可拆松或不可拆松地与车身连接。在此可能的是：第一减振部分和第二减振部分分别设计为空心柱体，其中或者第一减振部分容纳在第二减振部分内或者第二减振部分容纳在第一减振部分内。该布置总是使得与杆件运动耦合的第二减振部分能相对于位置固定地布置的第一减振部分转动。第一或第二减振部分可以相应地设计为减振器元件的一部分或者集成在减振器元件的壳体中，从而在第二减振部分形成减振器元件的壳体的一部分的情况下将壳体支承成能相应地转动。
此外可设想，在杆件和减振器元件之间布置有传动机构，其中至少一个第一传动机构元件与杆件运动耦合，通过该杆件能使该至少一个第一传动机构元件进行转动运动，至少一个与第一传动机构元件直接或间接地变速/转化地（uebersetzt）耦合的第二传动机构元件与能转动的减振部分运动耦合成：实现能转动的减振部分的转动运动。中间连接传动机构允许了对杆件运动进行变速/转化，从而杆件的相对微小的运动或偏转引起减振器元件的第二减振部分的相对大的转角（Umdrehnungen）或转速。相应地可以增强减振器元件的减振作用。
例如，传动机构的形式可以设计为行星传动机构、谐波传动机构（Spannungswellengetriebe）、摆线传动机构/偏心体传动机构（Zykloidgetriebe）或者圆柱齿轮传动机构。当然同样可设想其它传动机构结构形式。
旋转减振器可以设计为具有至少一个液压的减振器元件的液压旋转减振器或者设计为具有至少一个电减振器元件的电旋转减振器。在第一种情况下，减振器元件的减振作用基于容纳在配属于减振器元件的体积中的流体——例如合适的液压油等——的循环。在后一种情况中，可以通过减振器元件把机械能转化为电能。在这种设计方案中，旋转减振器包括通过质量运动驱动的发电机以及有利地包括一与发电机耦合的传动机构，所述发电机具有固定的定子和相对于定子能转动的转子。电减振器的作用原理基于发电机与传动机构的耦合，其中传动机构的输出元件把通过直接与传动机构输入元件耦合的杆件引入的转动运动传递至转子。被引入转子的转动运动通过发电机而引起减振并且使最初由质量运动产生的机械的阻尼能被回收或者转化成在发电机侧产生的电流。
附图说明
由下面描述的实施例以及根据附图得到本发明的其它优点、特征和细节。附图示出:
图1是根据第一示例性实施方案的旋转减振器的原理图示；
图2是根据第二示例性实施方案的旋转减振器的原理图示；
图3以正视图示出了图2中示出的旋转减振器的透视图，以及
图4是机动车桥的范围内旋转减振器的可能的结构形式的原理图示。
具体实施方式
图1以局部图示出根据第一示例性实施方案的旋转减振器1的原理图示。旋转减振器1布置在机动车的轮罩（未示出）内部且包括减振器元件2，该减振器元件用于对轮悬架侧布置的第一质量和车身侧布置的第二质量之间的相对运动进行衰减。例如，减振器元件2可以设计为电或液压的减振器。
减振器元件2具有固定的第一减振部分3和以能在形成阻尼力的情况下关于支承元件4转动的方式支承的减振部分5。第一减振部分3可以同样用作减振器元件2的壳体6。壳体6以及减振部分3、5分别具有空心柱形的形状。第二减振部分5与杆件7（铰接杆）连接，该杆件7能由于质量运动而运动或摆动并且与第一质量连接。杆件7在质量运动时把转动运动ω1或转矩M1传递至第二减振部分5。在此，产生在声学上可察觉的振动，该振动在进入用于乘客的乘员厢时通常使人觉得不舒服。
因此在杆件7上布置有一惯性减振单元8。惯性减振单元8包括尤其是盘状的、弹性弹动的惯性减振单元弹簧元件9和与该惯性减振单元弹簧元件连接的、尤其是盘状的惯性减振单元质量10。惯性减振单元弹簧元件9例如设计为具有给定的弹性系数c的机械的钢质弹簧，惯性减振单元质量10例如设计为由弹性体材料形成的惯性体。
惯性减振单元8可视作固有的机械振动系统，该振动系统对在旋转减振器1或机动车的运行中例如由于滚动（Abrollen）产生的——尤其可归因于转动运动ω1或转矩M1的——振动反作用一转动运动ω2或转矩M2，该转动运动ω2或转矩M2在惯性减振单元质量10的惯性矩的作用下引起对所述振动进行衰减。惯性减振单元8的转矩M2相对于转矩M1具有相位差，从而使转矩M1被减弱并进而使由于该转矩M1产生的振动被衰减。
图2是根据第二示例性实施方案的旋转减振器1的原理图示，图3从前方视角示出了相应的旋转减振器1的透视图。旋转减振器1包括通过质量运动驱动的发电机，所述发电机具有形式为转子的第二减振部分5，该第二减振部分5在壳体内壁侧集成在空心柱形的能转动的壳体6的第一壳体部段11中，该第二减振部分5能相对于接纳在壳体6内的固定的柱形的第一减振部分3转动，所述第一减振部分3形式为定子。该第一减振部分3尤其通过穿过壳体6的轴颈12保持在旋转减振器1的端板13中。
壳体6通过第二壳体部段14连接在铰接杆7的环状的容纳区域15上。铰接杆7的环状的容纳区域15在形成抗转动连接的情况下包围第二壳体部段14。在此，环状的容纳区域15贴靠在壳体6的第二壳体部段14的外侧上或其外壁上，从而能把杆件7的摆动运动传递为壳体6的转动运动。壳体6在车身上的连接通过环状的固定在车身上的支承环16进行，该支承环16通过形式为滚子轴承17的支承元件布置在旋转减振器1上。
在例如由车轮的运动引起的质量运动中，使直接与能通过质量运动而运动的杆件7连接的壳体6进行转动运动，所述壳体6包括第二减振部分5。在此，杆件7垂直于绘图平面摆入和摆出，因此由于杆件7与壳体6的抗转动的连接而使壳体6、进而第二减振部分5进行转动运动。
由于在壳体侧集成的形式为转子的第二减振部分5相对于形式为定子的、固定的第一减振器元件3的相对运动，能够使在例如配备有旋转减振器1的车身弹入时产生的机械能被回收或者说转化为电能，该电能例如可以通过合适的定子侧的连接件18输入机动车的车载网络中。为此，第一减振部分3，也就是说定子包括未示出的绕组。连接件18的形式可以设计为在壳体端壁侧支承轴颈12的整流器/转换器壳体或其一部分。
机械能的回收或转化基于电磁感应的原理，也就是说，在与励磁场的相互作用中由于磁感应产生一反作用于第二减振部分5的旋转的力矩，所述力矩表现为电减振器元件2的阻尼力。同样地也可以设想：第二减振部分5取代第一减振部分3具有相应的绕组，则在形式为转子的第二减振部分5方面产生电流。通过对发电机有针对性地供电可以调节减振器元件2的减振特性。
为了降低或衰减在旋转减振器1或机动车的运行中产生的振动，同样设置了惯性减振单元8。然而，与图1示出的实施方案不同，该惯性减振单元8不是布置在杆件7上，而是在外壁侧布置在能旋转的或旋转的壳体6上。明显地例如通过收缩、粘合、焊接等把惯性减振单元器弹簧9抗转动地安置在壳体6上，该惯性减振单元器弹簧9又抗转动地与设计为弹性体或弹性体轨道（Elastomerspur）的惯性减振单元质量10连接。
图3示出的图示再次展示了惯性减振单元8在壳体6的外壁上的布置。像通过箭头19、20示出的那样，惯性减振单元8抗转动地布置在壳体6的外壁上，从而在壳体6的转动中惯性减振单元8也转动，然而该转动由于惯性减振单元8的惯性矩而降低或衰减旋转减振器1的振动。
图4示出了机动车桥的范围内旋转减振器1的可能的结构形式的原理图示。示出了作为机动车的一部分的车轮21连同轮毂托架22，推杆23布置在轮毂托架22上，该推杆23与杆件7连接。杆件7围绕旋转轴24摆动支承，其中根据本发明的旋转减振器1位于旋转轴24中。也可以设想，旋转减振器1直接集成在至少一个横拉杆25的转动悬架中。如果车轮21弹入或弹出，则杆件7通过推杆23而运动并围绕旋转轴24摆动，由此根据本发明的旋转减振器1按所述方式运行。
附图中未示出，然而完全可行的是，在杆件7和减振器元件2之间布置传动机构。在此，至少一个第一传动机构元件与杆件7运动耦合，通过该杆件能使该至少一个第一传动机构元件进行转动运动，至少一个与第一传动机构元件直接或间接地变速耦合的第二传动机构元件与第二减振部分5运动耦合成：实现第二减振部分5的转动运动。所述传动机构例如可以设计为行星传动机构、谐波传动机构、摆线传动机构或者圆柱齿轮传动机构。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于机动车的旋转减振器（1），包括至少一个减振器元件（2），所述减振器元件构造成用于对轮悬架侧布置的第一质量和车身侧布置的第二质量之间的相对运动进行衰减，其特征在于，在所述旋转减振器（1）上布置有至少一个惯性减振单元（8）。
2.根据权利要求1所述的旋转减振器，其特征在于，减振器元件（2）具有固定的第一减振部分（3）和以能在形成阻尼力的情况下相对于第一减振部分转动的方式支承的第二减振部分，所述第二减振部分同一与第一质量连接的杆件（7）相连接，所述杆件（7）能由于质量运动而运动，其中，在质量运动时，所述杆件（7）把转动运动传递至第二减振部分（5），其中所述至少一个惯性减振单元（8）布置在第二减振部分（5）上和/或杆件（7）上。
3.根据权利要求1或2所述的旋转减振器，其特征在于，所述惯性减振单元（8）包括至少一个弹性弹动的惯性减振单元弹簧元件（9）和至少一个与所述惯性减振单元弹簧元件连接的惯性减振单元质量（10）。
4.根据权利要求3所述的旋转减振器，其特征在于，所述惯性减振单元弹簧元件（9）设计为机械的弹簧或者橡胶弹性的弹性体。
5.根据权利要求3或4所述的旋转减振器，其特征在于，所述惯性减振单元质量（10）是由弹性体和/或金属形成的质量体。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，所述减振器元件（2）包括空心柱形的壳体（6），在所述壳体中容纳或集成第一减振部分（3）和第二减振部分（5）。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，第一减振部分（3）和第二减振部分（5）分别设计为空心柱体，其中或者所述第一减振部分（3）容纳在第二减振部分（5）内或者第二减振部分（5）容纳在第一减振部分（3）内。
8.根据权利要求2或者根据权利要求2和权利要求3至7中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，杆件（7）和第二减振部分（5）通过传动机构耦合，其中至少一个第一传动机构元件与杆件（7）运动耦合，通过该杆件能使该至少一个第一传动机构元件进行转动运动，至少一个与第一传动机构元件直接或间接地变速耦合的第二传动机构元件与第二减振部分（5）运动耦合成：实现第二减振部分（5）的转动运动。
9.根据权利要求8所述的旋转减振器，其特征在于，所述传动机构设计为行星传动机构、谐波传动机构、摆线传动机构或者圆柱齿轮传动机构。
10.根据前述权利要求中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，所述旋转减振器设计为具有至少一个液压的减振器元件（2）的液压减振器（1）或者设计为具有至少一个电减振器元件（2）的电旋转减振器（1）。

Claims (10)

1.一种用于机动车的旋转减振器，包括至少一个减振器元件，所述减振器元件用于对轮悬架侧布置的第一质量和车身侧布置的第二质量之间的相对运动进行衰减，其特征在于，在所述旋转减振器（1）上布置有至少一个惯性减振单元（8）。
2.根据权利要求1所述的旋转减振器，其特征在于，减振器元件（2）具有固定的第一减振部分（3）和以能在形成阻尼力的情况下相对于第一减振部分转动的方式支承的第二减振部分，所述第二减振部分同一与第一质量连接的杆件（7）相连接，所述杆件（7）能由于质量运动而运动，其中，在质量运动时，所述杆件（7）把转动运动传递至第二减振部分（5），其中所述至少一个惯性减振单元（8）布置在第二减振部分（5）上和/或杆件（7）上。
3.根据权利要求1或2所述的旋转减振器，其特征在于，所述惯性减振单元（8）包括至少一个弹性弹动的惯性减振单元弹簧元件（9）和至少一个与所述惯性减振单元弹簧元件连接的惯性减振单元质量（10）。
4.根据权利要求3所述的旋转减振器，其特征在于，所述惯性减振单元弹簧元件（9）设计为机械的弹簧或者橡胶弹性的弹性体。
5.根据权利要求3或4所述的旋转减振器，其特征在于，所述惯性减振单元质量（10）是由弹性体和/或金属形成的质量体。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，所述减振器元件（2）包括空心柱形的壳体（6），在所述壳体中容纳或集成第一减振部分（3）和第二减振部分（5）。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，第一减振部分（3）和第二减振部分（5）分别设计为空心柱体，其中或者所述第一减振部分（3）容纳在第二减振部分（5）内或者第二减振部分（5）容纳在第一减振部分（3）内。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，在杆件（7）和减振器元件（2）之间布置有传动机构，其中至少一个第一传动机构元件与杆件（7）运动耦合，通过该杆件能使该至少一个第一传动机构元件进行转动运动，至少一个与第一传动机构元件直接或间接地变速耦合的第二传动机构元件与第二减振部分（5）运动耦合成：实现第二减振部分（5）的转动运动。
9.根据权利要求8所述的旋转减振器，其特征在于，所述传动机构设计为行星传动机构、谐波传动机构、摆线传动机构或者圆柱齿轮传动机构。
10.根据前述权利要求中任一项所述的旋转减振器，其特征在于，所述旋转减振器设计为具有至少一个液压的减振器元件（2）的液压减振器（1）或者设计为具有至少一个电减振器元件（2）的电旋转减振器（1）。
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