CN104653700A - 扭转振动减振器 - Google Patents

Abstract

一种特别是用于万向轴的扭转振动减振器(10)，其具有用于固定在轴上的轮毂(12)并具有飞轮环(14)，该飞轮环相对于轮毂(12)同心设置并与该轮毂一起限定出环状间隙(15)，所述轮毂(12)和飞轮环(14)通过在周向(U)上错开的、设置在环状间隙(15)中的且由弹性体材料制成的连接件(16)相互连接。连接件(16)具有凸缘形的中央部(30)，该中央部通过薄的连桥部(32)一方面与所述飞轮环(14)连接，另一方面与所述轮毂(12)连接。

Description

扭转振动减振器

技术领域

本发明涉及特别是用于万向轴的扭转振动减振器，该扭转振动减振器具有用于固定在轴上的轮毂和与该轮毂同心设置的飞轮环。

背景技术

这种扭转振动减振器例如在汽车中被用于阻尼高速转动的轴的扭转振动。这样的扭转振动减振器例如由DE102009029140B4公开。

发明内容

本发明的任务是提供一种改进的扭转振动减振器。

该任务将通过根据权利要求1的扭转振动减振器来完成。扭转振动减振器的优选实施方式是从属权利要求的主题。

根据本发明的尤其适用于万向轴的扭转振动减振器具有固定在轴上的轮毂并具有飞轮环，该飞轮环与轮毂同心设置并与轮毂一起限定出环状间隙。所述轮毂和飞轮环通过在周向上错开的、设置在环状间隙中的且由弹性体材料制成的连接件相连接。该连接件具有凸缘形的中央部，该中央部通过薄的连桥部一方面与该飞轮环相连接，另一方面与该轮毂相连接。

该轮毂例如可被固定在例如汽车的万向轴上。特别是该轮毂压装配合在所述轴上，或者借助固定部在使用固定件如螺钉或销的情况下被安装在该轴上。所述安装优选是刚性的。所述飞轮环在扭转振动减振器无荷载状态下相对于该轮毂同心设置并相对于该轮毂形成环状间隙。为了尽量减小轴上的扭转振动，该飞轮环相对于该轮毂既在周向上运动，也在径向上运动。用语“周向”和“径向”涉及轴的延伸。

当该飞轮环相对于该轮毂径向偏移时，所述环状间隙在如此范围内变化，即，在偏移方向上，轮毂之间距离朝向一侧增大而朝向另一侧缩小。当飞轮环相对于轮毂周向偏移时，该环状间隙优选不变。

大多数情况下，不希望有的振动同时既出现在径向上，也出现在周向上。减振基于飞轮环运动相对于轮毂运动的惯性来实现，所述轮毂特别牢固地与轴相连接。所述减振尤其在由飞轮环和连接件组成的飞轮系统的固有频率范围内进行。就是说，可通过扭转振动减振器来消除的频率范围可通过飞轮环质量的选择和连接件弹性而匹配于待消除的轴振动的频率。

飞轮环相对于轮毂的支承通过多个连接件来实现，这些连接件在周向上相互间隔布置。特别是这些连接件相互等距间隔。例如设有三个、四个、六个、八个或十二个连接件，用于相对于轮毂来支承飞轮环。

所述连接件具有两个连桥部，在所述两个连桥部之间设有中央部。该中央部呈凸缘形构成，从而它尤其具有大于连桥部的厚度，该厚度也可被称作周向宽度。该中央部优选在周向上从该连桥部伸出并且尤其在所述连接件的两侧。该连接件通过该连桥部与所述轮毂和飞轮环相连接。

当所述连桥部很短地构成时，尤其显示出该连接件的凸缘形构造的优点。所述连接件的刚性或弹簧常数在该飞轮环相对于轮毂振动时在径向和周向上是不同的。当该飞轮环相对于轮毂径向偏移时，凸缘形的中央部决定该连接件的弹簧常数。基于该中央部的凸缘形构造而得到了高的弹簧常数，借此得到由所述飞轮环和连接件组成的飞轮系统的高固有频率。由此能消除径向上的较高频率。此外，所述连接件的在径向上的高弹簧常数具有以下优点，该扭转振动减振器显示出良好的不平衡特性。高的径向刚性减小了该飞轮环相对于轮毂的径向偏移，从而该飞轮环的径向偏移较小。这减小了该扭转振动减振器上的不平衡度。

就是在具有短的连桥部的连接件中，当该飞轮环相对于轮毂周向偏移时，该连接件的连桥部主要有助于该飞轮环在轮毂上的弹性支承，这是因为凸缘形的中央部在该飞轮环相对于轮毂周向运动时可以变扁平。由于该连桥部比凸缘形中央部薄地构成，故弹簧常数由于该连接件而在周向上小。由此能消除周向低频振动，其频率尤其低于径向可消除的频率。

因而，本发明的扭转振动减振器具有以下优点，可消除在周向上以及在径向上的不同频率。此外，本发明的扭转振动减振器具有良好的不平衡特性。例如在周向上能消除具有在85赫兹范围内的频率的振动，而在径向上可消除在200赫兹范围内的振动。这尤其在汽车领域内对于万向轴是有利的，因为在那里径向频率和周向频率是不同的。此外，本发明的扭转振动减振器在因轴的精车而造成的不平衡度方面是有利的。

所述连接件优选在径向上被预紧。预紧优选通过在径向上压缩所述连接件来实现。同时，在所述飞轮环和轮毂之间的环状间隙被缩小，从而所述连接件被径向压缩。于是，特别是该连接件的中央部既接触轮毂，又接触飞轮环，从而该连接件的径向弹簧常数变大。由于所述连接件在该飞轮环相对于轮毂周向偏移时可变扁平，故优选甚至在径向压缩所述连接件时所述连桥部对周向刚性起决定性作用。所述扭转振动减振器的上述优点在径向预紧时尤其好地展现出来。

优选如此选择所述预紧，即，在所述飞轮环相对于轮毂的可能最大偏移情况下，所述连接件保持预紧。

就是说，该连接件本身在该飞轮环相对于轮毂的可能最大偏移情况下尤其保持压缩状态。因此，所述连接件始终承受压力载荷。由此可避免所述连接件在该飞轮环相对于轮毂径向偏移时交替承受拉力载荷和压力负荷。事实表明，所述连接件在交替的拉力载荷和压力载荷情况下具有缩短的寿命。因此，所选择的预紧形式具有以下优点，即，该连接件的寿命和进而该扭转振动减振器的寿命特别长。

优选的是，所述连桥部在周向上具有第一厚度，而所述中央部在周向上具有第二厚度，其中该第二厚度是该第一厚度的两倍至五倍。

优选的是，该飞轮环可相对于轮毂活动设置。每个连桥部具有第一厚度，该中央部具有第二厚度。所述厚度尤其沿周向测量。于是，第二厚度最好大于第一厚度。所述多个连桥部是等厚或不等厚地构成的。若所述多个连桥部是不等厚构成的，则第一厚度优选是较厚的连桥部的厚度。

优选的是，所述连接件被硫化结合到该环状间隙中。

这是一种尤其简单且尤其低成本的、在扭转振动减振器中加入并固定连接件的方式。

有利的是，所述轮毂的外侧面和/或所述飞轮环的内侧面具有涂层。该涂层优选也由弹性体材料构成，更优选地由与该连接件相同的弹性体材料构成。该涂层提供以下可能性，即，尤其在使用下述销钉情况下在大幅度偏移时减弱该飞轮环对轮毂的碰撞。

优选的是，所述轮毂具有沿径向朝外突出的止挡，并且优选所述飞轮环具有沿径向朝内突出的配合止挡。还优选的是，所述止挡和配合止挡在周向上相互间隔并且在径向上交叠。

有利的是，所述止挡和/或配合止挡由与该涂层相同的材料制成并且尤其与该涂层一体形成。所述止挡和配合止挡设置用于限制该飞轮环相对于轮毂的周向偏移。此外，在所述止挡和配合止挡之间的周向距离决定了最大周向偏移幅度。当所述止挡和配合止挡彼此相邻时，它们在径向上交叠，从而它们在最大径向偏移时抵接。对该飞轮环相对于轮毂的周向偏移的限制有助于避免因过大膨胀而损坏该连接件。特别是，所述止挡和配合止挡如此布置，即，该连接件处于在如此限定的周向最大偏移情况下始终承受压力载荷。因此，在周向偏移情况下也避免作用于该连接件且不利地影响到连接件寿命的交变载荷。

优选的是，所述扭转振动减振器具有至少一个尤其呈圆形的销钉，该销钉布置在所述轮毂和飞轮环之间，其中该销钉的径向延伸尺寸最好小于在所述轮毂和飞轮环之间的径向距离。

在所述轮毂和飞轮环之间的径向距离对应于该环状间隙的径向长度。该环状间隙的径向尺寸减去销钉的径向尺寸得到一长度，该长度对应于该飞轮环相对于轮毂的径向最大偏移。因此，优选所述销钉用于限制该飞轮环相对于轮毂的最大偏移，以免损坏该连接件。但基于该中央部呈凸缘形构成和与之相关的径向高弹簧常数，可以省掉所述销钉。

优选如此选择所述销钉的径向延伸尺寸，即，所述涂层在径向上被预紧，其中在所述飞轮环相对于轮毂周向偏移时，该销钉最好在所述止挡和配合止挡之间滚动。

因此，当该飞轮环相对于轮毂径向偏移时，没有出现碰撞该销钉，这是因为所述涂层和销钉相互接触。

附图说明

以下，将结合实施例来详细说明本发明的特征，在示意图中示出：

图1是扭转振动减振器的横截面视图；

图2是沿图1中的线D-D的横截面视图；

图3是图1和图2中的扭转振动减振器的透视图；

图4是处于预紧状态的图1的扭转振动减振器的横截面视图；

图5是沿图4中的线C-C的扭转振动减振器的横截面视图；

图6是处于借助销钉的预紧状态的扭转振动减振器的横截面视图；

图7是示出在连接件中的应力状况的视图；

图8是与图7等效的视图，其中连接件如图所示处于变扁平状态，以及是连接件的放大侧视图；和

图9是图1的连接件的放大侧视图。

具体实施方式

扭转振动减振器10具有轮毂12和飞轮环14。飞轮环14通过在周向U上间隔设置的四个连接件16与轮毂12相连接，所述连接件设置于在轮毂12和飞轮环14之间限定出的环状间隙15中。

所述轮毂具固定部18，在该固定部中设有三个固定孔20。固定孔20用于将扭转振动减振器10安装在未示出的轴上。为此，例如可以将螺钉或销穿过固定孔20，以将扭转振动减振器10牢固固定在所述轴上。或者，可通过借助固定部18的挤压变形来固定扭转振动减振器10。

此外，在该轮毂上装有多个止挡22，所述止挡沿径向R从轮毂12凸起。此外，轮毂12在外侧配设有涂层24。

如图2所示，该轮毂具有周边部25，该周边部与固定部18连接。连接件16、止挡22和涂层24布置在周边部25上，尤其布置在环状间隙15内。扭转振动减振器10具有两个盖板26，销钉34在轴向A上定位所述盖板。飞轮环14相对于轮毂12和盖板26同心且活动地设置。

飞轮环14具有配合止挡28，该配合止挡沿径向R从飞轮环14向内伸入环状间隙15中。此外，飞轮环14在其内侧面具有另一涂层24。

连接件16、止挡22、配合止挡28和/或涂层24是由弹性体材料且特别是橡胶制成的。止挡22和配合止挡28在周向U上相互间隔并且在扭转振动减振器10的预紧状态下在径向R上交叠，如图3所示。

连接件16具有一个中央部30和两个连桥部32，尤其如图9清楚所示。每个连桥部32被固定在轮毂12的和飞轮环14的涂层24上。所述连桥部具有第一厚度D1，中央部30具有第二厚度D2。所述厚度都是沿周向U测量的。面向轮毂12的连桥部32和面向飞轮环14的连桥部32具有相同的厚度。中央部30的第二厚度D2大于连桥部32的第一厚度D1。连接件16是一体形成的，就是说，中央部30和连桥部32是一体形成的。连接件16尤其与轮毂12和飞轮环14之间的涂层24硫化结合，如图9清楚所示。

在预紧状态下，如图4、图5、图6、图7和图8所示，连接件16在径向R上被预紧。连接件16尤其被如此预紧，即，在飞轮环14相对于轮毂12沿径向R最大偏移的情况下，连接件16仍然被预紧。

图7示意性示出了处于预紧状态的连接件16，其中该飞轮环14相对于轮毂12在周向U上无偏移。由此在连接件16中出现荷载，如在图7中通过压力线所示出的。

如果现在飞轮环14相对于轮毂12在周向U上偏移，则连接件16变扁平，从而出现如图8所示的压力分布。特别是，连接件16在周向U上的弹簧常数由连桥部32确定，这是因为中央部30由于所述扁平化在周向U上几乎不提供回复力。只有当飞轮环14相对于轮毂12在径向R上偏移时，中央部30对连接件16的刚性起到决定性作用。由于中央部30的第二厚度D2大于连桥部32的第一厚度D1，故中央部30宽面展平地设置在飞轮环14和轮毂12之间，从而在径向R上得到高的弹簧常数。

就是说，与周向U的振动相比，可借助扭转振动减振器10来消除处于更高频率范围的径向R的振动。

图6示出了扭转振动减振器10的另一实施例。该实施例具有与如图1至图5所示的扭转振动减振器相同的特征，此外还有四个销钉34，它们在径向R上布置在轮毂12和飞轮环14之间。这些销钉34是由其弹性小于涂层24弹性的材料制成的。销钉34设置用于将飞轮环14相对于轮毂12的径向R偏移限制到最大偏移程度。最大偏移程度取决于销钉34在径向R上的延伸尺寸。涂层24通过销钉34被预紧，从而避免了销钉34碰撞飞轮环14。当在周向U上有偏移时，所述销钉34在止挡22和配合止挡28之间变扁平。

附图标记

10扭转振动减振器；12轮毂；14飞轮环；15环状间隙；16连接件；18固定部；20固定孔；22止挡；24涂层；25周边部；26盖板；28配合止挡；30中央部；32连桥部；34销钉；A轴向；D1第一厚度；D2第二厚度；R径向；U周向。

Claims (10)

1.一种特别是用于万向轴的扭转振动减振器，具有：

用于固定在轴上的轮毂(12)，和

飞轮环(14)，该飞轮环相对于该轮毂(12)同心设置并与该轮毂一起限定出环状间隙(15)，

其中，该轮毂(12)和该飞轮环(14)通过在周向(U)上错开的、设置在该环状间隙(15)中的且由弹性体材料制成的连接件(16)相互连接，

该连接件(16)具有凸缘形的中央部(30)，该中央部通过薄的连桥部(32)一方面与所述飞轮环(14)连接，另一方面与所述轮毂(12)连接。

2.根据权利要求1所述的扭转振动减振器，其特征在于，该连接件(16)在径向(R)上被预紧。

3.根据权利要求1或2所述的扭转振动减振器，其特征在于，如此选择所述预紧，即，在所述飞轮环(14)相对于所述轮毂(12)的可能最大偏移情况下，所述连接件(16)保持预紧。

4.根据权利要求1至3之一所述的扭转振动减振器，其特征在于，所述连桥部(32)在周向(U)上具有第一厚度(D1)，所述中央部(30)在周向(U)上具有第二厚度(D2)，其中该第二厚度(D2)是该第一厚度(D1)的两倍至五倍。

5.根据权利要求1至4之一所述的扭转振动减振器，其特征在于，所述连接件(16)被硫化结合到该环状间隙(15)中。

6.根据权利要求1至5之一所述的扭转振动减振器，其特征在于，所述轮毂(12)的外侧面和/或所述飞轮环(14)的内侧面带有涂层(24)。

7.根据权利要求1至6之一所述的扭转振动减振器，其特征在于，所述轮毂(12)具有沿径向(R)朝外突出的止挡(22)，并且优选所述飞轮环(14)具有沿径向(R)朝内突出的配合止挡(28)。

8.根据权利要求7所述的扭转振动减振器，其特征在于，所述止挡(22)和所述配合止挡(28)在周向(U)上相互间隔并在径向(R)上交叠。

9.根据权利要求1至8之一所述的扭转振动减振器，其特征在于，设有至少一个尤其呈圆形的销钉(34)，该销钉布置在所述轮毂(12)和所述飞轮环(14)之间，其中该销钉(34)的径向(R)延伸尺寸最好小于在所述轮毂(12)和所述飞轮环(14)之间的径向(R)距离。

10.根据权利要求9所述的扭转振动减振器，其特征在于，如此选择所述销钉(34)的径向(R)延伸尺寸，即，所述涂层(24)在径向(R)上被预紧，其中当所述飞轮环(14)相对于所述轮毂(12)在周向(U)上偏移时，所述销钉(34)最好在所述止挡(22)和所述配合止挡(28)之间滚动。