CN104781579A - 用于隔离振动的离心摆装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使传动系与驱动单元振动隔离的离心摆装置，至少包括具有第一质量的第一摆元件和具有第二质量的第二摆元件，所述离心摆装置设置为在谐振范围内反作用于所述驱动单元的振动，其特征在于，所述第一摆元件具有第一谐振范围，所述第二摆元件具有第二谐振范围，其中，所述第一和第二谐振范围不同。通过在这里所提出的离心摆装置或振动平衡装置，可以在小的结构空间上以高效的机构将拓宽的振动频率范围从传动系隔离。尤其在设计为具有可接入的气缸的内燃机的驱动单元中，利用这里提出的离心摆装置可以对于驱动单元的多种状态实现振动隔离。

Description

用于隔离振动的离心摆装置

技术领域

本发明涉及一种用于将传动系与驱动单元振动隔离的离心摆装置，其中，使用离心力使可摆动地悬挂的质量加速，以便由此产生与输入振动相反的反振动。尤其在使用普通内燃机作为驱动单元的情况下，尤其在内燃机起动时，应尽可能不向其余的系统传递振动。为此，具有摆元件的离心摆装置被证明是特别有效的，所述离心摆装置在谐振范围内反作用于驱动单元的振动。但是，已经表明，公知的离心摆装置仅仅非常有限地、就是说只能对于驱动单元的一个或几个状态具有效果。

发明内容

本发明的任务是，至少部分地克服现有技术已知的缺点。该任务通过独立权利要求的特征解决。有利的拓展方案为从属权利要求的主题。

本发明涉及一种用于将传动系与驱动单元振动隔离的离心摆装置，所述离心摆装置至少包括一具有第一质量的第一摆元件和一具有第二质量的第二摆元件，所述离心摆装置设置为在谐振范围内反作用于驱动单元的振动。本发明的特征在于，所述第一摆元件具有第一谐振范围，并且第二摆元件具有第二谐振范围，其中，所述第一和第二谐振范围不同。

离心摆装置主要由摆元件组成，所述摆元件分别具有质量并且如此悬挂在(持续地或可接入地)旋转的元件上，使得它们可以由于离心力而在预先确定的谐振范围内振动。也就是说，该振动首先通过施加的、导致摆元件加速的离心力激活。当摆元件谐振范围内的振动叠加旋转运动时，摆元件如此地振动，使得叠加的振动(几乎)消除。例如，这样的摆元件是扁平的构件，其借助于栓销在两个点上保持，其中，所述栓销在所述摆元件中接收在长形孔中，从而摆元件能够在谐振范围内沿着所述长形孔通过该栓销振动。

现在，在本发明中至少设置第一摆元件和第二摆元件，所述第一摆元件和第二摆元件分别具有不同的第一和第二谐振范围。所述谐振范围分别通过特定的谐振频率定义，相应的摆元件被针对所述特定的谐振频率进行设计。所述谐振范围要么是摆元件的可在技术上实现的实际谐振，要么是谐振频率区域的根据设计的拓展。通常会得出一包括在具有非常陡的上升沿和下降沿的谐振频率中的最大值的谐振频率累积，所述谐振频率累积近似地相应于在谐振频率附近的均匀分布。第一和第二谐振范围的区别基本上在于最大中心谐振频率并且此外可以重叠。特别是，第一和第二谐振范围这样设计，使得它们不具有重叠区域。在此，谐振范围也可以包括在更高阶的谐振频率附近的均匀分布。因此，通过这里所提出的离心摆装置可以对于至少两个谐振范围实现振动隔离，而为此不需要另外的阻尼装置。

在离心摆装置的另一有利的实施方式中，设置至少一个另外的摆元件，其具有所述第一谐振范围、所述第二谐振范围或一另外的谐振范围。

通过设置另外的摆元件，可以实现不同的目的。例如，由此，当这样布置所述至少一个另外的摆元件，使得引起去往第一和/或第二摆元件的平衡力矩时，可以实现静态或动态不平衡的禁止。此外，通过所述至少一个另外的摆元件还可以拓宽振动的可隔离的频率范围。

在离心摆装置的另一种有利的实施方式中，通过以下措施中至少一种来调节谐振范围：

-通过将摆元件以不同的半径悬挂；

-通过设置摆元件的不同的摆动路径轨道；

-通过相应摆元件的不同质量；和

-通过将摆元件挂在不同的摆动元件上；

-通过在不相同的运动轨道上引导摆元件。

通过将摆元件以不同的半径悬挂来影响离心力对相应摆元件的作用。由此得出不同的加速度(即本征频率)和不同的响应特性。通过在相应的摆元件中使用不同的摆动路径轨道、也就是例如通过长形孔的几何形状来影响振动特征并且因此影响谐振范围，在所述长形孔处，相应的摆元件挂在栓销上。此外，通过合适的摆动路径轨道也可以实现摆元件的叠加的振动运动。例如，摆元件除了作平行振动之外也可以作旋转振动。通过在相应的摆元件上设置不同的质量，相应摆元件的谐振频率被改变，因为相应摆元件的本征频率被改变。另外的措施是把相应的摆元件挂在不同的摆动元件上。在这里，可以通过摆动元件的特性来影响谐振范围。尤其在摆动元件可接入的情况下，可以影响离心摆装置的作用并且因此影响摆元件的谐振范围的作用。

根据本发明的另一个方面，也提出一种振动平衡装置，该振动平衡装置至少具有以下组件：

-至少一个用于转递转矩的轴；

-至少一个摆动盘(或飞轮)，所述摆动盘在所述至少一个轴之一上旋转地固定并且径向地延伸；和

-至少一个根据以上说明的离心摆装置，所述离心摆装置布置在所述至少一个摆动盘之一上。

所述至少一个轴传递转矩并且尤其有时与振动叠加。该轴尤其是输入轴和/或输出轴。所述输入轴例如是驱动单元的从动轴，并且所述至少一个输出轴是传动系的变速器轴。所述至少一个摆动盘径向向外延伸并且通过固定在所述至少一个轴上而被驱动。在此，摆动盘可以单独用作离心摆装置的固定元件，或者此外通过其质量使力矩流平滑或者甚至具有借助于阻尼器元件扩大的阻尼器特性。在此，离心摆装置相应于以上所说明的设备，由其可以取代费事的外部的阻尼器元件。

在振动平衡装置的另一有利的实施方式中，第一摆元件和第二摆元件布置在共同的摆动盘上。

对于很多应用来说重要的是，振动平衡装置仅仅占据小的结构空间。这可以通过以下方式实现，即，将具有不同谐振范围的摆元件布置在共同的摆动盘上。在这里，摆元件可以相互重叠或在圆周上并排地布置、向内错开地布置在共同的摆动盘上、或者设置在摆动盘的前侧和后侧上。此外，摆元件可以利用其质量同时形成用于摆动盘的质量的一部分，所述摆动盘可以用于使转速和转矩平滑。由此，需运动的总质量保持小并且因此效率提高。

在振动平衡装置的另一有利的实施方式中，所述至少一个摆动盘通过以下构件之一组成：

-阻尼器；

-压板；

-中央连接片；或

-离合器壳体。

通过将离心摆装置布置在所提到的构件之一上得到整体式结构，所述整体式结构导致总结构尺寸小。此外，可以实现离心摆装置或振动平衡装置的复杂的特性。尤其在将阻尼器作为摆动盘使用的情况下，阻尼运动可以禁止摆元件的不必要的起振。此外，摆元件可以在有振动时使阻尼器稳定，从而保护阻尼器元件。

在振动平衡装置的另一有利的实施方式中，分别将多个相同的摆元件对称地布置在共同的摆动盘上。

通过将摆元件对称布置在共同的摆动盘上、通过这样的布置避免静态和动态的不平衡。在此，对称的布置是例如两个分别在直径上相对置的摆元件的布置，从而例如总共四个摆元件布置在一个共同的摆动盘上，或者例如三个相同的摆元件相对于彼此以120°的间隔布置。对称的布置可以容易地实现并且成本特别便宜。

根据本发明的另一个方面，还提出一种用于将传动系与驱动单元可松脱地连接的摩擦离合器，所述摩擦离合器至少包括以下组件：

-具有至少一个压板和至少一个摩擦盘的摩擦系统；

-离合器壳体，所述至少一个压板旋转地固定在所述离合器壳体中；

-输入轴；

-至少一个输出轴；和

-根据以上说明的振动平衡装置。

摩擦系统为摩擦离合器的中央单元，借此可将输入轴与至少一个输出轴分开或与一输出轴连接。这通过至少一个被压向至少一个对应的摩擦盘的压板来实现，从而在所述至少一个压板和所述至少一个摩擦盘之间存在摩擦力，所述摩擦力使得转矩从输入轴到输出轴之一上的传递成为可能。在撤消压紧力时不传递转矩或仅仅传递可以忽略的转矩。通常，离合器壳体与输入轴一起转动，所述至少一个压板旋转地固定在所述离合器壳体中并且为了压向摩擦盘而可轴向移动。但是也可以考虑其它的构型。所述至少一个输出轴与所述至少一个摩擦盘连接，从而在压板的压紧状态中将转矩从输入轴传递到一输出轴上。现在，在这里整体地设置根据以上说明的振动平衡装置。由此实现了，直接在转矩从输入轴传递到所述至少一个输出轴上时直接在传递中平衡振动。

根据本发明的另一方面，还提出一种机动车，该机动车包括具有从动轴的驱动单元、传动系和摩擦离合器，其中，特别是驱动单元在机动车中在驾驶室前面并且横向于机动车的纵轴线布置。

多数机动车目前具有前置驱动装置并且因此优选将驱动单元例如内燃发动机或电动机在驾驶室前面并且横向于主行驶方向布置。恰恰在这样布置的情况下结构空间特别小，因此特别有利的是，使用小结构尺寸的离合器。

在按照欧洲分级的小车等级的轿车中结构空间状况日益尖锐。在小车级别的轿车中所使用的总成与大车级别的轿车相比没有明显减小。但在小级车中可供使用的结构空间明显较小。以上所说明的摩擦离合器特别适合于用在小车中，因为由此可以节省需要结构空间的外部阻尼器元件。轿车按照例如大小、价格、重量、功率来进行分级，该定义总是按照市场需求而处于变化中。按照欧洲分级的小车和最小车级别的车辆在美国市场上相应于超小型车级别，在英国市场上相应于超级迷你车级别、例如城市车级别。最小车级别的例子是大众公司的Fox或雷诺公司的Twingo。小车级别的例子是阿尔法·罗密欧公司的Mito、大众公司的Polo、福特公司的Fiesta或雷诺公司的Clio。

在权利要求中单个列举的特征能够以任意的、在技术上有意义的方式组合，并且可以通过说明书中的解释性内容和附图中的细节来补充，在附图中示出本发明的其他实施变型。

附图说明

下面借助附图详细解释本发明以及技术领域。附图示出特别优选的实施例，但本发明不局限于这些实施例。特别要指出，附图、尤其所示的大小关系只是示意性的。附图示出：

图1：阻尼器上的离心摆装置，

图2：阻尼器上的具有两个摆元件的离心摆装置，

图3：具有两个不同的摆动路径轨道的离心摆装置，

图4：具有摆动路径轨道的离心摆装置的剖面图，

图5：具有不同的悬挂半径的离心摆装置，

图6：具有第一半径的离心摆装置的剖面图，

图7：具有第二半径的离心摆装置的剖面图，

图8：振动平衡装置，和

图9：具有摩擦离合器的机动车。

具体实施方式

图1和2示出具有第一摆元件4的离心摆装置1，所述第一摆元件具有第一质量5，所述第一质量挂在第一阻尼器14上。在图2中以剖面图示出例如图1的离心摆装置1，其中，可明显看到，采用第一阻尼器14和第二阻尼器15。在这里，第一摆元件4设有第一质量5，第二摆元件6设有第二质量7。

在图3中示出离心摆装置1的另一实施方式，其中，这里使用具有第一质量5的第一摆元件4和具有第二质量7的第二摆元件6。在此，第一摆元件4具有第一摆动路径限制装置12，第二摆元件6具有第二摆动路径限制装置13，所述第一摆动路径限制装置和第二摆动路径限制装置彼此不同。此外，第一质量5和第二质量7不相同。此外，采用两个另外的摆元件8，9，这些摆元件分别对称地、即在这里径向对置地布置。在图4中以剖视图示出例如图3中的离心摆装置1。在这里，具有第一质量5的第一摆元件4挂在第一摆动路径限制装置12上。此外，可看到第二摆元件6。

在图5中示出离心摆装置1的另一实施方式，其中，具有第一质量5的第一摆元件4在第一半径10处悬挂，具有第二质量7的第二摆元件6在第二半径11处悬挂。这里，再次对称地示出两个另外的摆元件8，9。第二另外的摆元件9和第一摆元件4挂在第一摆动路径限制装置12中，并且第二摆元件6以及第一另外的摆元件8挂在第二摆动路径限制装置13处。

在图6中以剖视图示出离心摆装置1，该离心摆装置例如在图5中示出。在这里示出具有第一质量5的第一摆元件4，所述第一质量利用第一摆动路径限制装置12布置在第一半径10处。此外，可看到第二摆元件6。

在图7中与图6中类似地示出离心摆装置1的剖面图，其中，这里可看到，具有第二质量7的第二摆元件6挂在处于第二半径11的第二摆动路径限制装置13处。此外，示出第一摆元件4。

在图8中示出摩擦离合器23，在该摩擦离合器中可看到具有离心摆装置1的振动平衡装置16的剖面。所示的摩擦离合器23是具有中央连接片21的双离合器，其中，这里仅仅标记重要的元件。摩擦离合器23具有输入轴17，离合器壳体22与该输入轴连接。一压板20以及所述中央连接片21可轴向移动并且旋转地固定地布置在所述离合器壳体22中。在压板20与中央连接片21之间设置摩擦盘25，从而这些元件共同形成摩擦系统24。在这里，第一输出轴18可以摩擦锁合地与所述输入轴17连接。在所述中央连接片21中布置一离心摆装置1，可看到该离心摆装置的第一摆元件4的剖面。离心摆装置1、中央连接片21和输入轴17组成振动平衡装置16。此外，示出第二输出轴19，该第二输出轴也可以摩擦锁合地与所述输入轴17连接。

在图9中示出机动车26，在该机动车中，在驾驶室28前方布置一驱动单元3。该驱动单元3通过其驱动轴27和示意性示出的摩擦离合器23与示意性示出的传动系2连接。驱动单元3的马达轴线30横向于机动车26的纵轴线29取向。

通过在这里所提出的离心摆装置或振动平衡装置，可以在小的结构空间上以高效的机构将拓宽的振动频率范围从传动系隔离。尤其在设计为具有可接入的气缸的内燃机的驱动单元中，利用这里提出的离心摆装置可以对于驱动单元的多种状态实现振动隔离。

附图标记列表

1 离心摆装置

2 传动系

3 驱动单元

4 第一摆元件

5 第一质量

6 第二摆元件

7 第二质量

8 第一另外的摆元件

9 第二另外的摆元件

10 第一半径

11 第二半径

12 第一摆动路径限制装置

13 第二摆动路径限制装置

14 第一摆动盘

15 第二摆动盘

16 振动平衡装置

17 输入轴

18 第一输出轴

19 第二输出轴

20 压板

21 中央连接片

22 离合器壳体

23 摩擦离合器

24 摩擦系统

25 摩擦盘

26 机动车

27 从动轴

28 驾驶室

29 纵轴线

30 马达轴线

Claims (9)

1.离心摆装置(1)，用于将传动系(2)与驱动单元(3)振动隔离，包括至少一个具有第一质量(5)的第一摆元件(4)和具有第二质量(7)的第二摆元件(6)，所述离心摆装置设置为在谐振范围内反作用于所述驱动单元(3)的振动，其特征在于，所述第一摆元件(4)具有第一谐振范围，所述第二摆元件(6)具有第二谐振范围，其中，所述第一谐振范围和第二谐振范围不同。

2.根据权利要求1所述的离心摆装置(1)，其中，设置至少一个另外的摆元件(8，9)，所述另外的摆元件具有所述第一谐振范围、所述第二谐振范围或另外的谐振范围。

3.根据权利要求1或2所述的离心摆装置(1)，其中，通过以下措施中的至少一种来调节所述谐振范围：

-通过将所述摆元件(4，6)以不同的半径(10，11)悬挂；

-通过设置摆元件(4，6)的不同的摆动路径轨道(12，13)；

-通过相应的摆元件(4，6)的不同质量(5，7)；和

-通过将所述摆元件(4，6)挂在不同的摆动元件(14，15，20，21，22)上。

4.振动平衡装置(16)，具有至少以下组件：

-至少一个用于转递转矩的轴(17，18，19)；

-至少一个摆动盘(14，15，20，21，22)，所述摆动盘在所述至少一个轴(17，18，19)之一上旋转地固定并且径向地延伸；和

-至少一个根据以上权利要求中任一项所述的离心摆装置(1)，所述离心摆装置布置在所述至少一个摆动盘(14，15，20，21，22)之一上。

5.根据权利要求4所述的振动平衡装置(16)，其中，摆元件(4，6，8，9)布置在共同的摆动盘(14，20，21，22)上。

6.根据权利要求4或5所述的振动平衡装置(16)，其中，所述摆动盘(14，15，20，21，22)之一通过以下构件之一构成：

-阻尼器(14，15)；

-压板(20)；

-中央连接片(21)；或

-离合器壳体(22)。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的振动平衡装置(16)，其中，多个相同的摆元件(4，6，8，9)对称地布置在共同的摆动盘(14)上。

8.摩擦离合器(23)，用于将传动系(2)与驱动单元(3)可松脱地连接，包括至少以下组件：

-具有至少一个压板(20)和至少一个摩擦盘(25)的摩擦系统(24)；

-离合器壳体(22)，所述至少一个压板(20)旋转地固定在所述离合器壳体中；

-输入轴(17)；

-至少一个输出轴(18，19)；和

-根据权利要求4至7中任一项所述的振动平衡装置(16)。

9.机动车(26)，包括一具有从动轴(27)的驱动单元(3)、传动系(2)和根据权利要求8所述的摩擦离合器(22)，其中，尤其所述驱动单元(3)在所述机动车(26)中布置在驾驶室(28)前面并且横向于所述机动车(27)的纵轴线(29)布置。