CN104870859A

CN104870859A - 减振器

Info

Publication number: CN104870859A
Application number: CN201380065736.0A
Authority: CN
Inventors: T·居尔吕克; S·马伊恩沙因
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2033-11-28
Also published as: DE102013224446A1; US9709125B2; CN104870859B; US20150323039A1; EP2935940A1; DE112013006162A5; WO2014094762A1

Abstract

一种减振器(100)包括：输入侧(105)；输出侧(115)；一个或者多个弹性元件(130,135)，用于在所述输入侧(105)和所述输出侧(115)之间的力传递；和离心力摆，其具有摆法兰(140)和一个或多个摆质量(145)，所述摆质量以能在该摆法兰的旋转平面中移动的方式安置在该摆法兰上。本发明建议，形成所述弹性元件和所述摆质量的质量和体积的确定比值。如果所述比值中的一个或多个处于规定的区间内，则可设想通过该减振器的良好的扭振阻尼或者消除。

Description

减振器

技术领域

本发明涉及一种用于在输入侧和输出侧之间传递转矩的减振器。本发明尤其涉及一种具有弹性元件和离心力摆的减振器。

背景技术

为了在传动系中、例如在机动车上传递转矩，可应用减振器。该减振器能例如安置在驱动马达和变速器之间。尤其当驱动马达包括行程活塞-内燃机时，波动被叠加给所提供的转矩，该波动应被该减振器消除并且被保持远离变速器。该减振器通常如此构造，使得也消除或者隔离能够在相反方向上影响转矩流的转矩波动。

已知的减振器包括弹性元件和离心力摆。该弹性元件通常由柱形的或者弓形的螺旋弹簧形成，该螺旋弹簧在围绕一旋转轴线的圆周上在减振器的输入侧和输出侧之间传送力。该离心力摆包括一个或者多个在摆法兰上以能移动的方式布置在该摆法兰的旋转平面内的摆质量。在此，该摆法兰刚性地或者借助弹性元件与所述输入侧或者所述输出侧连接。

发明内容

已经显示出，不是每一弹性元件和摆质量的组合导致足够的振动隔离或者消除。因此，本发明的目的在于，规定便于在减振器中的弹性元件和离心力摆的尺寸确定的标准。本发明借助具有独立权利要求的特征的减振器实现该目的。从属权利要求列举优选的实施方式。

本发明从一种减振器出发，该减振器具有输入侧和输出侧、一个或多个用于在输入侧和输出侧之间传递力的弹性元件以及离心力摆，该离心力摆具有摆法兰和一个或多个摆质量，所述摆质量以能在摆法兰的旋转平面内移动的方式被安置在该摆法兰上。

实验显示，当所述摆质量的质量和与所述弹性元件的质量和的比值处于0.5到4之间的区间内时，能实现好的振动隔离。

通过关于所述弹性元件的质量来确定所述摆质量的质量，能达到特别高效的组合，在该组合中借助所述弹性元件隔离扭转振动并且借助所述离心力摆消除扭转振动。在一尤其优选的实施方式中，上述的比值处于0.95和1.60之间的区间内。

从上面已说明的减振器出发，也可观察不同于所述弹性元件的质量和所述摆质量的质量的参数。如果所述弹性元件中的一个包括例如柱形弹簧，则可规定一实心柱体，该柱形弹簧在该实心柱体内延伸。如果所述弹性元件中的一个包括弓形弹簧，则能以类似的方式规定一实心圆环区段，该弓形弹簧在该实心圆环区段内延伸。已经显示，当所述摆质量的体积和与所述实心柱体和实心圆环区段的体积和具有在0.3和1.3之间的区间内的比值时，则可达到特别好的所述减振器的振动阻尼或者消除特性。优选地，上述比值位于0.44和0.63之间的区间内。

通过对包络所述弹性元件或者尽可能紧地包围所述弹性元件的几何体的体积的设想，该几何体的空间基本上完全被所述弹性元件填满的结构形式尤其可被考虑。这种解决思路尤其适用于直的或者弓形的螺旋弹簧内布置有另一个直的或者弓形的螺旋弹簧的实施方式。

如果能由此出发：所述弹性元件由螺旋弹簧形成，在所述螺旋弹簧的径向内侧不构造另外的弹性元件，则可取代上述的实心柱体设想空心柱体并且取代上面说明的实心圆环区段设想空心圆环区段。在这种情况下优选地，所述摆质量的体积和与所述空心柱体和空心圆环区段的体积和的比值在0.5和4之间的区间内。在一尤其优选的实施方式中，上述比值在0.97和1.94之间的区间内。

另一用于表征上述形式的高品质的减振器特征的方案为，开始提到的质量比值与最后提到的摆质量的体积与空心柱体和空心圆环区段的体积的比值被放到另一比值中。在此，该比值在0.35和2之间的区间内。在一尤其优选的实施方式中，该比值在0.72和1.05之间的区间内。

通过根据本发明的用于预确定比值的区间可实现计算地评估现有的减振器的振动阻尼的品质。替代地，也可实现：在设计减振器时这样设置，使得所述比值中的至少一个位于相应配属的区间内，以提供高品质的减振器。在这两种情况下都能应用一个或者多个所规定的标准，以鉴定根据本发明的高品质的减振器。

附图说明

现在参照附图详细阐述本发明，附图示出：

图1减振器的示意性视图；

图2在图1的减振器上使用的弧形弹簧；

图3在图1的减振器上使用的柱形弹簧；和

图4在图1的减振器上使用的离心力摆。

具体实施方式

图1示出减振器100的两个实施方式的示意性视图。该减振器例如设置用于在机动车的传动系中使用。该减振器100尤其设置用于在湿式或干式离合器如起动离合器上、在液压变换器上、弗廷格离合器、双离合器或者自动变速器上使用。

上述示图中的减振器100包括示例性地与输入法兰110连接的输入侧105、示例性地与输出法兰120连接的输出侧115、离心力摆125以及第一弹性元件130和第二弹性元件135。该离心力摆125包括摆法兰140，在该摆法兰上以可移动的方式布置有摆质量145。在此，该摆法兰140可转动地被支承，优选围绕如下相同的旋转轴线：带所述输入法兰110的所述输入侧105以及带所述输出法兰120的输出侧115围绕该旋转轴线可转动地被支承。所述第一弹性元件130将所述输入法兰110与所述摆法兰140耦合，并且，第二弹性元件135将所述摆法兰140与所述输出法兰120耦合。

在示出的实施方式中，所述第一弹性元件130包括弓形弹簧，并且，所述第二弹性元件135包括柱形弹簧。在另一实施方式中，所述第一弹性元件130也可包括柱形弹簧，或者，第二弹性元件135也可包括弓形弹簧。这两个弹性元件130，135布置在围绕所述摆法兰的旋转轴线的一圆周上。优选应用压力弹簧用于所述弹性元件130，135，所述压力弹簧这样布置在法兰110和140或者120和140上，使得配合在各自的弹性元件130,135上的法兰110,120,140的正扭转和负扭转都导致所述弹性元件130,135的压缩。通常，所述法兰110,120,140为此承载一致的在其中布置有所述弹性元件130,135的部分。

所述弹性元件130和135可在轴向上彼此重叠，其中，所述弹性元件130，135中的一个与所述弹性元件130，135中的另一个相比布置在径向更内部。尤其优选一种实施方式，在该实施方式中在径向外部使用弓形弹簧并且在径向内部使用柱形弹簧。

在图1的下部区域中示出一种变体，在该变体中所述摆法兰140出现在上面示出的输出法兰的位置上。在上述实施方式中应用的摆法兰140在此被中间法兰150取代。除此以外，上面关于另一实施方式作出的说明有效。在类似的实施方式中，所述摆法兰140也可取代输入法兰110地布置，其中所述第一弹性元件130将所述摆法兰140与所述中间法兰150耦合，并且，所述第二弹性元件135将所述中间法兰150与所述输出法兰120耦合。

图2示出实施为弓形弹簧的第一弹性元件130。在上部区间中只示出该弹性元件130，在中间区间中示出该弹性元件130与包络几何图，在下部区间中只示出几何图。

所述第一弹性元件130通过螺旋状围绕圆周线205缠绕的钢线材形成。在此，所述第一弹性元件130在实心圆环区段VTA内延伸。实心圆环的体积VT以下面的方式给出：

VT = 2 π^{2} {Rr}_{a}^{2}

(等式1)

其中：

VT 实心圆环的体积

R 中线的半径

r_a 实心圆环的横截面的半径。

所述实心圆环区段的体积作为实心圆环的体积的一部分得出。

(等式2)

其中：

VTA实心圆环区段的体积

VT实心圆环的体积。

尤其当所述第一弹性元件130包括多个同心的螺旋弹簧时，所述第一弹性元件130的体积就能近似于上述的实心圆环区段的体积。如果所述第一弹性元件130的线材环绕一值得考虑的体积，该值得考虑的体积不被该第一弹性元件130的另一区段填满，则所述体积也可近似于空心圆环区段的体积。空心圆环的体积如下得出：

VHT = 2 π^{2} {R (r}_{a}^{2} - r_{i}^{2})

(等式3)

其中：

VHT 空心圆环的体积

R 中线的半径

r_a 实心圆环的横截面的外半径

r_i 实心圆环的横截面的内半径

空心圆环区段的体积也形成为整个空心圆环的体积的一部分。

(等式4)

其中：

VHTA 空心圆环区段的体积

VHT 空心圆环的体积

环段的开口角度。

图3示出图1的第二弹性元件135为直柱形弹簧。类似于上述关于第一弹性元件130的说明，第二弹性元件135的体积近似于包络几何体。在所述第二弹性元件135中，该几何体为直圆柱体。当第二弹性元件135包括两个彼此同轴的螺旋弹簧时，则这个近似法就特别适用，使得在所述第二弹性元件135的径向内侧上不留有值得考虑的空间。实心柱体的体积如下得出：

VZ = π \cdot l \cdot r_{a}^{2}

(等式5)

其中：

VZ 实心柱体的体积

l 实心柱体的长

r_a 实心柱体的半径

如果考虑同轴的、不被元件或者被所述第二弹性元件135的区段填满的柱体的空心空间的话，则所述第二弹性元件135的体积也可近似于空心柱体。空心柱体的体积如下得出：

VHZ = π \cdot l \cdot (r_{a}^{2} - r_{i}^{2})

(等式6)

其中：

VHZ 空心柱体的体积

r_a 空心柱体的外半径

r_i 空心柱体的内半径

图4示出图1中的离心力摆125的一实施方式。由于示图的原因只示出在所述摆法兰140上的一个摆质量145。通常每个摆质量，不同于示出那样，包括在所述摆法兰140的相对轴向侧上安置并且刚性地互相连接的两个摆质量。此外，通常在围绕所述摆法兰140的旋转轴线的一圆周上分布两个、三个、四个或者更多个摆质量145。所述摆质量145的体积可基于它的总质量和它的特有的重量得出。总质量可由离心力摆125的制造商给出。替代地，用几何近似法或者液压的排出测量提出从摆法兰140分离的摆质量145。在液压的排出测量中，所述摆质量145的体积被确定作为当所述摆质量完全浸入到液压液体中时排出的体积。

基于上述的所述摆质量145的和所述弹簧元件130,135的质量和体积，现在确定的计算关系可被形成，该计算关系有利于评价图1中的减振器100。在有着不同大小和不同重量的弹性元件130,135和有着不同大小和不同重量的摆质量145的广泛的系列实验中示出，当在下列表格的各栏中规定的比值中的至少一个位于相应在下面的行中作为最大值和最小值给定的区间内时，则所述减振器100振动阻尼或者振动消除的特性是尤其好的。

	Q1＝MPM/MEL	Q2＝VPM/VZT	Q3＝VPM/VHZT	Q4＝Q1/Q3
					最大值	4	1.3	4	2
最小值	0.5	0.3	0.5	0.35

下面的第二表格还规定更加严格的用于比值Q1至Q4的最大值或者最小值。在这些区间内以所述减振器100的品质的进一步改善进行计算。

Q1＝MPM/MEL

Q2＝VPM/VZT

Q3＝VPM/VHZT

Q4＝Q1/Q3

最大值	1.60	0.63	1.94	1.05
					最小值	0.95	0.44	0.97	0.72

当比值Q1至Q4其中之一位于通过表格之一给它配属的区间中时或者当比值Q1至Q4中的多个比值位于给它们配属的区间中时，减振器100的品质可被肯定。根据该陈述，可对现有的或者设计的减振器100实施简单且快速的品质确定。

附图标记列表100减振器

105输入侧

110输入法兰

115输出侧

120输出法兰

125离心力摆

130第一弹性元件

135第二弹性元件

140摆法兰

145摆质量

150中间法兰

205圆周线

Claims

1.减振器(100)，包括：

-输入侧(105)；

-输出侧(115)；

-一个或者多个弹性元件(130,135)，用于在所述输入侧(105)和所述输出侧(115)之间的力传递；

-离心力摆(125)，其具有摆法兰(140)和一个或多个摆质量(145)，所述摆质量以能在该摆法兰(140)的旋转平面中移动的方式安置在该摆法兰(140)上，

其特征在于，下列成立：

-Q1＝MPM/MEL＝[0.5…4],

-其中，MEL＝所述弹性元件(130，135)的质量和

-并且MPM＝所述摆质量(145)的质量和。

2.根据权利要求1所述的减振器(100)，其中：Q1＝[0.95…1.60]成立。

3.减振器(100)，包括：

-输入侧(105)；

-输出侧(115)；

-其中，所述弹性元件(130,135)分别在实心柱体内或者在实心圆环区段内延伸；

-离心力摆(125)，其具有法兰盘(140)和一个或多个摆质量(145)，所述摆质量以能在该摆法兰(140)的旋转平面中移动的方式安置在该摆法兰(140)上，

其特征在于，下列成立：

-Q2＝VPM/VZT＝[0.3…1.3],

-其中，VPM＝所述摆质量(145)的体积和

-并且VZT＝所述实心柱体和实心圆环区段的体积和。

4.根据权利要求3所述的减振器(100)，其中：Q2＝[0.44…0.63]成立。

5.减振器(100)，包括：

-输入侧(105)；

-输出侧(115)；

-其中，所述弹性元件(130,135)分别沿空心柱体或者空心圆环区段延伸；

其特征在于，下列成立：

-Q3＝VPM/VHZT＝[0.5…4],

-其中，VPM＝所述摆质量(145)的体积和，

-并且VHZT＝空心柱体和空心圆环区段的体积和。

6.根据权利要求5所述的减振器(100)，其中：Q3＝[0.97…1.94]成立。

7.减振器(100)，包括：

-输入侧(105)；

-输出侧(115)；

-一个或者多个弹性元件(130,135)，其用于在所述输入侧(105)和所述输出侧(115)之间的力传递；

其特征在于，下列成立：

-Q4＝Q1/Q3＝[0.35…2]，

-其中Q1＝MEL/MPM,

-MEL＝所述弹性元件(135，135)的质量和，

-MPM＝所述摆质量(145)的质量和，

-Q3＝VPM/VHZT，

-VPM＝所述摆质量(145)的体积和

-并且VHZT＝空心柱体和空心圆环区段的体积和。

8.根据权利要求7所述的减振器(100)，其中：Q4＝[0.72…1.05]成立。