CN104937305A - 螺旋压力弹簧和扭转振动减振器 - Google Patents

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Abstract

螺旋压力弹簧(104)，尤其是用于扭转振动减振器的螺旋压力弹簧，其具有多个相互隔开间距的弹簧圈，所述弹簧圈在相应的负载下能够被压缩成实块，其中，所述螺旋压力弹簧在实块负载的情况下在持久强度的范围内承受负荷；和扭转振动减振器，尤其是双质量飞轮，其具有：具有共同的转动轴线的输入件(100)和输出件(102)，围绕该转动轴线所述输入件和所述输出件能够共同转动和能够相对彼此受限地扭转；和在所述输入件和所述输出件之间起作用的弹簧减振器装置，该弹簧减振器装置具有布置在扭转振动减振器的周向方向上的这种螺旋压力弹簧。

Description

螺旋压力弹簧和扭转振动减振器
技术领域
本发明涉及一种螺旋压力弹簧，尤其是用于扭转振动减振器的螺旋压力弹簧，其具有多个相互隔开间距的弹簧圈，所述弹簧圈在相应的负载下能够被压缩成实块，并且，本发明涉及一种具有这种螺旋压力弹簧的扭转振动减振器、尤其双质量飞轮。
背景技术
由DE 199 12 970 A1已知一种由钢弹簧线材制造的螺旋压力弹簧，其具有多个沿其长度延伸的圈，其中，该螺旋弹簧能够被压缩成实块，其中，该螺旋弹簧在它的两个端部圈之间具有至少两个圈种类，所述至少两个圈种类具有不同的外直径，即，较大的第一外直径和较小的第二外直径，其中，这些圈种类-在弹簧的纵长方向上看-既根据确定的样式相互跟随地布置也这样缠绕，使得该弹簧具有正好相反地对置的圈区域，这些圈区域相对于该螺旋弹簧的纵长方向在径向方向上看在一侧上处于至少大致相同的高度，而所述两个圈种类的正好相反地对置的圈区域至少大致以其外直径差错位，以实现具有较大的减振能力和长的使用寿命的扭转振动减振器。关于当前发明的特征的更详细的信息明确参阅公开文献DE 199 12 970 A1。该公开文献的理论被视为当前文件的组成部分。该公开文献的特征是当前文件的特征。
由文献DE 10 2008 005 140 A1已知带有驱动侧和从动侧传递元件的扭转振动减振器，这些传递元件能够抵抗设置在这些传递元件之间的、具有有在周向方向上起作用的能量存储器的减振装置而相对彼此扭转，其中，传递元件具有用于能量存储器的加载区域并且该能量存储器的径向内部或径向外部设置有至少一个吸收能量的、能够在设置在传递元件上的支撑区之间夹紧的限制元件，该限制元件能够相对两个传递元件受限地扭转并且用于限制能够通过所述减振装置实现的、所述传递元件之间的相对扭转，以保护在这两个传递元件之间起作用的减振装置、尤其能量存储器以免过载。
由DE 10 2008 009 656 A1已知一种带有驱动侧和从动侧传递元件的扭转振动减振器，这些传递元件能够抵抗至少一个设置在它们之间的、具有至少一个在周向方向上起作用的长的螺旋弹簧的减振装置而相对于彼此扭转，其中，这些传递元件具有用于该螺旋弹簧的加载区域并且在该螺旋弹簧的径向内部设置有至少一个对所述传递元件之间的扭转产生限制的止挡元件，其中，该止挡元件在螺旋弹簧的最大允许的压缩距离之前的二至十度的角度是起作用的，以保护尤其在所述两个传递元件之间起作用的减振装置、尤其通过螺旋弹簧构成的能量存储器，以免过载。
发明内容
本发明基于这样的任务，在结构上和/或功能上改进开头所提及的螺旋压力弹簧。尤其应减小在冲击式峰值转矩情况下的负载。尤其应阻止在冲击式峰值转矩情况下的功能损坏。尤其应使运行安全提高。尤其应使最大运行功率提高。尤其应提高行驶舒适度。尤其应取消分离系统中的峰值转矩限制器的需求。尤其应取消总地高的弹簧刚度的需求。尤其应取消转矩限制器的需求。尤其应取消离合器转矩减小的需求。尤其应减小止挡转矩。尤其应减少费用。尤其应保证高的隔离作用。尤其应能够使用内置的离心力摆。此外，应提供在结构上和/或功能上被改进的扭转振动减振器。
该任务的解决通过一种螺旋压力弹簧、尤其用于扭转振动减振器的螺旋压力弹簧解决，所述螺旋压力弹簧具有多个彼此隔开间距的弹簧圈，所述弹簧圈在相应的负载时能够被压缩成实块，其中，该螺旋压力弹簧在实块负载的情况下在持久强度的范围内承受负荷。
所述螺旋压力弹簧可具有纵轴线。所述螺旋压力弹簧可具有圆形截面。所述螺旋压力弹簧可由弹簧线材缠绕成。该弹簧线材可具有圆形截面。所述螺旋压力弹簧可冷成形。所述螺旋压力弹簧可热成形。所述螺旋压力弹簧可由弹簧钢制造。所述螺旋压力弹簧可具有柱形的形状。所述螺旋压力弹簧可具有弧形的形状。所述螺旋压力弹簧可具有弧形的纵轴线。所述螺旋压力弹簧可具有两个端部。这些端部可用于将力引导到所述螺旋压力弹簧和/或将力从所述螺旋压力弹簧转移。所述螺旋压力弹簧可用于布置在通道形式的或环面式的接收室中。
所述螺旋压力弹簧可以是能够在它的纵轴线的延伸方向上被压缩的。在具有弧形的纵轴线的螺旋压力弹簧情况下，实块负载可为径向内部的实块负载。螺旋压力弹簧不必为了实块负载而环绕地压缩成实块。术语“持久强度”可涉及抗振强度。该抗振强度可以是能够在方法性试验中求取的。该抗振强度可以是能够在振动疲劳强度试验中或者在维勒实施中求取的。术语“持久强度”可以用于限定疲劳强度的范围。疲劳强度的范围可具有最大大约1,200N/mm2的额定应力幅度Sa。持久强度的范围可以是在从大约1×106到大约5×106个振动循环以下的范围。持久强度的范围可以是在大约104到大约2×106个振动循环之间的范围。持久强度的范围可以是在从大约104到大约105个振动循环以下的范围。持久强度的范围可以是短暂持久强度的范围。该螺旋压力弹簧可在额定应力幅度Sa＞1,000N/mm2的范围内、尤其在额定应力幅度Sa＞1,200N/mm2的范围内、尤其在额定应力幅度Sa＞1,400N/mm2的范围内、尤其在额定应力幅度Sa＞1,600N/mm2的范围内的实块负载情况下承受负荷。
所述螺旋压力弹簧可以具有一弹簧特性曲线，该弹簧特性曲线在不压成实块的负载的范围内至少大致不变。所述螺旋压力弹簧可具有延长的特性曲线。所述螺旋压力弹簧可具有具有提高的斜率的特性曲线区段。该延长的特性曲线可以是能够至少区段式地用于改进隔离行为和起始行为的。
所述螺旋压力弹簧可在弹簧圈之间至少区段式地具有增大的圈间距。所述螺旋压力弹簧可在弹簧端部之间具有增大的圈间距。在螺旋弹簧端侧上，圈间距可以不增大。例如，起初的第一至第五个圈实施成不具有增大的间距。
所述螺旋压力弹簧可具有至少大致地不变的圈直径。所述螺旋压力弹簧可称为高容量弹簧。所述螺旋压力弹簧可具有变化的圈直径。所述圈直径可区段式地这样变化，使得在所述螺旋压力弹簧压缩时这些圈至少部分地推到彼此中，其中，由于摩擦而产生提高的减振。该螺旋压力弹簧可称为高容量减振弹簧。
此外，本发明基于的任务的解决方式提高扭转振动减振器、尤其双质量飞轮来进行，其具有：具有共同的转动轴线的输入件和输出件，围绕该转动轴线所述输入件和所述输出件能够共同转动并能够相对彼此受限地扭转；和在所述输入件和所述输出件之间起作用的弹簧减振器装置，该弹簧减振器装置具有布置在扭转振动减振器的周向方向上的这种螺旋压力弹簧。
所述扭转振动减振器可以具有提高的止挡转矩。止挡转矩可以是这样的转矩，在该转矩情况下所述螺旋压力弹簧被压缩成实块。该止挡转矩可大于内燃机转矩。该止挡转矩可为内燃机转矩的大约1.5至大约2.1倍。
所述扭转振动减振器可以用于布置在机动车的驱动系中。该驱动系可具有内燃机。该驱动系可具有摩擦离合器装置。该驱动系可具有变速器。该驱动系可具有至少一个可驱动的轮。所述扭转振动减振器可以是能够在该驱动系中布置在所述内燃机和摩擦离合器装置之间的。该扭转振动减振器可以用于降低扭转振动，所述扭转振动由周期过程、尤其内燃机中的周期过程造成。该扭转振动减振器可具有离心力摆装置。该离心力摆装置可具有至少一个在离心力作用下可移动的摆质量。该离心力摆装置可布置在所述输入件上。该离心力摆装置可布置在所述输出件上。该离心力摆装置可内置。该离心力摆装置可在壳体侧被保护。
所述输入件能用于与所述内燃机驱动连接。所述输入件可具有法兰区段。所述输入件可具有盖区段。该法兰区段和该盖区段可限界用于所述螺旋压力弹簧的接收室。所述输入件可具有用于所述螺旋压力弹簧的贴靠区段。该输入件的贴靠区段可以伸到所述接收室中。所述输出件可具有法兰件。所述输出件可具有用于所述螺旋压力弹簧的贴靠区段。该输出件的贴靠区段能伸到所述接收室中。
所述螺旋压力弹簧可以布置成以其纵轴线沿所述扭转振动减振器的周向方向。所述螺旋压力弹簧可在所述扭转振动减振器的周向方向上分布地布置。所述螺旋压力弹簧可分别在一侧支撑在所述输入件上并且在另一侧支撑在所述输出件上。所述扭转振动减振器可具有至少一个第一螺旋压力弹簧和至少一个第二螺旋压力弹簧。所述至少一个第一螺旋压力弹簧可以配属于拉方向上的力流。所述至少一个第二螺旋压力弹簧可以配属于推方向上的力流。所述扭转振动减振器可具有多个第一螺旋压力弹簧。所述多个第一螺旋弹簧可串联地布置。所述多个第一螺旋弹簧可并联地布置。所述多个第一螺旋弹簧可布置成插套在彼此中。所述扭转振动减振器可具有多个第二螺旋压力弹簧。所述多个第二螺旋弹簧可串联地布置。所述多个第二螺旋弹簧可并联地布置。所述多个第二螺旋弹簧可布置成插套在彼此中。所述弹簧减振器装置可具有摩擦装置。
总结地并且换句话说，由此通过本发明还得出高容量弹簧。弹簧设计可如此地改变，使得实块负荷在远高于疲劳强度附近的范围上(＞1200至1600N/mm2)进行。在此，负荷可以在例如发动机转矩情况下不改变。这种设计能够导致非常高的止挡转矩，该止挡转矩可以处于大约1.3倍的发动机转矩的常规止挡安全以上20％至60％。在此能够通过普通的止挡转矩吸收的能量可以为50J以上。由此能在很大程度上“软地”弹弱(abfedern)冲击。为了保护特别频繁地承受负荷的大约头三圈，这头三圈可被传统地实施。提高的止挡转矩也可以导致关于芯片调整(Chiptuning)的牢固得多的构造。在芯片调整的情况下提高的发动机转矩现在不再导致特性曲线交叉，所述特性曲线交叉又会导致双质量飞轮的损坏。与减振弹簧比较，首先，弹簧系数进而隔离作用能够更好，第二，高容量弹簧能被更好地保护以免过度的冲击，因为圈的实块阻止应力的进一步过高。建设性的实施方案的特征可以在于，具有大于1.6倍发动机转矩的止挡转矩的持久强度范围内的实块负荷。
此外，总结地并且换句话说，由此通过本发明还得出高容量减振弹簧。该高容量减振弹簧的特征在于改变的圈直径。跟所述高容量弹簧一样，该高容量减振弹簧可以在周向方向上被拉开，直到在确定应力的圈上施加与所述高容量弹簧上类似的应力。那么，该应力能够相对于现今的设计准则明显地被提高。由此，该高容量减振弹簧的特性曲线能够大大延长并且冲击能够如在所述高容量标准弹簧中那样在接触减振弹簧前已经在很大程度上减弱。所述特性曲线延长的部分根据应用也能够用于改进所述减振弹簧的隔离行为和起始行为。在接触后，该高容量减振弹簧相对高容量标准弹簧可以具有这种优点：通过在圈之间所产生摩擦能够比高容量标准弹簧中削减更多的能量。由于圈的改变，即使在高容量减振弹簧中也会仍然产生减振弹簧的原则上的缺点：相对于标准弹簧(根据常规设计标准的应力)或者相对于高容量标准弹簧(提高的允许应力)，在弹簧容量上产生损失。但是现在冲击已经最大程度地在该高容量减振弹簧被止挡之前被减弱，由此，圈直径的改变进而容量损失能被最小化。该高容量减振弹簧可以实施为在弹簧应力和预给定参数具有可类比的设计特征的、高容量标准弹簧的对应物(Pendant)。
以“可”尤其表明本发明的可选特征。因此，存在本发明的各一个实施例，其分别具有对应的一个特征或者对应的多个特征。
通过本发明减小了冲击式峰值转矩情况下的负载。减小了由于冲击式峰值转矩的功能损坏。提高了运行安全性。提高了最大的运行功率。提高了行驶舒适度。省去对分离系统中峰值转矩限制器的需求。省去对总地高的弹簧刚度的需求。省去对转矩限制器的需求。省去对离合器转矩降低的需求。减小了止挡转矩。降低了费用。保证了高的隔离作用。能够使用内置的离心力摆。
附图说明
接下来参照附图详细地说明本发明的实施例。另外的特征和优点由该说明得知。该实施例的具体特征能代表本发明的普遍特征。该实施例的与其他特征相关的特征也能表示本发明的各个特征。
示意性并范例地示出：
图1  布置在双质量飞轮的输入件和输出件之间的、高容量的螺旋压力弹簧和
图2  具有双质量飞轮的特性曲线的曲线图，该双质量飞轮具有高容量的螺旋压力弹簧。
具体实施方式
图1示出布置在双质量飞轮的输入件100和输出件102之间的、高容量的螺旋压力弹簧104。图2示出具有双质量飞轮的特性曲线202的曲线图200，该双质量飞轮具有高容量的螺旋压力弹簧、如根据图1的螺旋压力弹簧104。
其他部位没有详细示出的该双质量飞轮用于布置在被内燃机器驱动的机动车的驱动系中、在内燃机和摩擦离合器之间，以使扭转振动减振。除了由谐振引起的扭转振动外，在运行中也出现突然的峰值转矩。在这样的峰值转矩的影响下会使在双质量飞轮中用作能量存储器的螺旋压力弹簧、如104压缩成实块。相应的加载方向在图1中用箭头a示出。这样的峰值转矩可以是最大的内燃机转矩的数倍。这样的峰值转矩也被称为冲击。冲击尤其是在摩擦离合器快速地闭合的情况下产生，如果离合器输入件和离合器输出件具有大的转速差的话。例如在竞技式行驶方式情况下，但是也在操作错误的情况下如从离合器踏板滑离时，这样的闭合过程出现。此外，通过事后改变电子控制装置例如发动机控制器、变速器控制器和/或离合器控制器的在工厂方面已确定的控制参数，带有功率升高的目的地促使这样的闭合过程的出现。这些改变也被称为芯片调整。
借助于高容量的螺旋压力弹簧104实现高的止挡转矩。螺旋压力弹簧104在它的长度上具有不变的圈直径D。该圈直径D尤其由可供使用的安装空间决定。螺旋压力弹簧104具有不变的线材厚度d。通过该线材厚度d来限定所述螺旋压力弹簧104的应力。该螺旋压力弹簧104在圈之间具有扩宽的间距，如s。圈间距s对于止挡转矩是决定性的。止挡转矩基于扩宽的圈间距s而提高，因此螺旋压力弹簧104具有提高的容量。
图2中示出的特性曲线202具有对应于所述双质量飞轮的拉负载的分支204和对应于所述双质量飞轮的推负载的分支206。特性曲线202既在拉伸方面也在推压方面相对于传统的特性曲线208延长并且终止于显著较高的转矩值。当前，该特性曲线202分别终止于大约675Nm。
附图标记列表
100   输入件
102   输出件
104   螺旋压力弹簧
200   图表
202   特性曲线
204   分支
206   分支
208   特性曲线

Claims (10)

1.螺旋压力弹簧(104)，尤其是用于扭转振动减振器的螺旋压力弹簧，其具有多个相互隔开间距的弹簧圈，所述弹簧圈在相应的负载下能够被压缩成实块，其特征在于，所述螺旋压力弹簧(104)在实块负载的情况下在持久强度的范围内承受负荷。
2.根据权利要求1所述的螺旋压力弹簧(104)，其特征在于，所述螺旋压力弹簧(104)在额定应力幅度Sa＞1,000N/mm2的范围内、尤其在额定应力幅度Sa＞1,200N/mm2的范围内、尤其在额定应力幅度Sa＞1,400N/mm2的范围内、尤其在额定应力幅度Sa＞1,600N/mm2的范围内的实块负载情况下承受负荷。
3.根据前述权利要求中至少一项所述的螺旋压力弹簧(104)，其特征在于，所述螺旋压力弹簧(104)具有一弹簧特性曲线，该弹簧特性曲线在不压成实块的负载的范围内至少大致不变。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的螺旋压力弹簧(104)，其特征在于，所述螺旋压力弹簧(104)具有延长的特性曲线。
5.根据权利要求4所述的螺旋压力弹簧(104)，其特征在于，所述延长的特性曲线至少区段式地能够用于改进隔离行为和起始行为。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的螺旋压力弹簧(104)，其特征在于，所述螺旋压力弹簧(104)在所述弹簧圈之间至少区段式地具有增大的圈间距(s)。
7.根据权利要6所述的螺旋压力弹簧(104)，其特征在于，所述圈间距在螺旋弹簧端侧上不增大。
8.根据权利要求1至7中至少一项所述的螺旋压力弹簧(104)，其特征在于，所述螺旋压力弹簧(104)具有至少大致不变的圈直径(D)。
9.根据权利要求1至7中至少一项所述的螺旋压力弹簧(104)，其特征在于，所述螺旋压力弹簧(104)具有变化的圈直径。
10.扭转振动减振器，尤其是双质量飞轮，其具有：具有共同的转动轴线的输入件(100)和输出件(102)，围绕该转动轴线所述输入件(100)和所述输出件(102)能够共同转动并能够相对彼此受限地扭转；和在所述输入件(100)和所述输出件(102)之间起作用的弹簧减振器装置，该弹簧减振器装置具有布置在扭转振动减振器的周向方向上的、根据前述权利要求中至少一项的螺旋压力弹簧(104)。
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