CN104937306A - 离心摆式减振设备以及机动车的动力传动系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心摆式减振设备(10)，所述离心摆式减振设备具有能围绕转轴(15)转动的摆块支承件(11)以及至少一个摆块(12)，该摆块支承为能沿工作轨道(18)在摆块支承件(11)上的两个端部止挡件(19、20)之间运动，所述两个端部止挡件参照转轴(15)沿周向彼此间隔开。在此，设置有弹性装置(23)，所述弹性装置构造为在摆块支承件(11)围绕转轴(15)的转速低于转速限值的情况下使摆块12被压入端部止挡件(19、20)之一中。本发明还涉及一种机动车的动力传动系(1)。

Description

离心摆式减振设备以及机动车的动力传动系

技术领域

本发明涉及一种离心摆式减振设备，所述离心摆式减振设备具有能围绕转轴转动的摆块支承件以及至少一个摆块，该摆块支承为能沿工作轨道在摆块支承件上的两个端部止挡件之间运动，所述两个端部止挡件参照转轴沿周向彼此间隔开。本发明还涉及一种机动车的动力传动系。

背景技术

这种离心摆式减振设备例如用在机动车的动力传动系中，以便至少部分地，优选完全消除由动力传动系的驱动装置，尤其是内燃机激发的转动振动。因此，离心摆式减振设备用作减振器。与其它减振器不同，所述离心摆式减振设备可以在宽的转速范围内与确定的阶次协调。基本原理是充分利用离心力，所述离心力在存在摆块支承件围绕转轴的确定的转速下作用于摆块，作为复位力作用于振动机构，即尤其是作用于摆块。例如，离心力导致沿着工作轨道的摆块关于摆块支承件的以为，或者导致沿周向起作用的力。通过这种方式影响在离心摆式减振设备的振动角度上摆块的运动。

在摆块支承件的转速低时，作用于摆块的稳定的离心力小到使得摆块会在端部止挡件之间来回击打。这通常会导致不期望的噪声形成。此外，在相应地布置离心摆式减振设备时，摆块被重力影响。例如，该重力影响导致了，在摆块支承件的每一转时，摆块从端部止挡件的一个落到对置的摆块支承件。由于在此在端部止挡件上分别出现的碰撞产生了噪声，所述噪声会起干扰作用，且因此原则上是不期望的。为了处理该问题，离心摆式减振设备通常具有弹性材料制的缓冲元件，所述缓冲元件布置在摆块支承件上用于抑制摆块的碰撞。

发明内容

本发明的目的是，建议一种离心摆式减振设备，在其工作期间，离心摆式减振设备即使在转速低下也比现有的措施(例如上述的缓冲元件)更进一步地或者说更有效地降低噪声形成。

根据本发明，上述目的通过具有权利要求1所述特征的离心摆式减振设备实现。同时设置了弹性装置，所述弹性装置设计用于，摆块在摆块支承件围绕转轴的转速低于转速限值的情况下进入端部止挡件之一中。即摆块被阻止运动，直至摆块支承件已经达到围绕转轴的转速，所述转速优选足以通过离心力作用稳定摆块。当转速达到或超过了转速限值时，存在这种自稳定。在此，对应于离心摆式减振设备或摆块的设计方案选择转速限值。当存在小于转速限值的转速时，通常不需要离心摆式减振设备的消除作用。在此沿着工作轨道阻止摆块的运动并非不利的。

摆块进入摆块支承件之一中保证了摆块支承件可靠地固定摆块，所述摆块不允许摆块的移位，也不允许意外的移位。这是因为，摆块抵靠在其上的端部止挡件是刚性的且进而不允许的进一步沿端部止挡件方向的移位或者越过端部止挡件。同时，弹性装置产生了弹簧力，所述弹簧力使得摆块被压向端部止挡件。摆块优选如此确定尺寸，即不会出现摆块从端部止挡件移位。可选地或附加地，可以设置另外的部件，以便实现在端部止挡件中的这种固定。当然也可以额外地设置前述减振元件，以便进一步减小在离心摆式减振设备工作期间离心摆式减振设备的噪声形成。

弹性装置优选设计用于，当摆块支承件围绕转轴的转速达到或超过转速限值时，释放摆块，尤其是完全释放。在此，摆块不再被压向端部止挡件或者压到端部止挡件中，从而摆块便可以沿着工作轨道运动。在完全释放的情况下，从达到转速限值开始弹性装置不再对摆块施加影响。即其可以完全不受阻碍地沿着工作轨道运动。这样做的优点是，明显简化了摆块的设计和调谐，因为不必考虑由弹簧元件产生的影响。

在本发明的另一个设计方案中，工作轨道如此设计，使得摆块在抵靠在端部止挡件之一上时关于转轴处于第一径向位置中，而当处于较大(即半径较大)的第二径向位置中时与端部止挡件间隔开。如已经说明地，如果摆块不在弹性装置的作用下进入端部止挡件之一中，则摆块可以沿着工作轨道运动，所述工作轨道在端部止挡件之间延伸，即在端部止挡件之一的任一端部处界定。通过上述方法设计工作轨道。第一径向位置比第二径向位置更接近摆块支承件的转轴，所述第二径向位置在此布置得更远或者说更靠外。如果摆块沿着工作轨道运动，则摆块始终与端部止挡件间隔开而具有第二径向位置，所述第二径向位置比第一径向位置更大。即所述第二径向位置不具有恒定值，而是在摆块相对于摆块支承件的周向位置上变化。

在本发明的一有利设计方案中，弹性装置使摆块在转速低于转速限值的情况下沿径向向内，尤其是向第一径向位置中被推压。在这种情况下，弹性装置产生弹簧力，所述弹簧力沿径向方向向内指向。因此结合前述工作轨道的设计方案(根据该设计方案，位于端部止挡件中的第一径向位置越过工作轨道为最小的径向位置)，得到朝向端部止挡件之一的方向作用于摆块上的力。因此，当然尤其有利的是，弹性装置在对应于小转速的摆块支承件中，摆块被一直推压到第一径向位置中，在该第一径向位置中摆块自动地抵靠在端部止挡件之一上。为此，工作轨道优选设计为具有连续的走向且具有足够大的斜度，从而在通过弹性装置把弹簧力施加到摆块上时自动地使摆块朝向端部止挡件之一移位。

在本发明的一优选设计方案中，弹性装置具有带接触区域的弹簧元件，其中弹簧元件设计为在低于转速限值的转速下使得接触区域被压向径向保持位置，以对摆块加载指向第一径向位置的弹簧力，以及在大于或等于转速限值的转速下，摆块由于离心力作用而位于径向释放位置中。弹性装置至少由至少一个弹簧元件组成。该弹簧元件具有接触区域，该接触区域为了把力施加在摆块上而可以通过接触区域的相应的移位与存在于摆块上的配对接触区域接触。弹簧元件、尤其是其弹性系数与转速限值相协调。如果摆块支承件的转速低于该转速限值，则会使接触区域处于径向保持位置或者至少朝向该径向保持位置移动。一旦弹簧元件的接触区域与摆块的配对接触区域相接触，则由弹簧元件的弹簧力与接触区域一起将摆块压向第一径向位置。如果接触区域位于径向保持位置，则摆块已达到第一径向位置且从而抵靠在端部止挡件上。

而如果摆块支承件具有大于或等于转速限值的转速，则弹簧元件应该允许或者说引起接触区域的移位，在移位之后，接触区域布置在径向释放位置中。该径向释放位置优选如此选择，即接触区域并未在摆块的或摆块支承件的任何位置接触摆块或其配对接触区域。相应地，当接触区域布置在径向释放位置中时摆块的运动不再被弹性装置影响。这是尤其重要的，因为任何对摆块的影响阻止了其运动，所述运动极强烈地依赖于摩擦力。通过离心摆式减振设备的前述设计方案避免了把额外的元件仅暂时地布置在摆块上，从而在摆块支承件的转速足够高的情况下，始终可以不影响摆块的移位并进而实现高质量的振动消除。

在本发明的另一个设计方案中，接触区域具有锁止元件且摆块具有至少一个配对锁止元件，在接触区域存在于径向保持位置中时，所述锁止元件和配对锁止元件至少在周向上彼此形状配合地协同作用以使摆块相对于摆块支承件固定。前述接触区域以及配对接触区域首先通常仅设计用于把指向第一径向位置的力施加在摆块上。关于摆块支承件的转轴沿周向不发生力传输。然而这种力传递通过在接触区域上的锁止元件以及在摆块上或配对接触区域上的配对锁止元件实现。

例如，锁止元件以突出部的形式存在，而配对锁止元件以与锁止突出部形状匹配的锁止接纳部的形式存在。在此规定了，最晚在接触区域达到径向保持位置时以及摆块达到第一径向位置时，锁止元件和配对锁止元件锁止地协同作用。为此，两个元件形状配合地彼此接合。因此，锁止元件和配对锁止元件如此设计，即不仅仅指向第一径向位置的弹簧力作用于摆块上，而且额外地也导致沿周向固定摆块。这表示，从摆块达到端部止挡件起，在接触区域位于径向保持位置期间，实现了把摆块可靠地保持在端部止挡件上或中。

在此可以规定：摆块具有多个配对锁止元件，其中给每个端部止挡件分配这些配对锁止元件之一。该实施方案是尤其有利的，因为在每个端部止挡件中，保证了可靠地保持摆块，而弹性装置不必产生大到足以补偿或反作用于所有作用于摆块上的力的弹簧力。相反，弹性装置把摆块挤压至端部止挡件之一中即可，从而随后保证了把摆块形状配合地保持在该端部止挡件中。锁止元件形状配合地与配属于相应端部止挡件的配对锁止元件协同作用。

本发明的一改进方案对至少一个实施方案来说规定了，锁止元件和配对锁止元件如此布置，即当接触区域布置在径向保持位置中且摆块抵靠在配属于配对锁止元件的端部止挡件时，锁止元件和配对锁止元件形状配合地彼此协同作用以保持摆块。当如前所述地给每个端部止挡件都配设多个配对锁止元件之一时，这是尤其有利的。

此外，在本发明的一优选实施方案中可以规定，弹簧元件具有导致离心力作用的平衡块，其中接触区域和/或锁止元件形成在平衡块上。该平衡块可以是弹簧元件本身或作为额外的，即独立的具有重量的元件存在。后者优选构造为与弹簧元件的材料不同，然而也可以由相同的材料制成。弹簧元件和平衡块如此彼此协调，即在摆块支承件的转速达到转速限值时，释放，尤其是完全释放摆块。优选在此接触区域和/或锁止元件存在于该平衡块上。平衡块本身尤其可以是锁止元件，所述锁止元件在相应的布置中至少部分地与配对锁止元件协同作用，例如接合在该配对锁止元件中。例如，平衡块的形式可以设计为球，而配对锁止元件作为半球形的、与球体的尺寸匹配的缺口存在。

最后可以规定，弹簧元件沿周向看在接触区域的两侧支承在摆块支承件上，尤其是可转动地支承。通过这种方式实现了特别高的稳定性并还实现了摆块的均匀的力加载。支承可以是弹簧元件在摆块支承件上的刚性固定。然而可选地，如此规定所述支承，即弹簧元件至少在很小的边长上关于摆块支承件可移位，尤其是可转动，例如在固定支承的意义上。通过这种方式提供了足够的间隙，以便借助于弹簧元件既把摆块固定在端部止挡件的区域中也实现了优选完全释放摆块。

本发明还涉及一种机动车的动力传动系，所述机动车具有驱动装置和至少一个借助于驱动装置可驱动的车轮。在此，设置根据前述权利要求中的一项或多项所述的离心摆式减振设备。离心摆式减振设备尤其优选始终与车轮作用连接。已经涉及了这种设计方案的优点。根据前述实施方案改进动力传动系以及离心摆式减振设备，从而在此参阅所述实施方案。

在具有现有的离心摆式减振设备的动力传动系中，离心摆式减振设备始终与驱动装置，例如内燃机等作用连接，即存在于分离离合器或启动离合器的朝向驱动装置的侧面上。相应地，仅在驱动装置的启动过程和停止过程期间出现前述的噪声形成，所述噪声形成通常极短。因此，极快地实现了摆块的自稳定。例如，转速限值为150转/分，直至该转速限值出现噪声形成。

然而如果离心摆式减振设备布置在分离离合器或启动离合器的朝向车轮的侧面上，则从机动车的确定的极限速度开始才实现自稳定。因此，在机动车缓慢行驶时，会在长的时间段内出现噪声形成。当除了驱动装置外还配设了另一个始终与车轮作用连接的驱动装置时，也是这种情况。例如，在这种情况下，驱动装置和另一个驱动装置形成了机动车的混合动力驱动设备。即使当机动车仅利用另一个驱动装置驱动时，即分离离合器相对于驱动装置分离时，也会出现所述噪声形成。前述离心摆式减振设备的优点尤其在于，其可自由地布置在动力传动系中，同时不必注意在那里存在的转速，因为始终在转速限值之下通过固定摆块减小或阻止噪声形成并从转速限值开始实现可靠的振动消除。

附图说明

下面在不局限本发明的情况下，根据在附图中示出的实施例进一步阐述本发明。在此示出：

图1示意性地示出具有至少一个离心摆式减振设备的机动车的动力传动系；

图2示出动力传动系的驱动装置的区域的纵向剖视图，为所述动力传动系配备有离心摆式减振设备，以及

图3示出离心摆式减振设备的区域的横向剖视图。

具体实施方式

图1示意性示出了机动车的动力传动系1。该动力传动系具有驱动装置2，该驱动装置在此处介绍的实施例中是内燃机。驱动装置2通过分离离合器3与另一个驱动装置5的轴4作用连接或可作用连接，所述另一个驱动装置5例如是电机。在另一个驱动装置5的背离分离离合器3的一侧，轴4连接至变速装置6，尤其是变速器。因此，轴4在驱动装置5的朝向变速装置6的一侧上呈现为变速器输入轴。变速器输出轴7与机动车的行驶机构8的在此未示出的至少一个车轮作用连接。显而易见，把转矩施加在车轮上、进而驱动机动车既可以仅借助于所述另一个驱动装置5，也可以——通过使分离离合器3接合——而借助于驱动装置2和驱动装置5进行。

为了消除振动，可以为驱动装置5的在此未示出的转子9分配离心摆式减振设备10，所述离心摆式减振设备在此仅示意性示出。可选地或附加地，也可以为变速装置6分配离心摆式减振设备10。该离心摆式减振设备10具有在此未示出的摆块支承件11和至少一个可动地支承在摆块支承件上的摆块12。对于摆块支承件11配属于驱动装置5的情况来说，所述摆块支承件以不能相对转动方式与轴4连接。如果离心摆式减振设备10配属于变速装置6，则变速装置例如连接到轴4、或变速器输出轴7或变速装置6的另一个轴，即与其作用连接。

图2示出另一个驱动装置5的区域的纵向剖视图，所述另一个驱动装置设计为电机且在此具有转子9和定子13。在这种情况下，离心摆式减振设备10的摆块支承件11例如至少局部地由转子9形成。其包括两个保持片14，所述保持片优选构造为(参照摆块支承件11的转轴15)沿周向是连续的或者说贯通的。保持片14沿径向向内从连接片16伸出，从而所述保持片在其背离连接片16的一侧上具有自由端部。保持片14沿轴向彼此间隔开。在保持片14之间布置有至少一个摆块12，所述摆块借助于轴17沿此处看不到的工作轨道18相对于摆块支承件11可移位地支承在两个沿周向彼此间隔开的端部止挡件19和20(看不见)之间。

轴17穿过摆块12的第一导向缺口21以及保持片14的第二导向缺口22。导向缺口21和22共同定义了工作轨道18。优选地，导向缺口21和22沿周向是弧形弯曲的，尤其是在端部止挡件19和20之间始终为弧形的。因此，在导向缺口21和22的走向上，导向缺口距转轴15的距离沿该方向变化。沿离心摆式减振设备5的横截面观察，导向缺口22的曲率优选与导向缺口21的曲率相反。离心摆式减振设备10还具有弹性装置23，该弹性装置在此仅示意性示出。弹性装置23设计用于，在摆块支承件11围绕转轴15的转速低于转速限值时，使摆块12被压入端部止挡件19和20之一中。

图3示出离心摆式减振设备10的区域的横向剖视图。可看出参照绘图平面，摆块支承件11位于后方，而所述至少一个摆块12参照绘图平面位于前方。在通过线24标示的区域中，仅示意性示出摆块12，从而能看到摆块支承件11的细节。尤其可看见两个第二导向缺口22，所述导向缺口位于摆块支承件11中。优选地，为每个摆块12分配有两个这种第二导向缺口22，所述第二导向缺口分别存在于两个保持片14中。这两个第二导向缺口22的每个都配设了第一导向缺口21，然而在此看不到所述第一导向缺口。

显而易见，第二导向缺口22能以其两个相应的端部朝着转轴15弯曲。在此，所述第二导向缺口设计为肾形。摆块12的第一导向缺口21优选也为肾形，其中如上所述，它们的曲率却是相反的，从而其端部背离转轴15指向。转动轴17分别既在第一导向缺口21中也在第二导向缺口22中可转动地支承。因此，摆块12相对于摆块支承件11的移位沿着由导向缺口21和22共同定义的工作轨道18进行。可直接理解的是，导向缺口21和22为每个工作轨道18共同定义了两个端部止挡件19和20，其中摆块12在此处选择的图示中存在于端部止挡件19中。端部止挡件19和20沿周向彼此间隔开。工作轨道18在此如此设计，即当摆块12抵靠在端部止挡件19和20之一上时，摆块位于第一径向位置中，所述第一径向位置小于第二径向位置，当摆块未抵靠在端部止挡件19或20上时，摆块12占据所述第二径向位置。

同样示出了弹性装置23，所述弹性装置在该示出的实施例中由弹簧元件25和平衡块26组成。弹簧元件25悬挂在两个栓件27上，所述栓件固定在摆块支承件11上。相应地，弹簧元件25至少可在小的周向(部段)上关于摆块支承件11转动，其中尤其在固定轴承的意义上构造栓件27上的支承部。该弹性装置23或弹簧元件25如此构造，即在摆块支承件11围绕转轴15的转速小于转速限值时，存在第一位置。相反，如果摆块支承件11的转速达到或超过了转速限值，则作用于平衡块26的离心力作用导致了反作用于由弹簧元件25导致的弹簧力的、平衡块26的移位。同样在此利用虚线示出存在的弹簧元件25的和平衡块26的位置。

在平衡块26上设置了接触区域29，当相对彼此相应地布置平衡块26和摆块12时，所述接触区域可以与摆块12的配对接触区域30接触。接触区域29具有锁止元件31，以及配对接触区域30或摆块12具有配对锁止元件32。锁止元件31优选设计为突出部，以及配对锁止元件32设计为锁止元件接纳部，即设计为设置与锁止元件31形状配合的凹口。摆块12具有多个配对锁止元件32，其中为每个端部止挡件19和20分配了该配对锁止元件32之一。锁止元件31和配对锁止元件32如此布置，即当摆块12存在于端部止挡件19中时，锁止元件31布置在配对锁止元件32的第一个中，以及当抵靠在端部止挡件20上时布置在配对锁止元件32的另一个中。相应地，通过锁止元件31形状配合地接合在相应的配对锁止元件32中实现了把摆块12可靠地保持在相应的端部止挡件19和20上或中。

在此如此设计弹簧元件25，即接触区域29或锁止元件31在摆块支承件11的转速低于转速限值时被压向径向保持位置，所述径向保持位置在选择的图示中通过连贯的线条示出。在该径向保持位置中，摆块12被加载指向第一径向位置的弹簧力，从而摆块被压向端部止挡件之一19或20。如果相应的端部止挡件19或20被触及，则锁止元件31接合到相应的配对锁止元件32中。因此，可靠地使摆块12被固定成不移位，并且被推压到端部止挡件19或20中。通过这种方式可靠地避免了摆块12相对于摆块支承件11的不期望的移位，所述移位会导致不期望的噪声。

而如果摆块支承件11的转速达到或超过转速限值，则平衡块26和进而接触区域29反作用于弹簧元件25的弹簧力沿箭头28的方向移位至径向释放位置中，利用虚线示出所述径向释放位置。在该径向释放位置中，接触区域29或锁止元件31如此布置，即摆块12可以沿着工作轨道18自由地运动。相应地在此实现了可靠的振动消除。

当然，可实现前述离心摆式减振设备10的多个变形方案。因此，例如其可以配属于减振器而非驱动装置5或变速装置6，尤其是转速可选的减振器，所述减振器为了消除振动具有至少一个弹簧元件。当然也可以在摆块支承件11上设置摆块12的支承的备选形式。例如仅设置了保持片14，在保持片上在两侧上分别存在摆块12。重要的主要仅在于，存在弹性装置23，所述弹性装置在摆块支承件11的转速低于转速限值时，摆块12被压到端部止挡件之一19或20中或上，从而摆块12被锁止且因此可靠地避免了不期望的噪声形成。

附图标记列表

1 动力传动系

2 驱动装置

3 分离离合器

4 轴

5 另一个驱动装置

6 变速装置

7 变速器输出轴

8 行驶机构

9 转子

10 离心摆式减振设备

11 摆块支承件

12 摆块

13 定子

14 保持片

15 转轴

16 连接片

17 轴

18 工作轨道

19 端部止挡件

20 端部止挡件

21 第一导向缺口

22 第二导向缺口

23 弹性装置

24 线

25 弹簧元件

26 平衡块

27 栓件

28 箭头

29 接触区域

30 配对接触区域

31 锁止元件

32 配对锁止元件

Claims (10)

1.一种离心摆式减振设备(10)，所述离心摆式减振设备具有能围绕转轴(15)转动的摆块支承件(11)以及至少一个摆块(12)，该摆块支承为能沿工作轨道(18)在摆块支承件(11)上的两个端部止挡件(19、20)之间运动，所述两个端部止挡件参照转轴(15)沿周向彼此间隔开，其特征在于，设置有弹性装置(23)，所述弹性装置构造为在摆块支承件(11)围绕转轴(15)的转速低于转速限值的情况下使摆块(12)被压入端部止挡件(19、20)之一中。

2.根据权利要求1所述的离心摆式减振设备，其特征在于，工作轨道(18)构造为：使所述摆块(12)在抵靠在端部止挡件(19、20)之一上的情况下参照转轴(15)处于第一径向位置中，而在更大的第二径向位置处与端部止挡件(19、20)间隔开。

3.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆式减振设备，其特征在于，在转速低于转速限值时，弹性装置(23)使摆块(12)沿径向向内被推压，尤其是被压到第一径向位置中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆式减振设备，其特征在于，所述弹性装置(23)具有带接触区域(29)的弹簧元件(25)，其中弹簧元件(25)构造成：在转速低于转速限值时使接触区域(29)被压向径向保持位置，以向摆块(12)加载一指向第一径向位置的弹簧力，而当转速大于或等于转速限值时，使接触区域由于离心力作用而处于径向释放位置中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆式减振设备，其特征在于，接触区域(29)具有锁止元件(31)，而摆块(12)具有至少一个配对锁止元件(32)，至少在接触区域(29)处于径向保持位置中时，所述锁止元件和配对锁止元件在周向上彼此形状配合地协同作用以使摆块(12)相对于摆块支承件(11)固定。

6.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆式减振设备，其特征在于，摆块(12)具有多个配对锁止元件(32)，其中为每个端部止挡件(19、20)都配设有这些配对锁止元件(32)中的一个。

7.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆式减振设备，其特征在于，锁止元件(31)和配对锁止元件(32)布置为：当接触区域(29)布置在径向保持位置中而摆块(12)抵靠在配属于配对锁止元件(32)的端部止挡件(19、20)上时，锁止元件和配对锁止元件形状配合地彼此协同作用以保持摆块(12)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆式减振设备，其特征在于，弹簧元件(25)具有引起离心力作用的平衡块(26)，其中，接触区域(29)和/或锁止元件(31)形成在平衡块(26)上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆式减振设备，其特征在于，弹簧元件(25)沿周向看在接触区域(29)的两侧支承——尤其是以能转动的方式支承——在摆块支承件(11)上。

10.一种机动车的动力传动系(1)，具有驱动装置(2)和至少一个能借助于驱动装置(2)驱动的车轮，其特征在于，设置有根据前述权利要求中任一项或多项所述的离心摆式减振设备(10)，尤其是始终与车轮作用连接的离心摆式减振设备(10)。