CN105452712A - 离心力摆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及离心力摆(1)，其具有能够围绕转动轴线(d)扭转的摆法兰(2)，所述摆法兰具有多个分布在圆周上的、摆动地布置在一转动平面中的摆质量(4)，所述摆质量具有所述转动轴线与一摆点(P)之间的、预先给定的第一间距(L)和所述摆点(P)与一摆质量的重心(S)之间的、预先给定的第二间距(l)，摆质量(4)的重心(S)分别围绕所述摆点摆动地布置。为了能够借助于相同的摆质量(4)有效地减振多个振动级的振动，所述第二间距(l_(n，Z))构成为能够根据至少两个不同的、待减振的振动级和/或所述摆法兰(2)的转速以能够改变的方式来设定。

Description

离心力摆

技术领域

本发明涉及离心力摆，其具有能够围绕转动轴线扭转的摆法兰，所述摆法兰具有多个分布在圆周上的、摆动地布置在一转动平面中的摆质量，所述摆质量具有所述转动轴线与一摆点之间的、预先给定的第一间距和所述摆点与一摆质量的重心之间的、预先给定的第二间距，摆质量的重心分别围绕所述摆点摆动地布置。

背景技术

离心力摆自身用于或与其他振动减振装置、如扭转振动减振器组合地用于尤其具有带转动振动的内燃机的机动车驱动系中的转动振动的隔离。例如在DE102011087631A1公开了一种具有这种类型的离心力摆的扭转振动减振器。在此，离心力摆以围绕转动轴线能扭转的方式被接收。摆法兰承载分布在圆周上的摆质量，所述摆质量以围绕所述转动轴线在一转动平面中摆动的方式悬挂在摆法兰上。摆质量相对于摆法兰的悬挂借助于滚动体进行，所述滚动体在摆法兰和摆质量的相互互补地弯曲的滚动轨道上滚动。由此，在摆法兰转动时的离心力场中预先给定摆质量相对于摆法兰的摆动运动，该摆动运动相应于具有预先给定的摆线长度的摆，所述摆具有摆质量的重心的摆点和重心之间的、预先给定的间距以及所述摆点与转动轴线的、预先给定的间距。借助于该特性，将离心力摆设定到例如内燃机的转动振动的一振动级上。例如，在具有四个气缸和四冲程原理的内燃机中，该振动级等于一。例如当在预先给定的运行状态中关断一部分气缸时，现代内燃机可能具有多个振动级。例如由DE102012217170A1已知一种驱动系，其中布置有多个与内燃机的不同振动级相协调的离心力摆。

发明内容

本发明的任务是有利地扩展用于减振多个振动级的离心力摆，尤其用于优化地利用可供使用的安装空间。

该任务通过权力要求1的主题解决。引用权力要求1的从属权利要求给出有利的实施方案权利要求。

所提出的离心力摆包含以能够围绕转动轴线扭转的方式布置的摆法兰。摆法兰可配置在内燃机的飞轮上——例如在单质量飞轮上、在双质量飞轮的初级或次级飞轮质量上、在摩擦离合器的壳体或离合器盘上、在湿式离合器的内部或外部或配属于液力的变矩器、混合驱动系的电机马达或其他能围绕转动轴线转动的构件。在摆法兰上设置有多个、例如二到六个分布在圆周上的、摆动地布置在一转动平面中的摆质量。摆质量优选通过布置在摆法兰两侧的摆质量元件构成，其中，轴向对置的摆质量元件借助于穿过摆法兰中的缺口的连接器件或者说间隔器件相互连接。相应于相对于摆法兰的双线悬挂，摆质量被接收在摆法兰上。所述接收可相应地设置为具有相对彼此平行或梯形地布置的摆线的双线悬挂。所述摆质量具有转动轴线和一摆点之间的、预先给定的第一间距地布置在摆法兰上，摆质量的重心分别围绕所述摆点摆动地布置。在摆线长度的意义上还设置有所述摆点与摆质量的重心之间的、预先给定的第二间距。为了使离心力摆与不同的振动级匹配而不设置附加的摆质量——即所有可供使用的摆质量能分别匹配于一变换的振动级，根据带转动振动的转矩源的、例如内燃机的至少两个不同的、待减振的振动级，以能够改变的方式设定第二间距。通过第二间距的改变，离心力摆的谐振条件改变，从而在例如具有改变的振动级的内燃机的运行方式进行改变时可通过改变第二间距来进行离心力摆的谐振条件与改变了的振动级的匹配。替代地或附加地，第二间距是能够根据摆法兰的转速进而例如根据内燃机曲轴的转速或类似的可变地设定的。在此，离心力摆可分别设定到在预先给定的转速区域中占主导的振动级上。以该方式简单地构成的离心力摆优选与两个振动级相协调——例如对于以四个气缸进行四冲程运行的内燃机，振动级等于1，而在以两个气缸运行的情况下振动级为0.5。

附加地，所提出的离心力摆可与不同的振动级相协调，其方式是，第一间距构造为能够根据至少两个不同的、待减振的振动级和/或摆法兰的转速来设定。通过摆质量的摆点相对于转动轴线的移位可进行对振动级的进一步匹配。优选，在改变两个间距的情况下进行振动级的匹配。在此，可相应于用于减振级q的公式(1)

$q=\sqrt{\frac{L_{(n,Z)}}{l_{(n,Z)}}}---\left(1\right)$

预先给定相应的减振级q，其中，第一间距L_(n，Z)和第二间距l_(n，Z)与内燃机在四冲程运行中的转速n和数量Z有关。在此优选，两个间距L_(n，Z)、l_(n，Z)的总和与振动级和/或转速无关地、固定地设定。这意味着，摆质量的最大直径保持不变地设定，而与设定到内燃机振动级上的减振级中的哪一个减振级被设定无关。例如，第一间距与第二间距的比例在第一振动级中能够是4而在第二振动级中能够是1。这意味着，在第一振动级中，转动轴线和摆点之间的第一间距L_(n，Z)为摆点和重心之间的第二间距l_(n，Z)的四倍。在第二振动级中，这两个间距L_(n，Z)、l_(n，Z)能够是相等的。

根据一种有利的实施方式，在摆法兰中和在摆质量中分别设置有在周向上包围摆质量的重心的、相互互补地构成的、预先给定第二间距的、构成滚动轨道对的、具有预先给定的曲率的滚动轨道，用于在滚动轨道上滚动并且构成所述摆质量的相对于所述摆法兰的接收部的滚动体。通过构成用于各共同的滚动体的、在摆质量和摆法兰上相互互补地构成的滚动轨道的滚动轨道对的不同曲率来构成不同的第二间距——即线摆意义上不同长度的摆线长度。以该方式实现不同的减振级，其中，根据所希望的减振级的设定而定，设定滚动轨道的相应曲率。在此，优选针对滚动体的至少两个并且优选两个能够设定的第二间距设置有至少两个并且优选两个在对滚动体起作用方面能够切换的、具有不同曲率的滚动轨道对。

在此证实，具有最小曲率的滚动轨道对可以在径向上固定地布置在摆法兰和摆质量中，因为具有最小曲率的滚动轨道不对具有较大曲率的滚动轨道起干扰作用，因为滚动体仅在具有较大曲率的滚动轨道对上滚动。在此，相对于具有最小曲率的滚动轨道对而言具有较大曲率的滚动轨道对以能够相对于具有最小曲率的滚动轨道对切换的方式布置在摆法兰和摆质量中。如果滚动体要在具有最小曲率的滚动轨道上滚动，那么使其余的滚动轨道不被滚动体触及。

这能够这样有利地进行，其方式是，设置有移位装置——例如由外部控制的或者例如在离心力摆的内部例如根据离心力起作用的促动器，用于使具有比最小曲率大的曲率的滚动轨道对根据传递到摆法兰中的振动的振动级和/或根据摆法兰的转速而受控制地移位。例如，所述滚动轨道对能在轴向上是并列的或在径向上相互嵌套。在此，具有较大曲率的滚动轨道对的移位可设置在径向方向上，其中，可设置，摆质量的滚动轨道径向向内地径向移位，而摆法兰的滚动轨道径向向外地移位。

附图说明

本发明根据在图1和图2中示出的实施例来详细解释。在此示出：

图1处于用于补偿第一振动级的振动的第一设定状态中的离心力摆的示意图；

和

图2处于用于补偿第二振动级的振动的第二设定状态中的、图1的离心力摆。

具体实施方式

图1和2以示意性视图示出离心力摆1的一部分。离心力摆1具有仅标示出的摆法兰2，该摆法兰以能围绕转动轴线d扭转的方式布置。在摆法兰2上，在围绕转动轴线d的转动平面中摆动式地布置有多个分布在圆周上的摆质量4，所述摆质量由布置在摆法兰2两侧的、优选等同(gleichteiligen)的摆质量元件3构成，其中，每两个轴向对置的摆质量元件3借助于在相应的缺口处穿过摆法兰2的连接器件相互连接并且隔开间距。仅示出了这些摆质量4中的单个摆质量。摆质量4分别借助于两个包围重心S的支承装置5摆动地悬挂在摆法兰2上。支承装置5分别由两个滚动轨道对6、7构成，所述滚动轨道对分别具有两个滚动轨道8、9、10、11。滚动轨道8、9在此设置在摆法兰2中，而滚动轨道10、11设置在摆质量4的两个摆质量元件3中。分别有一滚动体12、例如滚子在滚动轨道8、9一方面和滚动轨道10、11另一方面之间滚动，所述滚动体穿过相互互补地构成的滚动轨道8、9、10、11，从而摆质量4在离心力作用下保持在摆法兰2上。滚动轨道8、9、10、11弧形地设置有曲率，从而摆质量4在线摆意义上摆动地接收在摆法兰2上。

除了摆质量4的质量以外，产生摆质量4的减振作用——该减振特性是就转动的摆法兰2的离心力场中的、转速适应的扭转振动减振器的意义而言——的特性还在于转动轴线d与摆点P之间的第一间距L_(n，Z)和第二间距l_(n，Z)，摆质量4的重心S围绕该摆点摆动，所述第二间距相应于摆质量在摆点P和重心S之间的摆线长度。第二间距l_(n，Z)在此由滚动轨道对6、7的滚动轨道8、9、10、11的曲率产生，从而能通过滚动轨道对6、7的被不同地设定的曲率来设定离心力摆1上的不同减振级。此外，为了设定两个间距L_(n，Z)、l_(n，Z)的不变的总和，可以在第二间距l_(n，Z)延长时相应地缩短第一间距。此外，已证实，具有滚动轨道8、10的滚动轨道对6的大曲率使具有滚动轨道9、11的滚动轨道对7不受力，因为在滚动轨道8、9、10、11布置在径向相同高度的情况下，滚动体12始终在较大的曲率上滚动。因此，具有小曲率的滚动轨道对7能够固定地接收在摆质量4中和摆法兰2中，而为了使滚动轨道对7起作用必须将滚动轨道对6从滚动轨道对7的作用区域去除。这能以未示出的方式根据振动级的所希望的设定和/或根据摆法兰2围绕转动轴线d施加的转速例如根据离心力自动地或从外界借助于移位装置、例如借助于促动器进行。

图1示出处于具有起作用的滚动轨道对6的设定中的离心力摆1，该起作用的滚动轨道对的滚动轨道8、10具有大的曲率。对此，所有的滚动轨道8、9、10、11在中间连接滚动体12的情况下布置在相同的径向高度上。由于滚动轨道8、10的坡度随着振动角度增大而增大，滚动体12仅在滚动轨道8、10上滚动，而具有小的曲率的滚动轨道9、11被跨接或者说不起作用。通过滚动轨道8、10的大的曲率产生小的间距l_(n，Z)，相应于用于具有四个气缸的内燃机的振动级的公式(1)，该小的间距例如提供离心力摆1的减振级q＝2。在示出的本实施例中，间距L_(n，Z)、l_(n，Z)的比例是4：1。

在图2中，滚动轨道对6的滚动轨道8、10相对于具有滚动轨道9、11的滚动轨道对7径向向内及径向向外移位，从而仅具有小曲率的滚动轨道对与滚动体12产生配合。由此，设定一具有大的第二间距l_(n，Z)的、延长的摆线长度和相应地减短的第一间距L_(n，Z)，在示出的本实施例中，该第一间距将间距L_(n，Z)、l_(n，Z)的比例设定为1，进而将离心力摆1的根据公式(1)的减振级设定为q＝1。这种减振级例如适合于具有两气缸的内燃机，从而例如在具有四气缸的内燃机中可在两个气缸关闭时使用所述减振级。

附图标记列表

1离心力摆

2摆法兰

3摆质量元件

4摆质量

5支承装置

6滚动轨道对

7滚动轨道对

8滚动轨道

9滚动轨道

10滚动轨道

11滚动轨道

12滚动体

d转动轴线

L_(n，Z)第一间距

l_(n，Z)第二间距

n转速

P摆点

S重心

Z气缸数

Claims (10)

1.离心力摆(1)，其具有能够围绕转动轴线(d)扭转的摆法兰(2)，所述摆法兰具有多个分布在圆周上的、摆动地布置在一转动平面中的摆质量(4)，所述摆质量具有所述转动轴线(d)与一摆点(P)之间的、预先给定的第一间距(L_(n，Z))和所述摆点(P)与一摆质量的重心(S)之间的、预先给定的第二间距(l_(n，Z))，摆质量(4)的重心(S)分别围绕所述摆点摆动地布置，其特征在于，所述第二间距(l_(n，Z))构成为能够根据至少两个不同的、待减振的振动级和/或所述摆法兰(2)的转速以能够改变的方式来设定。

2.如权利要求1所述的离心力摆(1)，其特征在于，所述第一间距(L_(n，Z))构成为能够根据至少两个不同的、待减振的振动级和/或所述摆法兰(2)的转速来设定。

3.如权利要求1或2所述的离心力摆(1)，其特征在于，两个间距(L_(n，Z)，l_(n，Z))的总和与振动级和/或转速无关地、固定地设定。

4.如权利要求1到3之一所述的离心力摆(1)，其特征在于，所述第一间距(L_(n，Z))与所述第二间距(l_(n，Z))的比例在第一振动级中为四而在第二振动级中为一。

5.如权利要求1到4之一所述的离心力摆(1)，其特征在于，在所述摆法兰(2)中并且在所述摆质量(4)中分别设置有在周向上包围所述摆质量(4)的重心(S)的、相互互补地构成的、预先给定所述第二间距(l_(n，Z))的、构成滚动轨道对(6，7)的、具有预先给定的曲率的滚动轨道(8，9，10，11)，用于在滚动轨道上滚动并且构成所述摆质量(4)的相对于所述摆法兰(2)的接收部的滚动体(12)。

6.如权利要求5所述的离心力摆(1)，其特征在于，针对所述滚动体(12)的至少两个能够设定的第二间距(l_(n，Z))设置有至少两个在对所述滚动体(12)起作用方面能够切换的、具有不同曲率的滚动轨道对(6，7)。

7.如权利要求6所述的离心力摆(1)，其特征在于，具有最小曲率的滚动轨道对(7)在径向上固定地布置在所述摆法兰(2)中和所述摆质量(4)中，并且，相对于具有最小曲率的滚动轨道对(7)而言具有较大曲率的滚动轨道对(6)以能够相对于具有最小曲率的滚动轨道对切换的方式布置在所述摆法兰(2)中和所述摆质量(4)中。

8.如权利要求7所述的离心力摆(1)，其特征在于，设置有一移位装置用于使具有比最小曲率大的曲率的滚动轨道对(6)根据传递到所述摆法兰中的振动的振动级和/或根据所述摆法兰的转速而受控制地移位。

9.如权利要求7或8所述的离心力摆(1)，其特征在于，能够移位的滚动轨道对(6)设置为相对于具有最小曲率的滚动轨道对(7)径向地移位。

10.如权利要求9所述的离心力摆(1)，其特征在于，所述摆质量(4)的滚动轨道(10)的径向移位设置为径向向内的，并且所述摆法兰(2)的滚动轨道(8)的移位设置为径向向外的。