CN105697638B - 扭振减振器 - Google Patents

Abstract

一种扭振减振器包括：外壳(11)，相对于外壳同轴的内部部件(12)，多个形成在所述外壳(11)和所述内部部件(12)之间、且充满减振介质的空腔(13)，多个以扭转弹性的方式连接所述外壳(11)和所述内部部件(12)的板簧组件(17)，其中，每个板簧组件(17)设置在一个所述空腔(13)中，将相应的空腔(13)分隔成至少两个分空腔(13.1,13.2)，多个分别形成于所述外壳(11)的活塞腔(31)，其中，每个活塞腔(31)与一个所述空腔(13)的分空腔(13.1,13.2)连接，多个可调的设置在所述活塞腔(31)的活塞(32)，分别用于控制减振介质在相应的空腔(13)的分空腔(13.1,13.2)之间的流动。所述减振器的减振性能可以很容易的调整。

Description

扭振减振器

技术领域

本发明涉及一种扭振减振器，包括外壳，与外壳同轴的内部部件，多个形成于外壳和内部部件之间、且充满减振介质的空腔，和多个以扭转弹性的方式连接外壳和内部部件的板簧组件，其中，每个板簧组件设置在一个所述空腔中，并且将对应的空腔分成第一空腔和第二空腔。

内部部件和外壳之间的扭矩传递通过板簧组件弹性的方式来实现。内部部件和外壳围绕共同的旋转轴相对旋转的时候，板簧组件在圆周方向前后弯曲，从而暂时的增大和减小第一空腔和第二空腔的体积。这就引起减震介质通过不同空腔之间的溢流通道以及连接空腔的第一、第二分空腔的支路移动。减震介质通过这些溢流通道和支路流动产生液体阻尼的效果。

背景技术

这种扭振减振器能够用于例如大型两冲程和四冲程的柴油发动机和汽油发动机中，用于抵消在传动系统中的扭矩振动。所述扭振减振器，其直径可能高达四米，例如用法兰连接到发动机的机轴上。上述类型的扭振减振器还可以用在其他旋转部件上，如凸轮轴、中间轴和轴向驱动轴，还可以用在齿轮箱上。

这类型的扭振减振器例如从与DE 102009004252 B1相对应的EP 2206933 A1中被获知。在这种减振器中，液体阻尼效果受控于外壳和内部部件之间形成的连接相邻空腔的的径向缺口。

在这种大型的扭振减振器中，在外壳内壁上环形通道形成附加支路，支路在圆周方向的长度受板簧组件的厚度限制。如图4所示，一种常用的扭振减振器1具有设置在环形通道3内的圆环2，其用于调整支路4的轴向宽度和阻尼性能。上述单独的圆环2与外壳5和内部部件6的共同旋转轴同轴，且可通过多个螺钉7调节。上述调整是必须的，例如为了补偿大直径中不可避免的加工公差和其他原因。通过这些附加支路4产生液体阻尼力通常比前面所述的通过溢流通道产生的液体阻尼力大。

这种减振器的调整，尤其是当所述减振器连接到发动机壳体内的机轴上时，需要打开发动机壳体的盖子，接近调整螺钉7和一圈圈的旋转机轴。为了阻止圆环的过度的扭曲和变形，多次转动机轴是必须的，以达到每个螺钉和相应的轴向缺口间所需的调整量，因为每个螺钉需要被调整多次并且通常情况下不能一次被旋转到最后的位置以避免圆环太大的变形。

FR 1 375 156公开了另一种类型的扭振减振器，其中阻尼力受控于对弹簧偏置活塞机构的离心力作出反应。所述弹簧加载的活塞机构通过螺旋塞被置于合适的位置，然而不能提供任何调整选择。因此所述弹簧加载的活塞机构不适合于上述装配后需要调整的减振器。另外，FR 1 375 156教导活塞用于控制相邻空腔的减震介质的流动，而不是一个空腔或相同空腔的分腔室之间的减震介质的流动。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的问题，特别的，本发明的目的是提供一种能够很容易进行调整的扭振减振器。

这个技术问题通过如下所述的扭振减振器来解决。特别是，本发明提供一种扭振减振器，包括外壳，相对于外壳同心的内部部件，多个形成于外壳和内部部件之间、且充满减振介质的空腔，和多个以可扭转弹性的方式连接外壳和内部部件的板簧组件，其中，每个板簧组件设置在一个所述空腔中，且将相应的空腔分成分空腔，多个分别形成于外壳内的活塞腔，其中，每个活塞腔与一个空腔的分空腔连接，多个可调整的设置在活塞腔的活塞，分别用于控制在空腔的分空腔之间减震介质的流动。

通过使用多个独立的调整头，即调整部，与传统的具有上述圆环的扭振减振器相比，本发明所述扭振减振器的减震性能可比较快的调整。这可能会大大减少船舶在海上试验时所需的调整传动系统所需的时间。

进一步，支路的长度与板簧组件的环形流道的轴向宽度无关，且与板簧组件在圆周方向的厚度也无关，所以，调整可以更容易和更精准的进行。

进一步，减振器的液体阻尼性能实质上与板簧组件、环形流道和对应的圆环的加工公差无关，事实上，本发明避免了高维精度和形状精度的很薄的大直径圆环的需要。与这样的圆环相比，明显减小的活塞生产更容易，且由于至少相类似的调整头可以用于不同的减振器中，他们可以批量生产，这就降低了制造成本。

进一步，可能通过发动机壳体内用于内窥镜检测(endoscopic inspection)板簧组件的盖子移走调整头，而不需要拆卸下整个扭振减振器，或不需要额外的检测孔。

本发明进一步的实施方式在下面内容中表述。

根据本发明优选实施方式，所述活塞从空腔对面的一侧安装入活塞腔内，所述空腔容纳板簧组件，简化了减振器的装配。

根据本发明又一优选实施方式，所述活塞腔与所述空腔通过与外壳的侧壁一体成型的分隔墙相隔，这样增加了支路的长度，且提高了减震性能的调整精度。进一步，这减少了板簧组件和侧壁的内表面之间变化的制造公差的风险。允许弹簧在运行过程中在空腔内来回弯曲所需的余下的轴向缺口如此之小，以致于通过这些缺口泄漏的减振介质对减振性能几乎没有影响。

优选的，在相应的活塞腔内，所述活塞和外壳的一部分之间形成可控缺口，所述可控缺口远离于空腔设置，且可通过活塞调节。这样，可以进一步增加支路的长度，提高减振性能的调整精度。

进一步，通过形成在侧壁、且从所述空腔至所述活塞腔轴向延伸穿过侧壁的孔，将所述可控缺口与所述空腔流动连接。即使在大直径的侧面，这样的孔可以很容易加工。

一般而言，每个活塞腔与所述分空腔通过流道连接，每个所述流道通过所述外壳上的一个或多个孔形成。

根据本发明再一个实施方式，所述空腔沿圆周方向被内圆周部分隔开，且至少其中一个所述空腔被所述板簧组件分成两个分空腔，即第一分空腔和第二分空腔，所述第一、二分空腔分别在弹簧最外面的外侧与相邻中间内圆周部的对立面之间形成。这对板簧组件中弹簧的交替负荷的应用是尤其是有用的。

在另一实施方式中，至少一个所述空腔被所述板簧组件分成三个分空腔，即第一分空腔和第二分空腔，所述第一、二分空腔分别在弹簧最外面的外侧与相邻中间内圆周部的对立面之间形成，以及形成在所述板簧组件的至少两个弹簧之间的第三分空腔。这可优选用于板簧组件的板簧上施加脉冲负荷。

根据本发明的又一实施方式，所述扭振减振器进一步包括多个锁定机构，分别用于将所述活塞固定到所述活塞腔内。这些锁定机构可以为任何已知的类型，优选的，他们可以从减振器的外部进入，以便于当需要的时候可以很够容易的改变减振器的减振性能。

根据本发明的又一优选实施方式，每个活塞腔是绕中心凸起部形成的圆环，相应的活塞固定到凸起部上。这种结构单元可以提供适当的调整，且容易加工和组装。所述中心凸起部增加了支路的长度。

优选的，所述活塞与所述中心凸起部螺纹连接。通过旋转活塞可以调整所述在活塞强内的可控缺口，这样可以调节第一、第二分空腔之间的流动。所述中心凸起部具有外螺纹，所述活塞与所述中心凸起部的外螺纹进行螺纹连接，然后，内螺纹连接也是可行的。

进一步，在减振性能调整完以后，所述活塞通过螺钉固定(countered)所述活塞的位置。

所述螺钉延伸通过所述活塞、并与所述中心凸起部的螺纹孔螺纹连接。

根据本发明又一优选实施方式，所述活塞的外圆周壁和所述活塞腔的内圆周壁之间设置密封圈，阻止在调整头发生泄漏。

附图说明

图1是本发明所述扭振减振器的一种实施方式的纵向截面图

图2a是图1所示的扭振减振器的一种实施方式的横截面图，并示意板簧的第一示例

图2b是图1所示的扭振减振器的一种实施方式的横截面图，并示意板簧的第二示例

图3是图1所示的扭振减振器的调整头的细节断面图

图4是现有技术中的扭振减振器的纵向截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步详细的描述：

如图1所示，扭振减振器10连接旋转部件，如机轴，用于衰减旋转轴A的扭矩振动。所述扭振减振器10包括外壳11、与旋转轴A同轴设置的内部部件12。外壳11和内部部件12界定了多个分隔的空腔13，所述空腔13充满液体减震介质例如加压油。

所述空腔13沿圆周方向顺次设置，并且通过溢流通道14彼此连通。所述溢流通道14由外壳11的内圆周部15和内部部件12的外圆周部12a之间的径向缺口形成，所述外壳11的内圆周部15在绕轴A的圆周方向分隔成空腔13。外壳11的侧壁11a和11b在轴向方向界定空腔13。

多个传递扭矩的板簧组件17以扭转弹性的方式连接外壳11和内部部件12，以致于外壳11能相对于内部部件12往复旋转一定角度。每个板簧组件17设置在一个空腔13中，将相应的空腔13分隔成至少两个分腔室。

至少一些空腔13中的分空腔通过支路16连通，允许减震介质绕相应空腔13的板簧组件17轴向流动。

外壳11和内部部件12相对转动引起板簧组件17变形，这样减震介质通过支路16和溢流通道14的换位产生液体阻尼效果。所述板簧组件17圆周方向来回弯曲，因此暂时增加或减小分空腔的体积。

图2a和图2b进一步详细的显示所述板簧组件17示例，在这两个示例中，每个板簧组件17可以包括一个或者多个板簧，例如两个由弹簧钢制成的板簧17a和17b，所述板簧17a和17b径向的外端部固定到外壳11上。在图2a和图2b所述的实施方式中，板簧17a和17b在外壳11的内圆周部15之间、在圆周方向上夹紧，且通过压圈19夹牢固。所述内圆周部15与外壳11的侧壁11a或11b可以为一体的，或者可以为固定在所述侧壁11a和11b上的中间片形成的。

在第一示例中，如图2a所示，两个分空腔，即第一分空腔13.1和第二分空腔13.2，分别由弹簧17a和17b最外面的外壁和相邻中间内圆周部15的对立面15a和15b形成。所述板簧17a和17b的自由端朝向沟槽20延伸并延伸至沟槽20内，所述的沟槽形成在内部部件外圆周部上，每个沟槽20在圆周方向可以形成两个相对的侧面。如图2a所示，在没有任何负荷的位置，板簧17a和17b可以各自的与沟槽20的一个侧面接触支撑。中间板22夹在板簧17a和17b之间、并持续延伸所述板簧17a和17b长度的约1/2～2/3，以致于所述板簧17a和17b的自由端由小自由空间21彼此间隔分开。所述板簧17a和17b在减振器运转中可以彼此不接触的偏斜。与第一、第二分空腔13.1和13.2相比，小自由空间21相对较小，以致于实际上，所述板簧组件17将空腔13分为第一分空腔13.1和第二分空腔13.2。在外壳11和内部部件12相对旋转的时候，板簧17a和17b变形。需要强调的是，板簧组件17中板簧的数量并不限制在两个，也可以比图2a所示的多或者少，如每个板簧17a和17b也可以被具有几个板簧的弹簧组替代。进一步，也可能将板簧组件17减少为一个单独的板簧。图2a所示的示例对板簧组件17上交替负荷尤其有用。

图2b所示的第二示例对板簧组件17’的板簧17a'和17b上'需要基本上为脉冲负荷的应用尤其有用。相邻板簧17a'和17b'的固定端之间的垫片23'增加了板簧17a'和17b'之间的距离。第二示例中的垫片23'限制了板簧17a'和17b'在内圆周部15'间夹紧的地方，这样，在板簧17a'和17b'之间保留了真正的自由空间。除了分别由弹簧17a'和17b'最外面的外壁和临近的中间内圆周部15'的对立面15a'和15b'形成的所述第一、二分空腔13.1'和13.2'以外，所述自由空间形成了第三分空腔13.3'。

所述板簧17a'和17b'各自的自由端朝向沟槽20'延伸并延伸至沟槽20'内，所述的沟槽20'形成在内部部件外圆周部上，每个沟槽20'包括两个在圆周方向相对的侧面。如图2b所示，在没有任何负荷的位置，每个板簧17a'和17b'可以与沟槽20'的一个侧面接触支撑。外壳11'相对内部部件12'在第一旋转方向上有角位移的时候，板簧17a'变形，另一个板簧17b'保持无形变的状态。例如图2b所示，如果内部部件12'相对于外壳11'顺时针旋转小角度时，左侧的板簧17a变形，右侧的板簧17b'至少在小角度内保持无形变。因此，第一分空腔13.1'的体积增加，第三分空腔13.3'的体积减小，第二分空腔13.2'的体积基本上保持不变。

和第一示例一样，板簧组件17'中板簧的数量并不限制在两个，也可以比图2b所示的多或者少，如每个板簧17a'和17b'也可以被具有几个板簧的弹簧组替代。

进一步，在两个示例中，每个板簧17a,17b,17a'和17b'朝着径向内部端逐渐变细，然而，或者，可以代替使用或另加不是逐渐变细的弹簧。

本发明所述的扭振减振器10设有多个调整头30，用于调整扭振减振器10的减震性能，图3详细示出了一个调整头30的示例。

每个调整头30包括在外壳内形成的活塞腔31和可调整地设置在活塞腔内的活塞32，所述活塞腔31与其中一个空腔13的分空腔连通，当由于板簧组件17的弯曲导致相应空腔中减震介质发生移位时，装配所述的活塞32控制减震介质在分空腔之间的流动。当活塞向活塞腔31深入移动时，支路16的液体阻力增加，反之亦然，当活塞进一步移出时，支路16的液体阻力减小。

在本实例中，由这些支路16产生的液体阻尼效果比由溢流通道14产生的液体阻尼效果大。所述扭振减振器的液体阻尼效果更受控于支路16。

在所述减振器的减震性能调节完成后，设有锁定机构用于分别固定活塞32在活塞腔31中的位置。

如图3很明显所示，支路16的调整部16a远离容纳板簧组件17的空腔13。因此，调整部16a与空腔13内的零件和表面的任何加工公差无关。进一步，分空腔之间的流程的长度很长，有利于通过支路16精准的调整流速。

有多种方法实现扭转减振器10的发明构思。下面参考图3描述一个非限制性示例。

在图3中，空腔13通过外壳11的侧壁11a和11b的内壁轴向界定。所述活塞腔31完全设置在至少一组侧壁11a和11b的内部，且靠近所述板簧组件17设置。

更具体地，所述活塞腔31与所述接纳板簧组件17的空腔13通过分隔墙33相隔，分隔墙与侧壁11a一体成型。所述活塞腔31可沿轴向从外侧向侧壁11a钻孔或铣削形成，如从空腔13的对立面。相应的，所述活塞32可以从外面安装到所述活塞腔31内，也可以从活塞腔31内移走，而不需要打开所述减振器。

所述活塞腔31与相应的一个空腔13通过流道34连通，具体的，所述活塞腔31与每个分空腔通过流道连通。每个流道可以通过外壳11上的一个或多个孔形成。优选的，为了方便制造，这些孔沿轴向方向延伸。

在图2a所示的第一示例中，活塞腔31通过第一流道34.1与第一分空腔13.1连通，且通过第二流道34.2与第二分空腔13.2连通。

在图2b所示的第二示例中，所述活塞腔31'通过第一流道34.1'与第一分空腔13.1'连通，通过第二流道34.2'与第二分空腔13.2'连通，以及通过第三流道34.3'与第三分空腔13.3'连通。每个第一、二流道34.1'、34.2'可以通过外壳11上的一个或多个孔61.1'和61.2'形成。在本实例中，两个孔61.3'和61.4'为示出的第三流道34.3'。在第一变形中，所有孔61.1'～61.4'在一个共同的活塞腔31'中，这样能液压连接。或者，也可以通过活塞腔31'侧面相应的区域界定在第一、三分空腔13.1'、13.3'之间的单独支路，在第二、三分空腔13.2'、13.3'之间的单独支路。

当外壳(11,11')和内部部件(12,12')有角位移的时候，至少一个分空腔的体积增大，至少一个其他分空腔的体积减小，所以引起减震介质通过相应的流道和支路从体积减小的分空腔流向体积增大的分空腔以提供液体阻尼。

如图3所示，在每个活塞腔31内，在活塞32和外壳11的一部分之间形成可控缺口35，所述可控缺口35至少形成(define)支路16的调整部16a的一部分，或者构成(constitute)支路16的调整部16a。所述可控缺口35远离空腔13设置，通过活塞32调节。在图3所示的实施例中，所述可控缺口35形成于分隔墙33和活塞32的前端面之间。所述可控缺口35与所述空腔13通过形成在侧壁11a且从所述空腔13至所述活塞腔31轴向延伸通过内壁11a的孔流动连接，这些不能调整的孔形成了前面提到的流道。

每个活塞腔31可以是绕中心凸起部37形成为圆环36，所述中心凸起部37可以是分隔墙33的一部分，这样与所述外壳11的侧壁11a一体成型。所述活塞32与所述中心凸起部37螺纹连接，因此可以通过旋转所述活塞32使调整所述可控缺口35得以实现。在活塞的外侧设置用于扳手等的相应凸起部38。

所述中心凸起部具有与活塞32相应的内螺纹相接合的外螺纹39，同时所述活塞还有用于与外壳螺纹孔相接合的螺纹部。

在本实例中，完成调整后，所述活塞可以被螺钉40限制用于锁定活塞32，在图3中，所述螺钉40延伸穿过活塞32、并与所述中心凸起部37的螺纹孔41螺纹连接。所述螺钉40延伸穿过活塞32的凸起部38。为了防止锁定机构松动，另外的紧固装置42也可以使用。

在活塞32的外圆周壁44和活塞腔31的内圆周壁45之间设置密封圈43，用于避免泄漏。

本发明基于某些实施方案和变型进行详细的表述，特别是，上述与其他技术特征结合的技术特征、且不依赖于后者的单个技术特征也可与另外的单个技术特征结合，即使没有明确说明，只要在技术上是可行即可。因此，本发明不局限于所描述的实施方式及其所描述的变型，而是包含权利要求所定义的所有实施例。

Claims (16)

1.扭振减振器，包括：

外壳(11)，

相对于外壳同轴的内部部件(12)，

多个形成在外壳(11)和内部部件(12)之间、且充满减振介质的空腔，

多个以扭转弹性的方式连接外壳(11)和内部部件(12)的板簧组件，其中，每个板簧组件设置在一个空腔中，将相应的空腔分隔成至少两个分空腔，

多个分别形成于外壳(11)内的活塞腔(31)，其中，每个活塞腔(31)与一个空腔的分空腔连接，

当减振介质因板簧组件弯曲在所述空腔内发生位移时，多个可调的设置在所述活塞腔(31)内的活塞(32)，分别用于控制减振介质在相应的空腔的分空腔之间的流动。

2.根据权利要求1所述的扭振减振器，其特征在于：所述活塞(32)从在空腔对面的一侧安装入所述活塞腔(31)，所述的空腔容纳所述板簧组件。

3.根据权利要求1或2所述的扭振减振器，其特征在于：所述活塞腔(31)与所述空腔通过与外壳(11)的侧壁(11a)一体成型的分隔墙(33)相隔。

4.根据权利要求1或2所述的扭振减振器，其特征在于：在相应的活塞腔(31)内，所述活塞(32)与外壳(11)的一部分之间形成可控缺口(35)，所述可控缺口(35)远离空腔设置，且可通过所述活塞(32)调节。

5.根据权利要求4所述的扭振减振器，其特征在于：每个空腔由外壳(11)的侧壁(11a)的内壁轴向界定，其中，通过形成在侧壁(11a)、且从所述空腔至活塞腔(31)轴向延伸通过侧壁(11a)的孔，将所述可控缺口(35)与所述空腔流动连接。

6.根据权利要求5所述的扭振减振器，其特征在于：所述活塞腔(31)与所述空腔通过与外壳(11)的侧壁(11a)一体成型的分隔墙(33)相隔。

7.根据权利要求1或2所述的扭振减振器，其特征在于：每个活塞腔(31)与相应的空腔的分空腔通过流道连接，每个所述流道通过所述外壳(11)上的一个或多个孔形成。

8.根据权利要求1或2所述的扭振减振器，其特征在于：所述空腔沿圆周方向被内圆周部分隔开，且至少其中一个空腔被所述板簧组件分成两个分空腔，即第一分空腔和第二分空腔，所述第一分空腔、二分空腔分别在板簧最外面的外壁与相邻的中间内圆周部的对立面之间形成。

9.根据权利要求1或2所述的扭振减振器，其特征在于：所述空腔沿圆周方向被内圆周部分隔开，且至少其中一个空腔被所述板簧组件分成三个分空腔，即第一分空腔和第二分空腔，所述第一、二分空腔分别在板簧最外面的外壁和相邻中间内圆周部的对立面之间形成，以及第三分空腔，所述的第三分空腔在所述板簧组件的至少两个板簧之间形成。

10.根据权利要求1或2所述的扭振减振器，其特征在于：还包括多个锁定机构(40,42)，分别用于将所述活塞(32)固定到所述活塞腔(31)内。

11.根据权利要求1或2所述的扭振减振器，其特征在于：每个活塞腔(31)是绕中心凸起部(37)形成的圆环(36)，且相应的活塞(32)固定到所述中心凸起部(37)上。

12.根据权利要求11所述的扭振减振器，其特征在于：所述活塞(32)与所述中心凸起部(37)螺纹连接。

13.根据权利要求12所述的扭振减振器，其特征在于：所述中心凸起部(37)具有外螺纹(39)，所述活塞(32)与所述中心凸起部(37)的外螺纹(39)螺纹连接。

14.根据权利要求12或13所述的扭振减振器，其特征在于：所述活塞(32)通过螺钉(40)固定。

15.根据权利要求14所述的扭振减振器，其特征在于：所述螺钉(40)延伸通过所述活塞(32)、并与所述中心凸起部(37)的螺纹孔(41)螺纹连接。

16.根据权利要求1所述的扭振减振器，其特征在于：所述活塞(32)的外圆周壁(44)与所述活塞腔(31)的内圆周壁(45)之间设有密封圈(43)。