CN106164532A

CN106164532A - 离心力摆

Info

Publication number: CN106164532A
Application number: CN201580018085.9A
Authority: CN
Inventors: P·瓦尔; T·克劳泽
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2035-03-19
Also published as: US10443681B2; US20170138437A1; DE112015001675A5; WO2015149792A1; JP6584426B2; CN106164532B; JP2017510766A

Abstract

本发明涉及一种离心力摆，所述离心力摆绕着旋转轴线能旋转地被支承，所述离心力摆具有摆法兰、第一摆质量和第二摆质量，其中，第一摆质量借助于滑槽导向装置与摆法兰耦合，其中，滑槽导向装置构造用于在第一摆运动中引导第一摆质量沿着第一摆轨道，其中，第二摆质量借助于耦合装置与第一摆质量耦合，其中，耦合装置构造用于在第二摆运动中引导第二摆质量沿着第二摆轨道。

Description

离心力摆

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的离心力摆。

背景技术

具有摆法兰和摆质量的离心力摆是公知的，其中，摆质量借助于滑槽导向装置与摆法兰耦合。在此，摆法兰可以与机动车驱动系统的其他部件连接，其中，旋转振动从所述部件被传导到摆法兰中。旋转振动激发摆质量振动，其中，摆质量相对于导入的旋转振动相位偏移地振动，并且所述摆质量通过其相位偏移的振动至少部分地减振。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种改善的离心力摆。

该目的借助于权利要求1中的离心力摆实现。有利的实施方式在从属权利要求中给出。

根据本发明看出，可以通过以下方式提供用于机动车传动系的改进型离心力摆，即离心力摆能够绕着旋转轴线能旋转地被支承并且具有摆法兰、第一摆质量和第二摆质量。第一摆质量借助于滑槽导向装置与摆法兰耦合。滑槽导向装置构造用于在第一摆运动中沿着第一摆轨道引导第一摆质量。第二摆质量借助于耦合装置与第一摆质量耦合。耦合装置构造用于在第二摆运动中沿着第二摆轨道引导第二摆质量。

该构型具有的优点是，离心力摆具有两个本征模式，所述本征模式由两个摆质量相对彼此的振动特性得出。因此，离心力摆适用于具有气缸关断装置的活塞式发动机。

在一个另外的实施方式中，第一摆质量具有第一摆质量部分和与第一摆质量部分耦合的第二摆质量部分。第二摆质量轴向地布置在第一摆质量部分和第二摆质量部分之间。替换地，第二摆质量具有第三摆质量部分和与第三摆质量部分耦合的第四摆质量部分，其中，第一摆质量轴向地布置在第三摆质量部分和第四摆质量部分之间。由此可以在轴向方向上将离心力摆构造为特别紧凑的。

在一个另外的实施方式中，第一摆质量部分和第二摆质量部分借助于至少一个连接元件在轴向方向上彼此耦合。连接元件在径向方向上在摆法兰和第二摆质量之间被引导。由此可以在径向方向上将离心力摆构造为特别紧凑的。

在一个另外的实施方式中，所述耦合装置在第二摆质量的位于径向内部的周向面上或者在摆法兰的位于径向外部的周向面上具有导向轮廓，其中，连接元件是耦合装置的部分并且构造用于通过与导向轮廓相接触来至少部分地确定第二摆质量的第二摆轨道。由此可以提供对第二摆质量的特别简单的引导。

在一个另外的实施方式中，摆法兰具有构造为基本上部分圆形地位于径向内部的第一区段和至少一个第二区段，其中，第二区段径向地从第一区段起向外地延伸，其中，在第一区段中设置有用于将旋转运动传导到摆法兰中的装置，其中，在第二区段中设置有滑槽导向装置的第一空槽，并且在第一摆质量中设置有滑槽导向装置的第二空槽。由此能够以简单的方式使第一摆质量与摆法兰耦合，以便在第一摆运动中沿着第一摆轨道引导第一摆质量。

在一个另外的实施方式中，耦合装置在第一摆质量中具有第三空槽，其中，第二摆质量具有第四空槽。耦合装置具有耦合元件，所述耦合元件在轴向方向上延伸穿过第三空槽和第四空槽。由此能够以简单的方式使第二摆质量与第一摆质量耦合。

特别有利的是，第二摆质量布置在摆法兰的径向外侧并且在周向侧包围摆法兰。

对于具有气缸关断装置的活塞式发动机的驱动系统特别有利的是，第一摆质量与第二摆质量彼此这样相匹配，以使得离心力摆具有第一本征模式和不同于第一本征模式的第二本征模式。由此可能的是，离心力摆能够以第一本征模式与在通常没有关断气缸的运行中的活塞式发动机的第一主激发级相匹配，并且以第二本征模式与在具有关断气缸的运行中的活塞式发动机的第二主激发级相匹配。由此，离心力摆可以特别有效地对不仅在具有气缸关断的情况下而且在没有气缸关断的情况下的活塞式发动机的旋转振动进行减振。

在一个另外的实施方式中，第二摆质量具有第三区段和第四区段。第三区段构造为环形的，其中，第四区段径向地从第三区段起向内延伸。第四空槽布置在第四区段中。所述构型特别有利于提供特别紧凑的离心力摆。此外，离心力摆在相同的结构空间需求下与公知的离心力摆相比具有摆质量的较大(惯性)质量，从而离心力摆总体上具有改善的减振特性。

为了以简单的方式增大第二摆质量的质量或第二摆质量的质量惯性，在第三区段上布置有凸出部，所述凸出部径向向内延伸，其中，凸出部在周向方向上至少部分地布置在第二区段对面。

附图说明

下面根据附图详细说明本发明。附图中：

图1示出根据第一实施方式的离心力摆的立体图；

图2示出了图1中所示的离心力摆的俯视图；

图3示出沿着图2中所示的截平面A剖割图1和2中所示的离心力摆的半纵截面；

图4示出沿着图2中所示的截平面B剖割图1和2中所示的离心力摆的半纵截面；

图5示出沿着图2中所示的截平面C剖割图1和2中所示的离心力摆的半纵截面；

图6示出沿着图2中所示的截平面D剖割图1和2中所示的离心力摆的半纵截面；

图7示出了图1中所示的离心力摆的一个另外的俯视图；

图8示出在第一运行状态中的在图1中所示的离心力摆的一个另外的俯视图；

图9示出在第二运行状态中的在图1中所示的离心力摆的一个另外的俯视图；

图10示出了图1至9中所示的离心力摆的分解图；

图11示出根据第二实施方式的离心力摆的立体图；

图12示出了图11中所示的离心力摆的俯视图；

图13示出沿着图12中所示的截平面E剖割图11和12中所示的离心力摆的半纵截面；

图14示出沿着图12中所示的截平面F剖割图11和12中所示的离心力摆的半纵截面；

图15示出在第一运行状态中的在图11中所示的离心力摆的一个另外的俯视图；

图16示出在第二运行状态中的在图11中所示的离心力摆的一个另外的俯视图。

具体实施方式

图1示出根据第一实施方式的离心力摆10的立体图。在图2中示出了图1中所示的离心力摆10的俯视图。图3示出沿着图2中所示的截平面A剖割图1和2中所示的离心力摆10的半纵截面。图4示出沿着图2中所示的截平面B剖割图1和2中所示的离心力摆10的半纵截面。图5示出沿着图2中所示的截平面C剖割图1和2中所示的离心力摆10的半纵截面。图6示出沿着图2中所示的截平面D剖割图1和2中所示的离心力摆10的半纵截面。图7示出了图1中所示的离心力摆10的一个另外的俯视图。图8和9示出在第一运行状态中或在第二运行状态中的在图1中所示的离心力摆的一个另外的俯视图。图10示出了图1至9中所示的离心力摆10的分解图。

离心力摆10绕着旋转轴线15能旋转地被支承。在此，离心力摆10具有摆法兰20，所述摆法兰可以与传动系的部件(未示出)耦合。摆法兰20具有一径向的第一区段25和一第二区段30(参见图7)。第二区段30布置为在径向外侧邻接于第一区段25并且径向向外延伸。

第一区段25构造为基本上部分圆形的并且在径向外侧具有第一开口31。第一开口31用于接收与离心力摆10连接的弹簧减振器的弹簧元件(未示出)。在所述实施方式中，第一开口31构造为基本上直线的并且在径向外侧具有用于固定被布置在第一开口31中的压力弹簧的法兰元件35。当然也可以考虑的是，取消第一开口31，或者将第一开口31构造为弧形的并且大致切向地在周向方向上延伸。所述开口31例如用于接收弹簧减振器的弧形弹簧，此外，第一区段25具有第二开口40，所述第二开口相对于第一开口31布置在径向内侧，其用于接收螺钉或铆钉，以便摆法兰20扭矩配合地、例如借助于摩擦离合器的摩擦片支架与传动系的其他部件连接。

此外，离心力摆10(参见图3至6)包括第一摆质量45和第二摆质量50。第一摆质量45具有布置在摆法兰20左侧的第一摆质量部分55和布置在摆法兰20右侧的第二摆质量部分60。第二摆质量50具有布置在图3至6中的第一摆质量部分55左侧的第三摆质量部分65和布置在第二摆质量部分60右侧的第四摆质量部分70。第一摆质量部分55和第二摆质量部分60构造为部分环形的。第二摆质量50及其摆质量部分65，70构造为环形的(参见图2和7)。在所述实施方式中，第一摆质量45在轴向方向上布置在第三摆质量部分和第四摆质量部分65，70之间。

第一摆质量45借助于第一滑槽导向装置75与摆法兰20耦合(参见图7)。第一滑槽导向装置75构造用于引导第一摆质量45沿着第一摆轨道100进行摆运动。为此，滑槽导向装置75具有布置在第二区段30中的第一空槽76(参见图10)。此外，滑槽导向装置75具有分别布置第一摆质量部分55和第二摆质量部分60中的第二空槽80。在此，第一空槽76构造为肾形的并且具有第一空槽轮廓85。第二空槽80同样构造为肾形的并且具有第二空槽轮廓90。第二空槽轮廓90与第一空槽轮廓85相反地延伸，所述第二空槽轮廓具有向外弯曲的取向。此外，第一滑槽导向装置75具有滚子元件95，所述滚子元件延伸穿过第一空槽76和第二空槽80。如果离心力摆10转动，则摆质量45，50被径向向外拉，从而滚子元件95贴靠在第一空槽76的布置在径向外部的第一空槽轮廓85上并且贴靠在第二空槽80的布置在径向内部的第二空槽轮廓90。第一空槽轮廓85和第二空槽轮廓90与滚子元件95一起确定第一摆轨道100，第一摆质量45在旋转运动传导到摆法兰20中时沿着所述第一摆轨道摆动。

为了使第一摆质量部分55轴向地与第二摆质量部分60连接，还设置多个连接元件105，所述连接元件构造为销钉状的并且在轴向方向上延伸。

第二摆质量50借助于耦合装置110与第一摆质量45连接。耦合装置110在第一摆质量45或者第一摆质量部分55和/或第二摆质量部分60中具有第三空槽115并且在第二摆质量50中具有第四空槽120。第三空槽115构造为基本上肾形的并且向外弯曲。第四空槽120与此相反地不是构造为肾形的而是构造为类椭圆的。当然也可以考虑的是，第四空槽120也构造为肾形的，而第三空槽为此构造为类椭圆的。耦合装置110的构造为滚子状的耦合元件125在轴向方向上延伸穿过第三空槽115和第四空槽120。第三空槽115具有第三空槽轮廓130，并且第四空槽120具有第四空槽轮廓135。通过耦合元件125在第三空槽轮廓130和第四空槽轮廓135上滚动实现了第一摆质量45与第二摆质量50耦合。

为了将第三摆质量部分65轴向地与第四摆质量部分70固定而设置另外的连接元件141，所述另外的连接元件在轴向方向上延伸并且基本上平行于旋转轴线15布置。所述另外的连接元件141在周向方向上布置在第一摆质量45之间并且基本上在径向内部布置在第一摆质量45和摆法兰20之间。连接元件141在第三摆质量部分65和第四摆质量部分70之间具有导向区段155，所述导向区段构造用于与摆法兰20的第一区段25的外周面160相接触并且由此确定第二摆轨道140。

在此，第二摆轨道140不同于第一摆轨道100并且具有布置在旋转轴线15上的中点。当然也可以考虑的是，这两个摆轨道以其他方式构造。

在第一运行状态(参见图8)中，第一摆质量45处于静止位置中，并且图9示出在第二运行状态中的在图1至7中所示的离心力摆10的俯视图。为了更好地说明，以隐藏的线示出仅一个第一摆质量45。在第一运行状态中，离心力摆10处于静止状态中并且不摆动。在静止位置中，第一摆质量45与旋转轴线15的间距最大。如果旋转振动传导到摆法兰20中，则摆法兰20相对于第一摆质量45转动。基于第一摆轨道100的轨道构型，第一摆轨道在此被径向向内拉并且在周向方向上加速，因此，第一摆质量45在径向内部在第二运行状态中相对于第一运行状态并且在周向方向上错开。基于耦合装置110的构型，在周向方向上的错位传递到第二摆质量50上，然而第一摆质量45在径向方向上的运动不被传递，从而第二摆质量50与第一摆质量45同样地摆动并且对所述旋转运动进行减振。在此，基于耦合装置110的构型，在该摆动运动中，第二摆质量50可以与第一摆质量45同步地振动或者抵抗第一摆质量45振动。

总之，为了对旋转运动进行减振，使用两个用于产生使摆质量45，50复位到静止位置中的复位力矩的效应。一方面，如同公知的离心力摆那样，充分利用离心力场中的势能，以便引导第一摆质量45从其偏转位置(参见图9)回到静止位置中。在静止位置中，第一摆质量45在此处于径向最远处并且由此处于其最稳定的位置。另一方面，利用第二摆质量50的惯性能量，以便使第一摆质量45又回到静止位置中。

基于不同构造的摆质量45、50和必要时不同构造的摆轨道100、140，离心力摆10可以具有第一本征模式和第二本征模式。第二本征模式例如不同于第一本征模式。也可以考虑的是，第二本征模式与第一本征模式相同。

如果离心力摆10与具有气缸关断的活塞式发动机耦合，则离心力摆10在活塞式发动机的两个完全不同的运动状态中运行。在活塞式发动机的通常的运行中，所有气缸激活并且活塞式发动机具有第一主激发级。如果借助于气缸关断使所述活塞式发动机的气缸选择性地灭活，则活塞式发动机具有第二主激发级，所述第二主激发级不同于第一主激发级。在此特别有利的是，第一本征模式与第一主激发级相匹配，并且第二本征模式与第二主激发级相匹配。在此，本征模式理解为下述的模式，在该模式中，离心力摆10特别高效地阻尼活塞式发动机的预定的激发级。

由此能够以简单方式使离心力摆10与具有气缸关断的活塞式发动机相匹配。由此可以如下所述地改善具有带气缸关断装置和图1至10所示的离心力摆10的活塞式发动机的机动车的特定行驶特性：即，可以在具有气缸关断和在没有气缸关断的活塞式发动机的两个运行状态中高效地对旋转振动进行减振并且由此提供噪音特别小的传动系。

根据摆质量45，50的构型而定，所述摆质量可以在旋转振动传导到离心力摆10中时彼此相反地或者同步地、即在相同的方向上沿着摆轨道振动。在理想情况中，第一摆质量45与第二摆质量50不仅在质量方面而且在摆轨道方面的匹配这样来选择，使得离心力摆10的第一本征模式是第二本征模式的两倍或者一半。这对于在具有气缸关断的活塞式发动机是特别理想的，在气缸关断的情况气缸数量减半。

为了避免第一摆质量45在周向方向上彼此碰撞，在摆质量45，50之间设置弹簧元件146。在此，弹簧元件146与旋转轴线5基本上相切地定向。当然也可以考虑的是，在第一摆质量45的周向方向上在纵向端部上设置另外的止挡减振器。也可以考虑的是，取消第一摆质量45上的弹簧元件146或止挡减振器。

图11示出根据第二实施方式的离心力摆300的立体图。图12示出了图11中所示的离心力摆300的俯视图。图13示出沿着图12中所示的截平面E剖割图11和12中所示的离心力摆300的半纵截面。图14示出沿着图12中所示的截平面F剖割图11和12中所示的离心力摆300的半纵截面。图15示出在第一运行状态中的在图11中所示的离心力摆300的一个另外的俯视图，并且图16示出在第二运行状态中的在图11中所示的离心力摆300的一个另外的俯视图。下面要一起说明图11至16。在此，在图11中为了更好地描述取消示出第一摆质量45上的第一摆质量部分55。

离心力摆300类似于图1至10中所示的离心力摆10来构造。区别在于，第二摆质量50一件式地并且材料统一地构造并且在轴向方向上布置在第一摆质量45的第一摆质量部分55和第二摆质量部分60之间。第二摆质量50布置在摆法兰20的径向外部。第二摆质量50同样构造为环形的并且在周向侧完全包围摆法兰20。通过第二摆质量50的一件式构型可以取消用于使图1至10中所示的第三摆质量部分65和第四摆质量部分70耦合的另外的连接元件141。因此，图11至16中所示的离心力摆300在其制造方面是成本特别低廉的。

第二摆质量50具有第三区段305，所述第三区段构造为环形的并且在周向侧完全包围摆法兰20。一第四区段310从第三区段305起径向向内延伸。第四空槽120布置在该第四区段310中。通过设置径向向内延伸的第四区段310可以在周向方向上提供足够的结构空间，以便将第二摆质量50完全轴向地布置在第一摆质量部分55和第二摆质量部分60之间。

在环形构造的第三区段305上径向向内地设置一凸出部315。在此，凸出部315径向地朝摆法兰20的第二区段30的方向延伸。在第一摆质量45的静止位置(参见图15)中，凸出部315与第三区段305在径向方向上和在周向方向上对置。通过凸出部315能够以简单的方式增大第二摆质量50的质量并且由此增大第二摆质量50的惯性。在周向方向上在第四区段310和凸出部315之间，第三区段305在布置在径向内侧的周向面320上具有导向轮廓145。导向轮廓145贴靠在连接元件105的导向区段155上。由此，第二摆质量50可以有效地通过第一摆质量45在其摆轨道100，140中被引导。此外，可以通过使连接元件105径向地布置在摆法兰20和第二摆质量50之间来形成具有特别高的质量的第二摆质量50。

附加地也可以考虑的是，弹簧元件(未示出)布置在摆质量45，50之间或者在第一摆质量45和摆法兰20之间或者在摆法兰20和第二摆质量50之间。在此，附加设置的弹簧元件(未示出)用作离心力摆10，300中的附加蓄能器并且由此可以改善离心力摆10，300的减振特性。

此外，离心力摆10，300的前述构型具有的优点是，减小耦合装置110或滑槽导向装置75中的赫兹压力，因为摆质量45，50整体上具有小的质量。此外，离心力摆10，300与公知的离心力摆相比特别是在低的转速下通过利用两个摆质量45，50和弹簧元件146的惯性而具有改善的减振特性。

需指出的是，图1至10和图11至16所示的实施方式的特征当然可以彼此组合。

附图标记列表

10 离心力摆

15 旋转轴线

20 摆法兰

25 第一区段

30 第二区段

31 第一开口

35 法兰元件

40 第二开口

45 第一摆质量

50 第二摆质量

55 第一摆质量部分

60 第二摆质量部分

65 第三摆质量部分

70 第四摆质量部分

75 滑槽导向装置

76 第一空槽

80 第二空槽

90 第二空槽轮廓

95 滚子元件

100 第一摆轨道

105 连接元件

110 耦合装置

115 第三空槽

120 第四空槽

125 耦合元件

130 第三空槽轮廓

135 四空槽轮廓

140 第二摆轨道

141 连接元件

145 导向轮廓

146 弹簧元件

155 导向区段

160 外周面

300 离心力摆

305 第三区段

310 第四区段

315 凸出部

320 内部的周向面

Claims

1.一种离心力摆(10；300)，所述离心力摆绕着一旋转轴线(15)能旋转地被支承，

-所述离心力摆具有摆法兰(20)、第一摆质量(45)和第二摆质量(50)，

-其中，所述第一摆质量(45)借助于一滑槽导向装置(75)与所述摆法兰(20)耦合，

-其中，所述滑槽导向装置(75)构造用于在第一摆运动中沿着第一摆轨道(100)引导所述第一摆质量(45)，

-其中，所述第二摆质量(50)借助于一耦合装置(110)与所述第一摆质量(45)耦合，

-其中，所述耦合装置(110)构造用于在第二摆运动中沿着第二摆轨道(140)引导所述第二摆质量(50)。

2.根据权利要求1所述的离心力摆(10；300)，

-其中，所述第一摆质量(45)具有第一摆质量部分(55)和与所述第一摆质量部分(55)耦合的第二摆质量部分(60)，

-其中，所述第二摆质量(50)轴向地布置在所述第一摆质量部分(55)和所述第二摆质量部分(60)之间，或者

-其中，所述第二摆质量(50)具有第三摆质量部分(65)和与所述第三摆质量部分(65)耦合的第四摆质量部分(70)，

-其中，所述第一摆质量(45)轴向地布置在所述第三摆质量部分(65)和所述第四摆质量部分(70)之间。

3.根据权利要求2所述的离心力摆(10；300)，

-其中，所述第一摆质量部分(55)和所述第二摆质量部分(60)借助于至少一个连接元件(105)在轴向方向上彼此耦合，

-其中，所述连接元件(105)在径向方向上在所述摆法兰(20)和所述第二摆质量(50)之间被引导。

4.根据权利要求3所述的离心力摆(10；300)，其中，所述耦合装置(110)在所述第二摆质量(50)的位于径向内部的周向面(320)上或者在所述摆法兰(20)的位于径向外部的周向面上具有导向轮廓(145)，其中，所述连接元件(105)是所述耦合装置(110)的部分并且构造用于通过与所述导向轮廓(145)相接触来至少部分地确定所述第二摆质量(50)的第二摆轨道(140)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的离心力摆(10；300)，

-其中，所述摆法兰(20)包括构造为基本上部分圆形地位于径向内部的第一区段(25)和至少一个第二区段(30)，

-其中，所述第二区段(30)径向地从所述第一区段(25)起径向向外地延伸，

-其中，在所述第一区段(25)中设置有用于将旋转运动传导到所述摆法兰(20)中的装置(31，40)，

-其中，在所述第二区段(30)中设置有所述滑槽导向装置(75)的第一空槽(76)，并且在所述第一摆质量(45)中设置有所述滑槽导向装置(75)的第二空槽(80)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的离心力摆(10；300)，其中，所述耦合装置(110)在所述第一摆质量(45)中具有第三空槽(115)，其中，所述第二摆质量(50)具有第四空槽(120)，其中，所述耦合装置(110)具有耦合元件(125)，所述耦合元件在轴向方向上延伸穿过所述第三空槽(115)和所述第四空槽(120)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的离心力摆(10；300)，其中，所述第二摆质量(50)布置在所述摆法兰(20)的径向外侧并且周向地包围所述摆法兰(20)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的离心力摆(10；300)，其中，所述第一摆质量(45)与所述第二摆质量(50)彼此相匹配，以使得所述离心力摆(10；300)具有第一本征模式和不同于所述第一本征模式的第二本征模式。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的离心力摆(10；300)，

-其中，所述第二摆质量(50)具有第三区段(305)和第四区段(310)，

-其中，所述第三区段(305)构造为环形的，

-其中，所述第四区段(310)径向地从所述第三区段(305)起向内延伸，

其中，所述第四空槽(120)布置在所述第四区段(310)中。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的离心力摆(10；300)，其中，在所述第三区段(305)上布置有凸出部(315)，所述凸出部径向向内延伸，其中，所述凸出部(315)在周向方向上至少部分地布置在所述第二区段(30)对面。