CN107278244B - 具有压簧的离心摆装置 - Google Patents

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Abstract

一种安置在机动车辆驱动系中的离心摆装置(1)，具有至少两个摆质量件(4)，所述摆质量件被安置在至少一个支承盘(2)上，并且能够沿着预定的摆动轨道相对于支承盘作相对运动，其中，在摆质量件之间安置至少一个压簧(12)，提高压簧抗弯强度，方法是，压簧具有弹簧端部(20)和中部弹簧区域(22)，该弹簧端部具有相互紧靠的弹簧线圈(21)，该中部弹簧区域具有弹簧线圈的在弹簧长度上可变的几何形状。

Description

具有压簧的离心摆装置
技术领域
本发明涉及一种安置在机动车辆驱动系的离心摆装置，该离心摆装置具有至少两个摆质量件，摆质量件被安置在至少一个支承盘上，并且能够沿着预定的摆动轨道相对于支承盘进行相对运动。
背景技术
为减少扭转振动，在扭振系统中旋转的部分上安装作为所谓摆质量件的附加质量件。当该质量件被转速不均匀性激励，则该质量件在离心力加速度场中进行在预定轨道上的振动。激励振动通过上述振动在适当的时间将能量取走并再次送回，以此实现激励振动的稳定，摆质量件因而用作减振器。因为不仅离心摆振动的固有频率正比于转速，而且激励频率也正比于转速，因此能够实现离心摆在整个由于转速不均匀性激振的频率范围内的减振作用。所述类型的离心摆装置用于机动车辆驱动系中振动和噪音的减少。该类型的离心摆装置包括至少一个摆质量件，该摆质量件例如借助于支承轮或类似物被挂在旋转的支承盘上，并且能够沿着预定的摆动轨道相对于支承盘作相对运动。该类型离心摆装置的结构与功能例如在DE 10 2006 028 552 A1中有所阐释。除了具有支承盘的离心摆装置，其摆质量件的摆锤分质量被安置在该支承盘两侧上，还已知一种离心摆装置，其中摆质量件被安置在两个轴向相隔的支承盘之间。
阻尼件能够在例如低转速或大驱动时，通过超过运行期间离心摆相对于静止位置的允许的振动角，与支承盘接触或相互接触，这样会导致不希望有的噪声甚至损坏。为抑制该碰撞，在摆质量件或支承盘上安置止挡件。摆质量件能够设有橡胶件作为止挡件，例如安置该橡胶件在连接摆质量件的螺栓上。
阻尼件会有寿命期的问题。温度稳定性，老化和化学稳定性使得很难对此有所保证。
通过DE 10 2014 210 489 A1已知一种离心摆装置，其中，压簧被安置在摆质量件之间。压簧抑制摆质量件相互的碰撞。因为压簧受到压力，原则上产生弹簧被挤压时造成屈曲的风险。在屈曲时，中部弹簧区域垂直于弹簧轴线偏移，因此弹簧轴线呈弓形地偏移。这种情况一方面会损害弹簧效果，另一方面会通过例如摩擦损害弹簧或周围的部件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种带有在摆质量件间安置的压簧的离心摆装置，其中，压簧屈曲的风险被降低。
所述技术问题通过权利要求1所述的离心摆装置和权利要求9和10所述的用于离心摆装置的压簧解决。本发明优选的实施例，设计方案或改进方案在从属权利要求中给出。
上述技术问题特别通过一种离心摆装置解决，该离心摆装置被安置在机动车辆驱动系中，具有至少两个摆质量件，这些摆质量件被安置在至少一个支承盘上，并且能够沿预定的摆动轨道相对于支承盘作相对运动，其中，在摆质量件间安置至少一个压簧，并且其中，压簧具有弹簧端部和中部弹簧区域，该弹簧端部具有紧靠的弹簧线圈，该中部弹簧区域具有弹簧线圈的在弹簧长度上可变的几何形状。该压簧优选螺旋弹簧。该螺旋弹簧由圆形-或非圆形金属丝无芯轴缠制或有芯轴缠制而成，其中，当弹簧受到压力时，金属丝自身基本上受扭力。弹簧端部能够具有一个或多个弹簧线圈。由于紧靠的弹簧线圈，弹簧端部不具有弹性效果并且用来支承压簧。中部弹簧区域是压簧的在弹簧端部之间的区域。压簧或弹簧端部的支承通过例如摆质量件的凹槽实现。该凹槽能够具有附加的芯轴或类似物，用以固定弹簧端部。压簧优选安置在摆质量件的端面上。这说明，弹簧轴线基本上切向于离心摆摆锤运动的方向地延伸。压簧在中间段的几何尺寸特别指节距，直径，曲率和更多类似参数。优选安置压簧在离心摆装置的所有摆质量件之间。
在本发明的一种实施例中，中部弹簧区域具有弹簧线圈的至少在弹簧长度的一部分上可变的节距。该节距能够在整个中部弹簧区域上可变或只在中部弹簧区域的一部分上可变。弹簧线圈的在长度上可变的节距提高了压簧的屈曲强度。
在本发明的一种实施例中，弹簧线圈的可变的节距从弹簧端部至中部弹簧区域递增。在挤压弹簧时，弹簧端部通过这样的方式首先紧贴下一个弹簧线圈，因此有效的弹簧长度在被挤压时会缩短，并且屈曲的风险由此进一步被减小。
在一种本发明的实施例中，中部弹簧区域具有弹簧线圈的至少在弹簧长度的一部分上可变的直径。该直径能够在整个中部弹簧区域上可变或只在中部弹簧区域的一部分上可变。该弹簧线圈在其立体螺旋缠制基础上附加平面螺旋缠制，因此弹簧呈截顶圆锥状。压簧在这种情况下优选对称于弹簧中心，所以有双截顶圆锥的形状。该措施也提高压簧的抗弯强度。
在一种本发明的实施例中，弹簧线圈可变的直径从弹簧端部至中部弹簧区域递减。从弹簧端部观察，直径在移向弹簧中心时首先缩小，在弹簧中心达到最小值，并且在移向另一个弹簧端部时再次递增，因此得到双截顶圆锥的形状。
在一种本发明的实施例中，弹簧线圈可变的直径从弹簧端部至中部弹簧区域线性递减。不同于线性地减少，也能够凸函数地或凹函数地减少，在这种情况下，无法得到截顶圆锥或双截顶圆锥的形状，而是得到压簧或多或少鼓起的或收缩的形状。
在本发明的一种实施例中，中部弹簧区域具有弹簧线圈的在弹簧长度上可变的节距，以及弹簧线圈的在弹簧长度上可变的直径。这是上述用以提高抗弯强度措施的一种组合方案。
在一种本发明的实施例中，弹簧线圈在弹簧端部彼此紧靠。弹簧线圈因此也在弹簧未受力时彼此紧靠，并且能使得弹簧端部可靠地支承在摆质量件上。
上述技术问题也通过用在离心摆装置中的压簧解决，其中，中部弹簧区域具有弹簧线圈的至少在弹簧长度的一部分上可变的节距。
上述技术问题也通过用在离心摆装置中的压簧解决，其中，中部弹簧区域具有弹簧线圈的至少在弹簧长度的一部分上可变的直径。
该压簧能够既具有弹簧线圈的至少在弹簧长度的一部分上可变的直径，又具有弹簧线圈的至少在弹簧长度的一部分上可变的节距。
附图说明
下面将通过附图进一步阐述本发明的实施例。其中：
图1是具有被安置在离心摆之间的根据本发明所述压簧的离心摆装置的空间视图，
图2是离心摆装置的俯视图，
图3是具有在其之间安置的压簧的摆质量件4的细节图，
图4是根据本发明所述压簧的第一个实施例，
图5是根据本发明所述压簧的第二个实施例。
具体实施方式
图1是具有被安置在离心摆之间的根据本发明所述压簧的离心摆装置1的空间视图，图2是离心摆装置1的俯视图。该离心摆装置1基本上旋转对称于旋转轴线R。圆周方向在下文除非另有指出否则就是指绕旋转轴线R的旋转方向。轴向方向除非另有指出否则就是指平行于旋转轴线R的方向，相应地，径向方向除非另有指出否则就是指垂直于旋转轴线R的方向。该离心摆装置1被安置在驱动单元和离合器之间的安装位置上，该驱动单元特别是具有作为驱动轴的曲轴的内燃机，该离合器能够被离合杆控制并且与变速器连接。
离心摆装置1包括支承盘2，该支承盘2能够借助未详细示出的压制连接3，或借助于铆钉或螺栓与未示出的离合器盘的或套筒轮毂连接。离心摆装置1还能够被安置在例如双质量飞轮的次级法兰上，在单质量飞轮上，或在离合器外壳或类似器件上。
在支承盘2的外周安置两个摆质量件4。该摆质量件4分别包括两个摆锤分质量5a和5b，该摆锤分质量被分别安置在支承盘2两侧。摆质量件4的摆锤分质量5a和5b分别相互固定，并且能够相对支承盘2移动地或是往复摆动地被支承。在支承盘2的周围还能够安置三个，四个，五个或是更多的摆质量件4。
在摆锤分质量5的长孔8内以及支承盘2的长孔9内安置滑轮10。滑轮10与在摆锤分质量5内的长孔8和在支承盘2内的长孔9组成用于摆质量件4的滑槽引导装置，该滑槽引导装置能够实现摆质量件4沿着预定轨道相对于支承盘2作运动。通过摆质量件4在支承盘2上的悬置，即不仅预设了摆质量件4相对支承盘2的径向运动，也同时预设了周向运动，因此只给出摆质量件相对于支承盘2一个有效的自由度。相对于支承盘2或摆质量件4的滑轮10的滑动轨道被这样设计，使得摆质量件4的重心随半径摆动，该半径是到通过旋转轴线R得到的中心的距离。该运动产生重心与中心之间的变化的距离。半径与所述距离的比值是摆质量件4振荡激励的阶次的量度。当近似地或直接地调整到驱动系的主点火阶次时，就会实现在整个转速范围内振幅的减小。
特别在低转速时，根据现有技术的离心摆装置1存在这样的风险，连接销6或滑轮10在其相应的支承位置和长孔内碰撞在支承盘2上，或者两个摆质量件4相互碰撞。为抑制这种碰撞，设置例如多个具有密封圈的连接销6，该密封圈由例如橡胶或类似物制成。密封圈在切口或端口抑制连接销6的碰撞。
备选地是，离心摆装置包括双法兰，该双法兰包括两个离心摆法兰，它们在轴向上双侧地包围摆质量件。在之前所述实施例中摆质量件分别具有摆锤分质量，该摆锤分质量被安置在离心摆法兰的两侧，而带有双法兰的离心摆装置具有紧密的摆质量件，该摆质量件能由多个相互连接的金属片构成并且被两个离心摆法兰包围。
摆质量件为抑制两个摆质量件4的相互碰撞，将压簧12安置在两个摆质量件4之间。压簧12挤压摆质量件4到未受力的初始位置，在该初始位置上两个摆质量件4相对于支承盘2的偏转角为0°。摆质量件4分别在位于圆周方向上的端面13上具有用于容置压簧12的紧固件。压簧12与紧固件被安置在支承盘2的凹口14里。凹口14分别径向向外由支承盘2的连接板15限定范围。连接板15分别具有径向向外延伸的凸耳16。
紧固件能够包含例如凸耳或凸出部，该凸耳或凸出部在压簧12的线圈里凸出于弹簧端部20，并且横切于弹簧长度轴线，并且该紧固件还能够包括在摆质量件4的端面13上的凹槽。
图3是两个摆质量件4的细节图，具有在它们之间安置的压簧12。在摆质量件4的端面13上安设凹槽17，该凹槽17作为用于容置压簧12的弹簧端部的紧固件的一部分。在凹槽17的底部18安置凸耳或凸出部，该凸耳或凸出部凸出到压簧12的弹簧端部的弹簧线圈里，并且垂直于相对摆质量件4的弹簧轴线19地被固定。
图4和图5是根据本发明所述实施例的压簧12的侧视图。根据图4所示的压簧12具有沿弹簧轴线19变化的节距，根据图5所示的压簧12到中部弹簧区域被制成束腰状。
根据图4所示的压簧12是螺旋弹簧，并且包括弹簧线圈21。弹簧线圈通过弹簧丝螺旋形的缠绕制成。弹簧丝具有在弹簧长度L上固定的弹簧线径d。螺旋弹簧12具有内径DI，外径DA和中径D。其中，DA＝DI+2d，外径是内径和两倍线径之和，并且，D＝DI+d或D＝DA-d，中径因此是外径与内径的平均值，D＝1/2(DA+DI)。
螺旋弹簧12具有节距s，该节距s从两个相邻线圈的弹簧丝中心、平行于长度轴线地测量而得。在压簧12的中部弹簧区域22上，压簧12未受力时的节距s大于线径d，因此相邻弹簧线圈21具有相互间的距离a。
压簧12包括两个弹簧端部20，在该弹簧端部上，三个弹簧线圈21a，21b，21c各自的弹簧丝相互紧贴，因此节距s与弹簧线径d相等。相互紧贴的弹簧线圈的个数还能够减少或增多。例如在压簧12不受力时，两个相邻的弹簧线圈21还能够彼此紧贴。
从弹簧端部20开始，弹簧线圈紧接着具有节距Smin。朝向弹簧中心23，节距增加至值Smax。弹簧直径，也就是外径DA，内径DI以及中径D在此保持不变。如果挤压弹簧，那么具有最小节距的弹簧线圈21，也就是与弹簧端部20连接的弹簧线圈21，通过变化的节距首先闭合，并且在弹簧中心23区域安置的弹簧线圈21最后闭合。因此弹簧系数在弹簧行程上有改变，该弹簧系数也就是通过F＝ks联系弹簧压力F与弹簧压缩量s的因子。
图5是螺旋弹簧12的一种备选的实施例。该螺旋弹簧12具有像上述实施例一样的配备相互紧靠弹簧线圈的弹簧端部20。在弹簧长度L上节距s恒定的同时，在两个弹簧端部间安置的中部弹簧区域22具有变化的弹簧中径D。因为所使用的弹簧丝在弹簧长度上具有相同线径，因此适用上述外径，内径以及线宽的关系。基于简化的目的，下述内容仅涉及平均弹簧直径D。弹簧直径分别从弹簧端部20到中部弹簧区域23连续地减小，因此弹簧分段地成双截顶圆锥的形状。两个相邻弹簧线圈21的弹簧中径的差值ΔD在弹簧端部到中部弹簧区域间保持恒定，因此在图5中具有，D1-D2＝ΔD和D2-D3＝ΔD。
在图4所示出的压簧12关于变化的节距s对称于弹簧中心23。对应地，在图5所示出的压簧12关于中径D对称于弹簧中心23。
附图标记列表
1 离心摆装置
2 支承盘
3 花键
4 摆质量件
5，5a，5b 摆锤分质量
6 连接销
8 摆锤分质量内的长孔
9 支承盘内的长孔
10 滑轮
12 压簧
13 端面
14 凹口
15 连接板
16 凸耳
17 凹槽
18 底部
19 弹簧轴线
20 弹簧端部
21 弹簧线圈
22 中部弹簧区域
23 弹簧中心
s 节距
D 直径

Claims (6)

1.一种安置在机动车辆的驱动系中的离心摆装置(1)，所述离心摆装置具有至少两个摆质量件(4)，所述摆质量件被安置在至少一个支承盘(2)上，并且能够沿着预定的摆动轨道相对于所述支承盘(2)作相对运动，其中，在所述摆质量件(4)之间安置至少一个压簧(12)，其特征在于，所述压簧(12)具有弹簧端部(20)和中部弹簧区域(22)，所述弹簧端部具有相互紧靠的弹簧线圈(21)，所述中部弹簧区域具有弹簧线圈(21)的在弹簧长度上可变的几何形状，所述中部弹簧区域(22)具有弹簧线圈(21)的至少在弹簧长度的一部分上可变的节距(s)。
2.根据权利要求1所述的离心摆装置，其特征在于，所述弹簧线圈(21)的可变的节距(s)从所述弹簧端部(20)至弹簧中心(23)递增。
3.一种安置在机动车辆的驱动系中的离心摆装置(1)，所述离心摆装置具有至少两个摆质量件(4)，所述摆质量件被安置在至少一个支承盘(2)上，并且能够沿着预定的摆动轨道相对于所述支承盘(2)作相对运动，其中，在所述摆质量件(4)之间安置至少一个压簧(12)，其特征在于，所述压簧(12)具有弹簧端部(20)和中部弹簧区域(22)，所述弹簧端部具有相互紧靠的弹簧线圈(21)，所述中部弹簧区域具有弹簧线圈(21)的在弹簧长度上可变的几何形状，所述中部弹簧区域(22)具有弹簧线圈(21)的在弹簧长度(L)的至少一部分上可变的直径(D)。
4.根据权利要求3所述的离心摆装置，其特征在于，所述弹簧线圈(21)的可变的直径(D)从所述弹簧端部(20)至所述弹簧中心(23)递减。
5.根据权利要求4所述的离心摆装置，其特征在于，所述弹簧线圈(21)的可变的直径(D)从所述弹簧端部(20)至所述弹簧中心(23)线性递减。
6.一种应用在根据权利要求1或2所述的离心摆装置中的压簧(12)，其特征在于，中部弹簧区域(22)具有弹簧线圈(21)的在弹簧长度(L)的至少一部分上可变的节距(s)。
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