CN108713114A - 驱动轮装置和制造驱动轮装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驱动轮装置(10)，用于将辅助设备连接到驱动轴，驱动轮装置设有轴套、驱动轮、扭转振动阻尼器和至少一个扭转振动减振器，轴套能够与驱动轴连接，用于引入驱动轴的扭矩，驱动轮(18)用于通过牵引机构连接辅助设备，至少一个扭转振动减振器(16)被布置在轴套(12)和驱动轮(18)之间，其中，扭转振动减振器(16)具有能作用在驱动轮(18)上的能量存储元件(26)以及与轴套(12)通过紧固件(34)连接的且能作用在能量存储元件(26)上的减振器法兰(32)，扭转振动阻尼器(38)具有与轴套(12)通过紧固件(34)连接的阻尼器法兰(36)，其中，减振器法兰(32)的材料被增加摩擦地压入到阻尼器法兰(36)的材料中和/或轴套(12)的材料中。通过相互压入的材料，即使在较高回复力矩的情况下，紧固件(34)的区域中也产生较高摩擦，避免了紧固件(34)的高剪切应力，从而能够低成本且持久地驱动机动车的辅助设备。

Description

驱动轮装置和制造驱动轮装置的方法

技术领域

本发明涉及一种驱动轮装置和用于制造这种驱动轮装置的方法，借助该驱动轮装置例如能够将热力发动机的曲轴和例如空气压缩机的辅助设备相连接。

背景技术

从EP 2 827 014 A1已知一种皮带轮装置，其中用于驱动机动车的辅助设备的皮带轮借助皮带传动装置通过皮带通过弓形弹簧减振地与机动车发动机的曲轴连接。为此，能够轴向止挡弓形弹簧的弓形弹簧法兰与被固定在曲轴上的轴套螺栓连接。使用相同的螺栓，橡胶阻尼器的减振器法兰与轴套螺栓连接，从而弓形弹簧法兰通过螺栓被固定在减振器法兰和轴套之间。

始终需要能够以低成本且高耐久性地驱动机动车的辅助设备。

发明内容

本发明所要解决问题是示出一种措施，其能够低成本地且持久地驱动机动车的辅助设备。

根据本发明，该技术问题通过具有权利要求1的特征的驱动轮装置和具有权利要求9的特征的方法来解决。从属权利要求和下面的描述给出本发明的优选的设计，能够分别单独地或组合地阐述了本发明的观点。

根据本发明，驱动轮装置用于将辅助设备连接到驱动轴，特别是机动车的热力发动机的曲轴，驱动轮装置设有轴套、驱动轮、扭转振动阻尼器和至少一个扭转振动减振器，所述轴套能够与驱动轴连接，用于引入驱动轴的扭矩，所述驱动轮，特别是皮带轮，用于通过牵引机构连接辅助设备，所述至少一个扭转振动减振器，特别是皮带轮解耦器，被布置在轴套和驱动轮之间，用于减少轴套的扭转振动，其中，扭转振动减振器具有能作用在驱动轮上的能量存储元件，特别是弓形弹簧，以及与轴套通过紧固件，特别是螺栓连接的且能作用在能量存储元件上的减振器法兰，所述扭转振动阻尼器，特别是橡胶阻尼器，用于减少轴套的扭转振动，其中，扭转振动阻尼器具有与轴套通过紧固件连接的阻尼器法兰，其中，减振器法兰的材料被增加摩擦地压入到阻尼器法兰的材料中和/或轴套的材料中，和/或阻尼器法兰的材料被增加摩擦地压入到减振器法兰的材料中和/或轴套的材料中，和/或轴套的材料被增加摩擦地压入到阻尼器法兰的材料中和/或减振器法兰的材料中。

通过从一个部件压入到另外的部件的材料中的材料能够在相应的接触表面增加摩擦。特别地，能够通过相互嵌入的材料形成至少轻微的形状配合式连接，这增加了相对沿圆周方向的相对旋转的静摩擦。在此考虑，扭转振动减振器和扭转振动阻尼器能够以不同的频率引入与扭转振动反向的回复力矩。由此，在原则上是可能的是，减振器法兰和阻尼器法兰短暂地在相反的旋转方向引入的回复力矩，并且紧固件能够在减振器法兰和阻尼器法兰之间的接触表面上受到特别强烈的剪切力。通过相互压入的材料，特别在减振器法兰和阻尼器法兰之间的接触表面上，出现的相对扭矩还能够相应地增强摩擦接合，而无需担心打滑和紧固件的突然增强的剪切应力。由此改善了驱动轮装置的耐用性。此外，能够允许相应高的回复力矩，从而能够改善减振器效果和/或阻尼器效果，和/或能够使用较小尺寸的紧固件，从而能够节省制造成本和结构空间。通过相互压入的材料，即使在较高回复力矩的情况下，紧固件区域中也产生较高摩擦，避免了紧固件的高剪切应力，从而能够低成本且持久地驱动机动车的辅助设备。

减振器法兰，阻尼器法兰和轴套的材料能够特别地在相互贴靠的接触表面上具有不同的硬度，从而较硬的材料能够被压入到较软的材料中。特别地，设计三个部件中位于轴向中间的部件比另外两个部件更硬，从而中间的部件能够在其两个轴向侧面上压入到另外的部件的材料中。优选地，减振器法兰、阻尼器法兰和轴套在其相互面对的相邻的轴向侧面上直接相互贴靠。从而能够省去中间部件，例如增大摩擦的摩擦盘。通过压入，一个部件的材料能够进入另外的部件的材料中，并且在这种情况下，特别地，材料使得另外的部件相应地塑性变形。因此，各个部件的材料能够相互交错并且形成在切线方向上相互贴靠的接触区域。例如，在一个子区域中，一个部件的材料能够被压入到另外的部件的材料中，而在另外的子区域中则相反。由此改善了由沿切向作用的力的扭矩传递。由此，在相互作用的接触表面上的沿圆周方向的滑动仅在明显更高的扭矩的情况下发生，这特别在预期操作中是不期望的。

驱动轮能够驱动牵引机构，牵引机构又能够驱动机动车的辅助设备。辅助设备例如是冷却水泵、油泵、空调的空调压缩机，燃料泵，发电机，润滑剂泵，用于可充电的汽车发动机中的压缩增压空气的机械增压机/压缩机。辅助设备还能够被设计为电机，从而基本能够将扭矩流从以电动机模式运行的电机通过驱动轮装置传递至轴套。牵引机构能够被设计成绳索，皮带，特别是扁平皮带或V形皮带，特别是聚V皮带，链条等。牵引机构特别是纤维增强的和/或具有至少一根金属丝，从而提供特别高的抗拉强度。驱动轮特别在沿径向向外的外表面上具有匹配牵引机构的形状的轮廓。特别地，驱动轮被设计为皮带轮。驱动轮例如能够具有沿径向内置的内部空间，能量存储元件能够被布置在该内部中。为此，驱动轮能够具有沿径向向内和/或沿轴向凸出的凸肩，其能够在切向上止挡能量存储元件，以传递扭矩。减振器法兰特别能够从径向内部借助凸肩伸到能量存储元件的半径区域中，凸肩能够在切向上止挡能量存储元件，以传递扭矩。扭转振动减振器能够被特别地设计为皮带轮解耦器。减振器法兰能够具有通孔，相应的紧固件能够沿轴向穿过通孔，以将减振器法兰和轴套固定连接。轴套还能够特别地与机动车发动机的驱动轴连接，由此驱动轮装置能够连接到机动车的驱动系。阻尼器法兰能够具有通孔，相应的紧固件能够沿轴向穿过通孔，以将阻尼器法兰固定连接到轴套和减振器法兰。能够借助阻尼器法兰能相对转动地固定阻尼器质量块。阻尼器质量块能够与阻尼器法兰例如通过弹性材料连接，以便能够在确定的频率范围中通过阻尼器法兰引入用于减少扭转振动的回复力矩。扭转振动阻尼器能够被特别地设计为橡胶阻尼器。还能够省略扭转振动阻尼器，从而不设置与轴套通过紧固件连接的阻尼器法兰。优选地，设置扭转振动阻尼器和扭转振动减振器，其中，扭转振动阻尼器和扭转振动减振器用于不同的频率范围的减振和/或阻尼。

特别地，减振器法兰和/或阻尼器法兰在轴向侧，特别是在两个轴向侧，设有凹凸或不平的表面轮廓，以增大摩擦地压入到另外的材料中。凹凸的表面轮廓具有例如边缘尖锐的线或点，其能够容易地压入到对置的材料中。表面轮廓能够例如形成切削刃，该切削刃能够使对置的材料塑性变形，以便能够嵌入。例如，面向对置的材料的边缘和/或尖部具有侧表面，侧表面的开口角度是1°≤α≤90°，特别是2°≤α≤45°，优选是5°≤α≤30°，特别优选是10°≤α≤15°。

优选地，表面轮廓能够通过滚花，特别通过十字滚花制造。由此能够避免削弱部分表面。替代地，表面轮廓能够通过材料的塑性变形借助相应的、特别是更硬的阴模容易地制造。例如，在形成表面轮廓的材料中总会发生无切屑的变形，从而设置用于变形的工具能够已经具有用于制造表面轮廓的阴模。从而能够低成本地且无需附加的加工步骤地提高减振器法兰、阻尼器法兰和/或轴套之间的摩擦。

特别优选地，表面轮廓具有多个沿周向分布的、沿径向延伸的凸出部和/或多个沿周向和/或沿径向分布的、优选为金字塔形的凸起(Warze)。这种成形的表面轮廓能够容易地嵌入到对置的材料中。由于在对置的部件的相互挤压的接触表面上的尖部应力集中，对置的材料能够容易地塑性变形，以为表面轮廓提供空间。

特别地，减振器法兰具有相比轴套和阻尼器法兰更高的硬度，或者阻尼器法兰具有相比轴套和减振器法兰更高的硬度。能够特别通过材料硬化，例如通过加热和淬火，实现更高的硬度。特别地，如果是部件减振器法兰、阻尼器法兰和轴套中位于轴向中间的部件，其具有更高的硬度，从而这三个部件中只有一个需要进行单独的硬化处理。具有较低硬度的部件不需要硬化或设置表面轮廓。由于较硬部件的表面轮廓的按压，通过较软部件的由此产生的塑性变形自动实现合适的形状设计。

优选地，紧固件提供轴向的按压力，其中选择按压力的大小以实现增加摩擦的压入。从而能够这样拧紧紧固件，使得紧固件或者多个紧固件提供的按压力足够将一个部件的表面轮廓塑性地压入到另外的部件的材料中。增大摩擦的连接能够通过一个或多个紧固件独立地实现，而不需要借助单独的工具来产生这种连接。

特别优选地，减振器法兰沿轴向布置在阻尼器法兰和轴套之间。从而能够容易地将驱动轮沿径向和/或沿轴向，特别通过相应的滑动轴承支承在轴套上。另外，在轴套和辅助设备之间的扭矩流在轴向区域中实现，设置该轴向区域尽可能地靠近轴套，从而能够将由牵引机构作用在驱动轮上而产生的非必要的倾斜力矩最小化。

特别地，扭转振动阻尼器具有以可移动的方式连接到阻尼器法兰的阻尼器质量块，其中，沿轴向布置阻尼器质量块紧邻扭转振动减振器和/或紧邻驱动轮，其中，布置阻尼器质量块的重心沿轴向偏离于阻尼器法兰与减振器法兰和/或与轴套的接触表面。由于阻尼器质量块沿轴向偏离于阻尼器法兰的连接部，阻尼器质量块能够引入倾斜力矩。然而，通过表面轮廓嵌入到阻尼器法兰中和/或阻尼器法兰的表面轮廓嵌入到另外的部件中，能够将摩擦增大到这样的程度，使得阻尼器法兰甚至能够在径向外侧的接触区域具有裂缝。表面轮廓还能够在裂缝足够小的情况下实现一定的形状配合式的连接以传递沿切向作用的力，和/或其余的接触面的摩擦足以传递预期的扭矩。这使得阻尼器质量块和用于连接牵引机构的驱动轮的径向外表面不需要沿径向嵌套地布置。特别地，从径向观察，避免了驱动轮和阻尼器质量块的重叠。这导致更简单且更具成本效益的设计并且节省了沿径向的结构空间。

本发明还涉及一种方法，用于制造能够如上所述地设计或改进的驱动轮装置，其中，减振器法兰和/或阻尼器法兰，特别在用于形成三维形状的无切屑的变形期间，设置表面轮廓，并且随后至少在表面轮廓的区域中进行硬化处理。通过相互压入的材料，即使在较高回复力矩的情况下，紧固件区域中也产生较高摩擦，避免了紧固件的高剪切应力，从而能够低成本且持久地驱动机动车的辅助设备。

特别地，通过由紧固件施加的按压力将表面轮廓压入到相邻的部件的材料中。不需要单独的、在相对的轴向侧上将表面轮廓嵌入到另外的材料中的加工步骤。

附图说明

接下来将通过附图，借助于优选的实施例示意性地阐述本发明，其中，下述特征既能够分别单独地也能够组合地描述本发明的观点。附图为：

图1是驱动轮装置的示意性的剖视图，

图2是图1的驱动轮装置的减振器法兰的第一实施方式的示意性的俯视图，

图3是图2的减振器法兰的部分的示意性的细节图，

图4是图1的驱动轮装置的减振器法兰的第二实施方式的示意性的俯视图，以及

图5是图4的减振器法兰的部分的示意性的细节图。

具体实施方式

在图1中所示的驱动轮装置10具有轴套12，其能够与机动车的能绕旋转轴线14转动的驱动轴抗扭地连接，以便将驱动轮装置10连接到机动车的驱动系。被设计为皮带轮的驱动轮18通过被设计为皮带轮解耦器的扭转振动减振器16与轴套12相连。驱动轮18具有特殊形状的径向外表面20，在该外表面上，被设计为齿形皮带的牵引机构能够作用力式地和/或形状配合式地与该外表面接合，以便能够驱动机动车的辅助设备。驱动轮18通过径向滑动轴承22和轴向滑动轴承24被支承且支撑在轴套12上。

扭转振动减振器16具有被设计为弓形弹簧的能量存储元件26，该能量存储元件能够在一个轴向端部抵靠在驱动轮18的凸出的止挡件28和与驱动轮18连接的盖件30的凸出的止挡件上，并且在另一轴向端部抵靠在减振器法兰32上，以传递扭矩。减振器法兰32借助被设计为螺钉的紧固件34抗扭地与轴套12连接。还借助相同的紧固件34固定被设计为橡胶阻尼器的扭转振动阻尼器38的阻尼器法兰36，从而减振器法兰32被布置在阻尼器法兰36和轴套12之间。相对阻尼器法兰36能有限地转动的阻尼器质量块42与阻尼器法兰36通过弹性材料40连接。在所示的实施例中，在阻尼器法兰36和盖件30之间设置盘件44。盘件44能够密封扭转振动减振器16的内部空间46和/或能够通过额外的摩擦实现额外的减振效果，以避免因共振增强的扭转振动。

在所示实施例中，减振器法兰32通过额外的硬化工艺比轴套12和阻尼器法兰36硬度大，并且在轴向两侧具有凹凸的表面轮廓48。减振器法兰32的表面轮廓48能够通过由紧固件34压紧的按压力例如压入到轴套12的材料中和阻尼器法兰36的材料中，从而增加抵抗相对旋转的摩擦力。

如图2和3所示，减振器法兰32的表面轮廓46能够构造为多个沿径向延伸的、边缘尖锐的凸出部50。附加地或备选地，如图4和图5所示，减振器法兰32的表面轮廓46被设计为能够通过十字滚花制造的大量的金字塔形的尖的凸起52。表面轮廓46能够特别通过滚花和/或在减振器法兰的无切屑的变形过程中形成。

附图标记列表

10 驱动轮装置

12 套筒

14 旋转轴线

16 扭转振动减振器

18 驱动轮

20 外表面

22 径向滑动轴承

24 轴向滑动轴承

26 能量存储元件

28 止挡件

30 盖件

32 减振器法兰

34 固定件

36 阻尼器法兰

38 扭转振动阻尼器

40 弹性材料

42 阻尼器质量块

44 盘件

46 内部空间

48 表面轮廓

50 凸出部

52 凸起

Claims (10)

1.一种驱动轮装置，用于将辅助设备连接到驱动轴，特别是机动车的热力发动机的曲轴，所述驱动轮装置设有轴套、驱动轮、扭转振动阻尼器和至少一个扭转振动减振器，

所述轴套(12)能够与所述驱动轴连接，用于引入所述驱动轴的扭矩，

所述驱动轮(18)，特别是皮带轮，用于通过牵引机构连接辅助设备，

所述至少一个扭转振动减振器(16)，特别是皮带轮解耦器，被布置在所述轴套(12)和所述驱动轮(18)之间，用于减少所述轴套(12)的扭转振动，其中，所述扭转振动减振器(16)具有能作用在所述驱动轮(18)上的能量存储元件(26)，特别是弓形弹簧，以及与所述轴套(12)通过紧固件(34)，特别是螺栓，连接的且能作用在所述能量存储元件(26)上的减振器法兰(32)，

所述扭转振动阻尼器(38)，特别是橡胶阻尼器，用于减少所述轴套(12)的扭转振动，其中，所述扭转振动阻尼器(38)具有与所述轴套(12)通过所述紧固件(34)连接的阻尼器法兰(36)，

其特征在于，

所述减振器法兰(32)的材料被增加摩擦地压入到所述阻尼器法兰(36)的材料中和/或所述轴套(12)的材料中，

和/或所述阻尼器法兰(36)的材料被增加摩擦地压入到所述减振器法兰(32)的材料中和/或所述轴套(12)的材料中，

和/或所述轴套(12)的材料被增加摩擦地压入到所述阻尼器法兰(36)的材料中和/或所述减振器法兰(32)的材料中。

2.根据权利要求1所述的驱动轮装置，其特征在于，所述减振器法兰(32)和/或所述阻尼器法兰(36)在轴向侧，特别是在两个轴向侧上设有凹凸的表面轮廓(46)，以增大摩擦地压入到另外的材料中。

3.根据权利要求2所述的驱动轮装置，其特征在于，能够通过滚花制造所述表面轮廓(46)。

4.根据权利要求2或3所述的驱动轮装置，其特征在于，所述表面轮廓(46)具有多个沿周向分布的、沿径向延伸的凸出部(50)和/或多个沿周向和/或沿径向分布的、优选为金字塔形的凸起(52)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动轮装置，其特征在于，所述减振器法兰(32)具有相比所述轴套(12)和所述阻尼器法兰(36)更高的硬度，或者所述阻尼器法兰(36)具有相比所述轴套(12)和所述减振器法兰(36)更高的硬度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动轮装置，其特征在于，所述紧固件(34)提供轴向的按压力，其中选择所述按压力的大小以实现增加摩擦的压入。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的驱动轮装置，其特征在于，所述减振器法兰(32)沿轴向被布置在所述阻尼器法兰(36)和所述轴套(12)之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的驱动轮装置，其特征在于，所述扭转振动阻尼器(38)具有阻尼器质量块(42)，所述阻尼器质量块(42)能相对所述阻尼器法兰(42)移动地连接所述阻尼器法兰(36)，其中，沿轴向布置所述阻尼器质量块(42)紧邻所述扭转振动减振器(16)和/或紧邻所述驱动轮(18)，其中，布置所述阻尼器质量块(42)的重心沿轴向偏离于所述阻尼器法兰(36)与所述减振器法兰(32)和/或与所述轴套(12)的接触表面。

9.一种用于制造根据权利要求1至8中任一项所述的驱动轮装置(10)的方法，其中，减振器法兰(32)和/或阻尼器法兰(36)，特别在用于形成三维形状的无切屑的变形期间，设置表面轮廓(46)，并且随后至少在所述表面轮廓的区域中进行硬化处理。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，通过由紧固件(34)施加的按压力将所述表面轮廓(46)压入到相邻的部件的材料中。