CN109312818B - 离心力摆装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心力摆装置(1)，具有能够围绕旋转轴线扭转的至少一个法兰元件(3)，该法兰元件布置在驱动侧，并且将摆质量(4)作为离心重量以能移位的方式铰接地布置在该法兰元件上，其中，摆质量(4)在至少一个法兰元件(3)上布置为在周向上分布并且借助摆支承件(5)支承在至少一个法兰元件(3)上，其中，摆质量(4)相对于至少一个法兰元件(3)借助摆支承件(5)在法兰元件(3)的离心力场中围绕零位以预先给定的振角(α)能够摆动并且在摆动时围绕其重心(S)能够部分扭转地被悬置，所述摆支承件由分别在至少一个法兰元件(3)的导轨(6)上和摆质量(4)上滚动的滚动元件(7)构成，其中，摆质量(4)的摆动和转动通过导轨(6)和耦合元件(10)的构造预先给定，其中，摆质量(4)与耦合元件(10)相互耦合，其中，在相应摆质量(4)上的耦合元件(10)作用在等径点(11)上，该等径点在摆质量(4)的摆动和转动时保持在相同的径向高度上，其中，相应摆质量(4)的等径点(11)的相应间距也相对彼此保持恒定。

Description

离心力摆装置

技术领域

本发明涉及一种离心力摆装置，尤其用于机动车的驱动系。

背景技术

离心力摆装置通常具有至少一个法兰元件，所述法兰元件布置在驱动侧，并且将摆质量作为离心重量以能移位的方式铰接地布置在所述法兰元件上。在此，完全已知将摆质量在法兰元件上布置在所述法兰元件两侧的变型，并且也已知设置有两个平行布置的法兰元件的离心力摆装置，其中，所述摆质量布置在所述法兰元件之间。在此，相应的摆质量分别通过在所述法兰元件中以及在所述摆质量中的至少一个导轨并且借助至少一个滚动元件以能移位的方式被导向，其中，所述滚动元件配合到所述导轨中。

在此，原则上已知下述离心力摆装置，其中，或者摆质量不进行自转或者摆质量相对于中心角成比例进行自转，其中，所述比例在整个振角区域上近似于保持恒定。在这两种情况中，这会导致在两个相邻的摆质量上的固定点在振动时或者相互接近地运动或者相互远离地运动。由此对摆质量的同步造成巨大困难，因为（例如弹簧元件形式的）同步装置由此在每次振动期间并且也在摆质量同步运动时被加载负荷。然而，这意味着所述弹簧元件施加到所述摆质量上的力在振动曲线上并不恒定，而是弹簧力依赖于摆质量的振角并且因此变化。

然而，振动期间弹簧力的变化通常也对振动的振动阶有负作用。尽管通过对导轨的轨道几何结构进行匹配能够平衡离心力摆装置的特定的运行点的这种影响，然而对于所有其他的运行点却不能或只能部分地平衡。这会导致降低理论上可能的回位力矩，进而旋转振动的隔离劣于理论上的可能和预期。

由本申请人在先的专利申请还已知下述离心力摆装置，其中，通过对摆质量围绕自身重心的自转进行关系到所述摆质量围绕曲轴沿重心轨道的摆动运动的有针对性的匹配，实现使得在两个相邻的摆质量上的固定支承点一直具有相同的彼此间距。同时将所述摆质量的重心轨道匹配为尽管在所述摆质量变化地自转的情况下使得系统的振动阶仍在振角上保持恒定或按照预先给定的变化曲线，例如以对摆质量运动的最终位置中的摆动级进行有针对性的调设的方式实现。

由此可行的是，耦合元件能够安置在两个摆质量之间的这些固定点上，所述耦合元件在所述摆质量的同步振动时不会被加载负荷。这些耦合点的基本特征是，在振动时到曲轴轴线的距离不保持恒定，而是根据振动方向变大或变小。此外，所述耦合元件自身相对于所述摆质量扭转，这在摆的大振角情况下导致不利的杠杆比或不利的力矢量。

发明内容

本发明的任务在于，实现一种离心力摆装置，所述离心力摆装置具有用于同步摆质量的同步装置，所述同步装置在所述摆质量同步运动时至少基本上不会被加载负荷并且因此不会阻碍所述摆质量基本上自由的振动。

通过所述同步装置实现的同步应该对应地在所述摆质量（例如由于重力作用）出现不同步运动趋势时起作用，从而在尽管有干扰的外部影响的情况下所述摆质量仍同步地振动。

本发明的另一方面在于，所述同步装置应该对所述摆质量的振动阶基本上没有影响。此外，在大振角时应该至少不会导致不利的杠杆比或力矢量，所述不利的杠杆比或力矢量会导致所述摆质量卡住或导致干扰振动。

本发明的实施例涉及一种离心力摆装置，其具有能够围绕旋转轴线扭转的（尤其作为支架部件的）至少一个法兰元件，所述法兰元件布置在驱动侧，并且摆质量作为离心重量以能移位的方式铰接地布置在所述法兰元件上，其中，所述摆质量在周缘上分布地布置在所述至少一个法兰元件上并且借助摆支承件支承在所述至少一个法兰元件上，其中，所述摆质量相对于所述至少一个法兰元件借助所述摆支承件在所述法兰元件的离心力场中围绕零位以预先给定的振角（α）能够摆动并且在摆动时围绕其重心（S）能够部分扭转地被悬置，所述摆支承件由分别在所述至少一个法兰元件和所述摆质量上的导轨上滚动的滚动元件构成，其中所述摆质量与耦合元件相互耦合，其中，所述摆质量的摆动运动和转动运动通过所述导轨和所述耦合元件的运动预先给定，其中，在相应的摆质量上的耦合元件作用在等径点（isoradialer Punkt）上，所述等径点在所述摆质量的摆动运动和转动运动时保持在相同的径向高度上，其中，相应的摆质量的等径点的相应间距也相对彼此保持恒定。通过构造相应摆质量的等径点，能够在同步运动时实现耦合，并且尽管如此却不会产生相互影响。相反，如果所述摆质量不同步振动，就会通过所述耦合元件对摆质量产生影响。这也有噪音方面的优点，因为各个离心重量相互耦合并且例如在低转速时所述摆质量不再能够单独地向径向内部落下并且产生噪音。在此，所述法兰元件布置在驱动侧，由此所述法兰元件以能扭转地方式布置并且能够被驱动用于旋转。原则上所述法兰元件能够任意地布置在驱动系中或与所述驱动系连接，例如也与带轮连接或布置在传动机构中。

特别有利的是，所述耦合元件是环元件，所述环元件布置在所述摆质量的径向内部或径向外部或轴向错开地布置在与所述摆质量相同的高度上并且以能扭转地方式被支承地布置。由此，能够节省安装空间地布置所述耦合元件，并且尽管如此所有摆质量都能够相互耦合。

也特别有利的是，所述耦合元件相对于所述至少一个法兰元件以能扭转的方式被支承地布置。由此，当所述耦合元件与所述摆质量耦合时，能够实现所述耦合元件的低摩擦的或无摩擦的移位或者扭转。

也有利的是，所述耦合元件具有径向突出的臂，借助所述臂所述摆质量中的一个能够分别在其等径点上耦合。由此，相应的摆质量能够相对于所述耦合元件以能自由运动地移位的方式布置，从而所述摆元件的运动不被所述耦合元件非必要地限制。

根据本发明的另一构想有利的是，用于引导摆动运动和转动运动的导轨构造为使得所述摆质量的围绕自身重心的转动运动关系到所述摆质量的围绕曲轴的摆动运动地得出在所述摆质量上存在下述点，所述点到曲轴轴线的距离R’在整个摆动运动和转动运动期间保持恒定。由此能够实现所述耦合在所述摆质量同步运动时保持无作用并在非同步运动时发挥其作用。

也特别有利的是，所述摆质量的重心轨道选择为使得尽管摆质量的自转是变化，所述摆质量摆动运动的振动阶在振角上也保持不变或者遵循预先给定的变化曲线。这会引起：在激活所述耦合元件并且实现所述摆质量的同步时，所述振动阶不会被影响。

也实用的是，所述摆质量的重心轨道在径向向内敞开的弯曲的轨道上延伸。

也特别有利的是，每个摆质量只分别设置一个或两个导轨。这个导轨或这些导轨与所述耦合元件共同限定相应的摆质量的运动和所述摆质量在转动和摆动运动中的分配。由此实现所述摆质量的稳定且被限定的转动。

因此也有利的是，借助滑动支承件或滚动支承件实现相应的摆质量和耦合元件之间的耦合。由此能够实现低摩擦的耦合，这仅仅尽可能小地干扰所述摆质量的运动。

附图说明

以下根据优选的实施例结合对应的附图详细阐明本发明：在此示出：图1 用于阐明本发明的离心力摆装置的示意性示图，图2 用于阐明本发明的离心力摆装置的示意性示图，和图3 用于阐明本发明的离心力摆装置的示意性示图。

具体实施方式

图1至3分别示出离心力摆装置1的示意性示图，用于阐明本发明的构想和根据本发明的离心力摆装置1的实施例。

图1至3示出离心力摆装置1，其具有能够围绕旋转轴线2扭转的至少一个法兰元件3，所述法兰元件布置在驱动侧。所述至少一个法兰元件3能够构造为一个法兰元件3或两个平行布置的法兰元件3。所述至少一个法兰元件布置在驱动侧，这意味着所述法兰元件能够例如被驱动系驱动。

示出所述离心力摆装置1具有构造为支架元件的法兰元件3。在此，完全已知将摆质量4在法兰元件3上布置在所述法兰元件3两侧的变型，并且也已知设置有两个平行布置的法兰元件3的离心力摆装置1，其中，所述摆质量4布置在两个法兰元件3之间。在此，相应的摆质量4分别通过在所述法兰元件中以及在所述摆质量4中至少一个导轨6并且借助至少一个滚动元件7以能移位的方式被导向，其中，所述滚动元件7配合到所述导轨6中。

在所述至少一个法兰元件3上将摆质量4作为离心重量以能移位的方式铰接地布置。所述摆质量4在周缘上分布地布置在所述至少一个法兰元件3上，并且所述摆质量借助摆支承件5以支承在所述至少一个法兰元件3上的方式被铰接。在此，所述摆质量4相对于所述至少一个法兰元件3借助摆支承件5在所述法兰元件3的离心力场中围绕零位以预先给定的振角（α）能够摆动并且在摆动时围绕其重心（S）能够部分扭转地被悬置并且因此可运动地被支承，所述摆支承件由分别在所述至少一个法兰元件3和所述摆质量4的导轨6上滚动的滚动元件7构成。

相应的摆质量4的摆动运动和转动运动通过在所述摆质量和所述法兰元件3中的导轨6的构造形式和耦合元件10的构造形式预先给定。由此，所述摆质量4能够实现重心8沿重心轨道9的摆动或振动并且能够实现所述摆质量4围绕所述重心8的转动。

所述摆质量4还与耦合元件10相互耦合。在此，耦合元件10在相应的摆质量4上构造为作用在等径点11上。在此，所述等径点11是在摆质量4摆动运动和转动运动期间保持在相同径向高度R’上的点，其中，相应的摆质量4的等径点相应间距a在摆质量4同步运动时也相对彼此保持恒定。

图1至3示出所述耦合元件10为下述环元件，所述环元件布置在摆质量4的径向内部并且布置为能够扭转地被支承。对此替代地，所述耦合元件10也能够构造为布置在摆质量4的径向外部的环元件。在此，所述耦合元件10布置为相对于所述至少一个法兰元件3能够扭转地支承。对此能够借助支承件支持和支承在法兰上。但所述耦合元件10也能够布置为能够自由扭转。

图1至3的实施例示出，所述耦合元件10具有径向突出的臂12，借助所述臂所述摆质量4中的一个摆质量能够分别在其等径点11上耦合。

优选设置滑动或滚动支承件13，用于相应的摆质量4与耦合元件10或臂12之间的耦合，这引起低摩擦的连接。

对于摆质量的构造和摆质量的耦合以及摆质量的运动限定特别有利的是，用于引导摆质量4的摆动运动和转动运动的导轨6构造为使得所述摆质量4的围绕自身重心8的转动运动关系到所述摆质量4的围绕曲轴或其转轴线2的摆动运动地得出在所述摆质量4上的下述点，所述点到曲轴轴线2的距离R’在整个摆动运动和转动运动中保持恒定。这就是所述等径点11。

也有利的是，摆质量4的重心轨道9选择为使得尽管所述摆质量4的自转是变化的，所述摆质量4摆动运动的振动阶在所述振角上也保持不变或者遵循预先给定的变化曲线。因此有利的是，所述摆质量4的重心轨道9在向径向内部敞开的弯曲轨道上延伸。在此图1示出，所述重心在所述重心轨道的中心并且所述摆质量在居中的位态中。图3中示出偏转的位置，在所述偏转的位置中所述摆质量4偏转为使得在所述重心轨道9上的重心8向右移动。在此，所述摆质量4以其左边缘向径向内部倾斜并且所述等径点11不变地保持在其径向位置中。

图2示出，每个摆质量4只分别设置所述导轨6中的一个导轨。但替代地也能够为每个摆质量4设置两个导轨6。

通过对所述摆质量4围绕自身重心8的转动运动进行关系到所述摆质量4围绕所述曲轴或围绕所述转轴线2的摆动运动的有目的的匹配，能够实现在所述摆质量4上具有下述点，所述点到曲轴轴线2的距离R’在整个摆动期间保持恒定，即所述等径点11。同时对所述摆质量4的重心轨道9匹配为尽管在所述摆质量4的自转变化的情况下使得系统的振动阶在所述振角上保持不变或者按照预先给定的变化曲线。由此，如果两个摆质量实施相同的振动或具有相同的重心轨道9，相邻的摆质量4的等径点11的间距a也在整个振动期间保持不变。由此，各个摆质量4能够借助耦合元件10（例如同步环）耦合并且实现对所述摆质量4的振动的同步，而不会由此影响所述振动阶。一旦摆质量4开始不同步地振动，等径点11之间的距离a会变化，然而这会被耦合元件所阻碍。在此，耦合元件优选是刚性环元件。

在根据本发明的构造中的优点是，所述摆质量4能够同步振动，并且在此在振动期间基本不再会出现摆质量4的相互影响或相互阻碍。因此，在低级或受外部干扰影响时也能够优化地利用安装空间，并且能够在不同步时实现更大的回位力矩。

根据本发明的构型的另一优点是，在发动机启动/停止时或在所述摆质量由于小的离心力而落下时减小在这个运行点中的噪音问题。通过借助所述耦合元件10实现的耦合，各个摆质量不再会由于重力而落下或者相互止挡进而造成干扰噪音。

为了将所述摆质量4附接到所述耦合元件10上，除了应用滚动支承件或者滑动支承件外也能够设置铰链的其他形式、例如板簧。

能够自由地选择作为等径点11的耦合点位置。然而优选的是在所述摆质量4的边缘处的区域、特别优选在下述边缘区域处的区域，所述边缘区域具有到所述摆质量4的重心8尽可能大的间距和到所述旋转轴线2尽可能小的间距。

对于β’ （即所述摆质量自转角变化与所述摆质量振角变化的比例关系）的变化曲线，应达到0.5到1.5之间的比例关系。但所述比例关系也能够大于或者小于给出的0.5到1.5的区域，即小于0.5或者大于1.5。在此要提到的是，该角度比例在所述摆质量从图1中所示的中心位置（也被称作顶点）出发沿正方向偏转时大于1、沿负方向偏转时小于1或者与此相反。

所述耦合元件10（如所述同步环）优选安置在径向内部、尤其在所述摆质量4和所述旋转轴线2之间。也能够设想布置在径向外部或者布置为在摆质量4的高度上轴向错开。

所述耦合元件优选借助滑动支承件或滚动支承件在所述旋转轴线2（如曲轴）上或在所述法兰元件3上被支承。也能够设想支承件的替代方式或耦合元件的没有专门支承件的变型。

摆质量4的这种已阐明的同步或耦合方式适用于所有两个或多个摆质量4相互耦合的应用。在振动阶小于或等于第二阶的应用中，这是特别有利的。

根据本发明的构想，特别有利的是所述摆质量的重心在径向上处于法兰中的滚动体接触点上。图2同样有利地示出，所述摆质量的重心处于法兰中的滚动体接触点的径向内部。

附图标记列表

1 离心力摆装置

2 旋转轴线

3 法兰元件

4 摆质量

5 摆支承件

6 导轨

7 滚动元件

8 重心

9 重心轨道

10 耦合元件

11 等径点

12 臂

13 支承件、滑动支承件或滚动支承件

Claims (9)

1.一种离心力摆装置（1），其具有能够围绕旋转轴线（2）扭转的至少一个法兰元件（3），所述至少一个法兰元件布置在驱动侧，并且摆质量（4）作为离心重量以能移位的方式铰接地布置在所述至少一个法兰元件上，其中，所述摆质量（4）在周缘上分布地布置在所述至少一个法兰元件（3）上并且借助摆支承件（5）支承在所述至少一个法兰元件（3）上，其中，所述摆质量（4）相对于所述至少一个法兰元件（3）借助所述摆支承件（5）在所述法兰元件（3）的离心力场中围绕零位以预先给定的振角（α）能够摆动并且在摆动期间能够围绕所述摆质量的重心（S）部分扭转地被悬置，所述摆支承件由分别在所述至少一个法兰元件（3）和所述摆质量（4）的导轨（6）上滚动的滚动元件（7）构成，其中，所述摆质量（4）的摆动运动和转动运动通过所述导轨（6）和耦合元件（10）的构造预先给定，其特征在于，所述摆质量（4）与耦合元件（10）相互耦合，其中，所述耦合元件（10）在相应的摆质量（4）上作用在等径点（11）上，所述等径点在所述摆质量（4）的摆动运动和转动运动期间保持在相同的径向高度上，其中，相应的摆质量（4）的等径点（11）的相应间距也相对彼此保持恒定。

2.根据权利要求1所述的离心力摆装置（1），其特征在于，所述耦合元件（10）是环元件，所述环元件布置在所述摆质量（4）的径向内部或外部或者轴向错开地布置在与所述摆质量相同的高度上并且布置为能够扭转地支承。

3.根据权利要求2所述的离心力摆装置（1），其特征在于，所述耦合元件（10）布置为相对于所述至少一个法兰元件（3）能够扭转地支承。

4.根据权利要求2或3所述的离心力摆装置（1），其特征在于，所述耦合元件（10）具有径向突出的臂（12），借助所述臂所述摆质量（4）中的各摆质量能够分别在所述摆质量的等径点（11）上耦合。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的离心力摆装置（1），其特征在于，用于引导摆动运动和转动运动的所述导轨（6）构造为使得所述摆质量（4）围绕自身重心（8）的转动运动关系到所述摆质量（4）围绕曲轴的摆动运动地在所述摆质量（4）上存在下述点，所述点到曲轴轴线的距离R’在整个摆动运动和转动运动期间保持恒定。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的离心力摆装置（1），其特征在于，所述摆质量（4）的重心轨道（9）选择为使得尽管所述摆质量（4）的自转是变化的，所述摆质量（4）的摆动运动的振动阶在所述振角上也保持不变或者遵循预先给定的变化曲线。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的离心力摆装置（1），其特征在于，所述摆质量（4）的重心轨道（9）在向径向内部敞开的弯曲轨道上延伸。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的离心力摆装置（1），其特征在于，每个摆质量（4）仅仅分别设置一个或两个导轨（6）。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的离心力摆装置（1），其特征在于，借助滑动支承件或滚动支承件（13）实现相应的摆质量（4）和耦合元件（10）之间的耦合。

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