CN110382907B - 离心摆和用于机动车的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于减少扭转振动的离心摆，离心摆具有至少一个可围绕旋转轴线(1)旋转的摆法兰(20)和多个在摆法兰(20)上可移动地布置的摆质量件(10)，摆质量件用于分别进行基本上垂直于旋转轴线发生的振动运动(2)，其中，接触元件(40)、尤其塑料元件与相应的摆质量件(10)机械地固定连接，并且离心摆具有至少一个摩擦装置(30)，借助摩擦装置分别将基本平行于旋转轴线作用的法向力(Fn)作用到相应的接触元件(40)上，从而在摆质量件(10)运动时，由于第一法向力(Fn)的加载，在相应的摆质量件(10)的接触元件(40)上产生反作用于该运动的摩擦力(Fr)。借助此处提及的根据本发明的离心摆可通过有效的方式降低或消除尤其在内燃机驱动的机动车的驱动系中的扭转振动。

Description

离心摆和用于机动车的驱动装置

技术领域

本发明涉及一种用于减少扭转振动的离心摆以及用于机动车的驱动装置，驱动装置具有根据本发明的离心摆。

背景技术

离心摆包含至少一个可围绕旋转轴线转动的摆法兰以及在其上可振动地悬挂的摆质量件。摆质量件在离心加速场中在预定的轨道上进行振动。如此摆质量件可补偿例如由于内燃机的包含旋转振动的运行而引入的转速不均匀性，这通过使摆质量件本身振动来实现。通过该振动从激励振动中吸取能量或输送能量，从而平复或减小激励振动的振幅。在此，离心摆基于随转速的逐渐增加而逐渐增加的离心力而用作转速适配的扭转振动减振器，因为离心摆振动的固有频率和激励频率与转速成正比。

由现有技术已知在DE102006028552A1中公开的具有离合器盘的离合器装置，离合器盘包括离合器盘毂。为了尤其在离合器装置装入的状态下在运行中出现的噪音方面优化离合器装置，使离心摆装置的包括多个摆质量件的摆质量件承载装置与离合器盘耦合，多个摆质量件相对于摆质量件承载装置可运动地安装在摆质量件承载装置上。在此，摆质量件在法兰元件的两侧可受限地运动地安装在法兰元件上。

在转速低且同时内燃机出现高扭矩波动时，会使摆质量件撞击在振动空间的边界上。在此失去离心摆的功能，从而不再提供振动隔离。

在DE102013211391中公开了一种转速适配的减振器和具有该减振器的扭转振动减振器。转速适配的减振器配备有可围绕旋转轴线转动的盘件和多个在该盘件上在圆周上布置的减振质量件，减振质量件沿着沿第一摆动轨道的外摆的第一振动角、匹配预定的第一摆动阶次地振动。在此设置具有两个摆动阶次的重心轨道，其中，第二摆动阶次小于第一摆动阶次。因为第二阶次不再与发动机阶次一致，摆质量件的振幅减小。

减小摆质量件的摆动运动的振幅的另一方案是在摆质量件和支架之间产生摩擦。

在DE102010049553A1中公开了，在尤其应用在机动车的驱动系中的离心摆装置中，离心摆装置的作用方式被限制在高于最小转速的转速范围上，离心摆装置具有多个摆质量件，多个摆质量件安装在摆支架上并且可相对于摆支架运动。这通过一种器件实现，该器件与转速相关地制动至少一个摆质量件的运动。该器件的作用方向在此是相对摆质量件的径向。

在DE102014211711A1中或在WO2015192846A1中公开了一种离心摆，离心摆具有可围绕旋转轴线转动的摆法兰和在圆周上分布的在可旋转的摆法兰的离心力场中可摆动地悬挂在摆法兰中的摆。为了防止摆剧烈地撞击在摆法兰上，摆沿轴向相对于摆法兰被预紧。如此也可使摆质量件在离心力低于重力的情况下保持在其径向位置中。

发明内容

在此基础上，本发明的目的是提供一种离心摆，该离心摆使得对激励振动的可靠衰减与成本有利的结构和长使用寿命相结合。

该目的通过根据权利要求1的根据本发明的离心摆以及作为补充地通过在权利要求10中所述的具有离心摆的驱动装置实现。根据本发明的离心摆的有利设计方案在从属权利要求2-9中给出。

权利要求的特征可以任意的技术方式组合，其中对此的阐述也可从下面描述中获得以及特征可从附图中得出，附图包括本发明的补充构造方案。

在本发明中，术语径向、轴向和周向始终涉及离心摆的旋转轴线。

本发明涉及用于减少扭转振动的离心摆，离心摆具有至少一个可围绕旋转轴线旋转的摆法兰和多个在摆法兰上可移动地布置的摆质量件，摆质量件用于分别进行基本上垂直于旋转轴线发生的振动运动。接触元件、尤其塑料元件与相应的摆质量件机械地固定连接。离心摆具有至少一个摩擦装置，借助摩擦装置分别将基本平行于旋转轴线作用的法向力作用到相应的接触元件上，从而在摆质量件运动时，由于法向力的加载，在相应的摆质量件的接触元件上产生反作用于该运动的摩擦力。

尤其摆质量件可摆动地悬挂。

接触元件力式、形状配合式和/或材料式地与摆质量件机械地连接，从而在任何情况下均形成在摆质量件的主体和接触元件之间的固定或刚性的连接。

由摩擦装置施加的法向力基本平行于旋转轴线地起作用，并因此垂直于摆质量件的运动方向或垂直于摆质量件的旋转运动的切线地起作用。

由于摩擦力使得接触元件的运动被制动，并且因为接触元件与摆质量件的机械连接也使得摆质量件本身的振动运动被制动，因此减小了摆质量件的振幅。

因此，在可运动的接触元件或与其连接的摆质量件的一侧以及旋转固定的元件、例如摩擦装置本身或摆法兰的另一侧之间存在相对平移运动。

由于在摆质量件运动时其与摩擦装置的间距不变，摆质量件或接触元件被加载基本恒定的法向力，从而也产生基本恒定的摩擦力。

优选地，摩擦装置基本构造成环形。因此借助环形的摩擦装置可基本平行于旋转轴线地分别将力施加到所有布置的摆质量件上或施加到摆质量件所配备的接触元件上，从而在摆质量件运动时，摩擦力与摆质量件的运动相反地作用到摆质量件上或作用到该摆质量件所配备的接触元件上。

在此摩擦装置具体地可与圆形不同。

在离心摆的实施方式中设置，相应的摆质量件至少局部地在其表面上具有接触元件，由摩擦装置施加的法向力作用到该接触元件上。因此由法向力产生的摩擦力在摩擦装置本身和接触元件之间起作用。

在该实施方式中提供，接触元件通过局部包围相应的摆质量件的塑料包封构成。这说明，在此例如摆质量件的金属芯在其上包有塑料。在此，该包封可在摆质量件的相对置的侧面上具有不同的壁厚。

摩擦装置可尤其是弯曲弹簧，例如环形的板簧，借助弯曲弹簧引起作用到相应的接触元件上的法向力。这种环形的弯曲弹簧或板簧也称为波形盘并且优选由弹簧钢制成。

弯曲弹簧可支撑在摆法兰上并且具有多个在轴向上延伸的凸形区域，其中，至少一个凸形区域贴靠在相应的摆质量件的接触元件上并且压靠该接触元件。如此经由凸形区域将轴平行地作用的法向力施加到摆质量件上，法向力引起减小振动的摩擦力。在此，弯曲弹簧的在凸形区域之间的区段沿轴向支撑在摆法兰上。这说明，摩擦装置在一侧作用到相应的摆质量件的接触元件上并且在另一侧支撑在摆法兰上。因此，摆法兰施加法向力的相应反作用力。

由此例如弯曲弹簧可以在周向上具有三个均匀分布的轴向突出的波形部作为凸形区域，波形部压在相应定位的摆质量件或接触元件上。

在此，相应的凸形区域或者说相应的波形部相对于环形的弯曲弹簧的布置平面的距离在环形形状的径向外侧可比在径向内侧更大。在此，布置平面是基本垂直于旋转轴线的平面，该平面相应于环形的弯曲弹簧的、与凸形区域无关的布置平面。

在环形的弯曲弹簧的另一实施方式中设置，弯曲弹簧具有轴向突出的元件，轴向突出的元件挂在摆法兰中，弯曲弹簧沿轴向支撑在摆法兰上。

即使在由弯曲弹簧施加的摩擦力的反作用力以与摆法兰的旋转运动相切的方式作用到弯曲弹簧上，突出的元件确保环形的弯曲弹簧相对于摆法兰的特定的角位置。

根据本发明的离心摆可以具有两个摆法兰，从而离心摆除了刚才提及的摆法兰外还具有另外的第二摆法兰，其中，两个摆法兰沿着旋转轴线彼此相对地布置并且摆质量件布置在摆法兰之间。两个摆法兰设置用于共同地围绕旋转轴线旋转并且吸收引入的振动并且传递到摆质量件上。

摩擦装置可以具有一个或两个环形的弯曲弹簧。

由此，离心摆可以在第一摆法兰和摆质量件的接触元件之间具有仅一个作为摩擦装置的第一环形弯曲弹簧。通过由单个的弯曲弹簧产生的法向力的加载，摆质量件贴靠在另外的第二摆法兰上。

在替代的构造方案中，离心摆具有作为摩擦装置的两个环形弯曲弹簧，其中，第一环形弯曲弹簧布置在第一摆法兰和摆质量件的接触元件之间，并且第二环形弯曲弹簧布置在另外的第二摆法兰和摆质量件的接触元件之间。

在首先叙述的替代方案中，在摆质量件或其接触元件运动时，一方面在接触元件和构造成弯曲弹簧的摩擦装置之间并且另一方面在摆质量件或其接触元件和第二摆法兰之间存在摩擦力。

在之后叙述的替代方案中，离心摆具有环形的弯曲弹簧、尤其环形的板簧的形式的摩擦装置，借助摩擦装置基本平行于旋转轴线地将相应的力施加到摆质量件或所属的接触元件上，从而在摆质量运动时，将摩擦力以相反于摆质量件的运动的方式作用到摆质量件上或其所属的接触元件上。因此，在摆质量件或其接触元件运动时，一方面在接触元件和第一弯曲弹簧之间并且另一方面在摆质量件或其接触元件和第二环形弯曲弹簧之间存在摩擦力，第二环形弯曲弹簧沿轴向支撑在第二摆法兰上。

在两种情况下，借助一个或多个摆法兰产生与由摩擦装置或者说弯曲弹簧施加的法向力的平衡。

这说明，沿轴向通过摩擦装置被加载力的摆质量件在另一侧直接或间接地支撑在另一摆法兰上，以在轴向上产生静态平衡。

在另一实施方式中设置，摩擦装置包括多个螺旋压缩弹簧，螺旋压缩弹簧容纳在摆质量件的开口或凹口中，并且螺旋压缩弹簧沿轴向分别将法向力施加到为相应的摆质量件配备的接触元件上，从而接触元件沿轴向压靠在至少一个摆法兰上。因此，相应的螺旋压缩弹簧形状配合式连接地容纳在摆质量件中。螺旋压缩弹簧以相应的法向力沿轴向压靠到相应的摆质量件的接触元件上，接触元件又压靠到摆法兰上。通过在接触元件和摆法兰之间的相对运动，在摆质量件运动时，在这些构件之间产生摩擦力，摩擦力反向于该运动，由此减小摆质量件的振动运动。

在一种离心摆设计方案中，其中有两个彼此相对置地定位的摆法兰，螺旋压缩弹簧沿轴向支撑在接触元件的同样轴向相对置的区域上或相对置的接触元件上，接触元件又沿轴向支撑在摆法兰上。

为了实现该目的，作为补充提供用于机动车的驱动装置，驱动装置具有驱动机、尤其内燃机以及车辆变速器和根据本发明的离心摆，其中，离心摆将驱动机和车辆变速器旋转地彼此机械连接。

在此，离心摆可尤其安装在离合器盘片的盘毂上或法兰上或直接安装在变速器输入轴上。因此离心摆是设置在摩擦离合器的输出侧上且形成变速器输入侧的组件的一部分。

附图说明

下面在相关技术背景基础上参考示出优选实施方式的附图详细阐述上述发明。本发明不受示意图的限制，其中应注意，在附图中示出的实施例不限于示出的尺寸。其中示出：

图1示出了根据本发明的离心摆的俯视图，

图2示出了沿着图1中示出的剖切面A-A的剖视图，

图3示出了沿着图1中示出的剖切面E-E的剖视图，

图4示出了图1中示出的细节Z的放大视图，

图5示出了沿着图1中示出的剖切面F-F的剖视图，

图6示出了根据本发明的离心摆的分解图，

图7示出了弯曲弹簧的俯视图，

图8示出了图7中示出的弯曲弹簧的侧视图，

图9示出了图8中示出的细节X的放大图，

图10示出了弯曲弹簧的立体图，

图11示出了根据本发明的另一实施方式的离心摆的剖视图，

图12示出了呈现离心摆的摆质量件的局部，

图13示出了根据本发明的另一实施方式的离心摆的剖视图。

具体实施方式

在附图中示出的根据本发明的离心摆如此构造，使得如同尤其从图2、5、6、11和13中可见地，该离心摆具有沿着旋转轴线1彼此平行布置的两个摆法兰，即，第一摆法兰20和第二摆法兰21。在第一摆法兰和第二摆法兰之间布置可摆动或振动地悬挂的摆质量件10。摆质量件10可执行在图1和12中示出的振动运动2，即尤其围绕旋转轴线1振动运动。为此摆质量件10与滚轮60连接，滚轮在摆法兰20、21中的引导槽22中可运动地被引导。

如同尤其从图2、6、11和13中可见地，相应的摆质量件10在其径向内侧11以及部分地在轴向限定的侧面构造有接触元件40，接触元件优选是塑料元件。接触元件40固定地与相应的摆质量件10的主体连接。

在图2所示的实施方式中可看出，接触元件40在摆质量件10的两侧具有相同的壁厚41。与此相对，从图11中可看出，在摆质量件10的两侧上的壁厚41也可不同。

根据本发明的离心摆具有摩擦装置30，在图2示出的实施方式中摩擦装置包括第一弯曲弹簧31和第二弯曲弹簧32。两个弯曲弹簧31、32在此在轴向上布置在接触元件40和两个摆法兰20、21之间。在此，两个弯曲弹簧31、32在轴向上支撑在两个摆法兰20、21上并且沿轴向压靠到接触元件40的两侧上，因此在接触元件处实现弯曲弹簧31、32和摆质量件10之间的接触。

基于通过弯曲弹簧31、32实现的作用到接触元件40上的相应法向力Fn，如例如在图2中所见，在相应的摆质量件10也使与其连接的接触元件40运动时，在此产生相应的摩擦力Fr，如例可在图3中所见。摩擦力Fr反作用于摆质量件10的振动运动2并且因此减小摆质量件10的振动幅度。

因此，在摆质量10运动时，在相对于摆法兰20、21固定的弯曲弹簧31、32和可随摆质量件10运动的接触元件40之间进行相对运动。

为了在弯曲弹簧31、32上产生静态平衡并因此反作用于产生的摩擦力Fr，弯曲弹簧31、32具有沿轴向的突出元件34，突出元件形状配合地与摆法兰20、21中的凹口共同作用，以防止在施加摩擦力Fr时弯曲弹簧31、32发生旋转移动。这种突出元件34尤其在图4、5、6和7中示出。

由图6至图10示出了所使用的弯曲弹簧31、32的优选形状。这种弯曲弹簧31、32如所示地优选构造有凸形区域33，凸形区域也称为波形部。凸形区域33使得弯曲弹簧31、32的形状与平面不同。

可看出，相应的弯曲弹簧31、32基本具有环形形状，其中，与环形形状不同，在弯曲弹簧31、32的外周上布置突出元件34。相应地，弯曲弹簧31、32具有内直径Di以及外直径Da。

在图8和图9中可看出，相应的弯曲弹簧31、32在其由内直径Di限定的径向内部区域与平面的构造方式几乎没有不同，但是在由外直径Da限定的径向外部区域具有相对大的凸形区域33并因此与平面的实施方式有相对大的偏差。

相应地，由图9可看出，在径向外侧相对布置平面的距离Ha明显大于在径向内侧或在此限定的相对布置平面的距离Hi。由此，凸形区域33形成弯曲弹簧31、32压缩区域，借助压缩区域实现相应的法向力Fn。

在此，根据本发明的离心摆不限于如在图2中所示的对称构造方式，而是也可替代地仅具有第一弯曲弹簧31，第一弯曲弹簧在一侧压靠到接触元件40上，接触元件在轴向相对侧支撑在第二摆法兰21上。在该实施方式中，法向力Fn在一侧通过第一弯曲弹簧31实现并且在轴向相对的一侧通过贴靠在第二摆法兰21上实现，第二摆法兰将相对于由第一弯曲弹簧31施加的法向力Fn的反作用力并因此同样是法向力Fn施加到接触元件40上。

图13示出了另一特殊实施方式，其尤其在摩擦装置30方面与前面示意图示出的实施方式不同。在图13示出的实施方式中，离心摆具有在摆质量件10中的开口12中布置的螺旋压缩弹簧50。相应的螺旋压缩弹簧50沿轴向压靠到相应的摆质量件10的两侧的接触元件40上。在该实施方式中，接触元件40也固定地与摆质量件10的主体连接。

由于通过螺旋压缩弹簧50施加力，接触元件40沿轴向在摆质量件10的两侧上压靠到两个摆法兰20、21上。由此接触元件40在两个摆法兰20、21上产生法向力，在摆质量件10以及与其连接的接触元件40运动、例如振动运动2时，法向力分别在相应的摆法兰20、21上产生相应的摩擦力，摩擦力又减小振幅。

借助此处提及的根据本发明的离心摆可以有效的方式降低或消除尤其在内燃机运行的机动车驱动系中的扭转振动。

附图标记列表

1 旋转轴线

2 振动运动

10 摆质量件

11 径向内侧

12 开口

20 第一摆法兰

21 第二摆法兰

22 引导槽

30 摩擦装置

31 第一弯曲弹簧

32 第二弯曲弹簧

33 凸形区域

34 突出元件

40 接触元件

41 壁厚

50 螺旋压缩弹簧

60 滚轮

Fn 法向力

Fr 摩擦力

Da 外直径

Di 内直径

Ha 与径向外侧的布置平面的距离

Hi 与径向内侧的布置平面的距离

Claims (10)

1.用于减少扭转振动的离心摆，所述离心摆具有至少一个能围绕旋转轴线（1）旋转的摆法兰（20）和多个在所述摆法兰（20）上能移动地布置的摆质量件（10），所述摆质量件用于分别进行基本上垂直于所述旋转轴线发生的振动运动（2），

其特征在于，接触元件（40）与相应的摆质量件（10）机械地固定连接，并且所述离心摆具有至少一个摩擦装置（30），其中：

所述摩擦装置（30）是弯曲弹簧（31、32），该弯曲弹簧为环形，所述弯曲弹簧（31、32）支撑在所述摆法兰（20）上并且具有多个在轴向上延伸的凸形区域（33），其中，至少一个凸形区域（33）贴靠在所述相应的摆质量件（10）的接触元件（40）上并且在轴向方向上压靠所述接触元件，经由凸形区域将轴向的法向力施加到摆质量件配备的接触元件（40）上；

借助所述摩擦装置引起作用到所述相应的接触元件（40）上的基本平行于所述旋转轴线作用的的法向力（Fn），从而在所述摆质量件（10）运动时，由于所述法向力（Fn）的加载，在所述相应的摆质量件（10）的接触元件（40）上产生反作用于所述运动的基本恒定的摩擦力（Fr）。

2.根据权利要求1所述的离心摆，其特征在于，接触元件（40）为塑料元件。

3.根据权利要求1所述的离心摆，其特征在于，所述相应的摆质量件（10）至少局部地在其表面上具有所述接触元件（40），由所述摩擦装置（30）施加的法向力（Fn）作用到所述接触元件上。

4.根据权利要求3所述的离心摆，其特征在于，所述接触元件（40）通过局部包围所述相应的摆质量件（10）的塑料包封构成。

5.根据权利要求1所述的离心摆，其特征在于，环形的弯曲弹簧为环形的板簧。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的离心摆，其特征在于，所述离心摆具有第一摆法兰（20）和第二摆法兰（21），其中，两个摆法兰（20、21）沿着所述旋转轴线（1）彼此相对地布置并且所述摆质量件（10）布置在所述摆法兰（20、21）之间。

7.根据权利要求6所述的离心摆，其特征在于，所述离心摆

i）在所述第一摆法兰（20）和所述摆质量件（10）的接触元件（40）之间具有作为摩擦装置（30）的第一环形弯曲弹簧（31），并且通过所述法向力（Fn）的加载，所述摆质量件（10）贴靠在所述另外的第二摆法兰（21）上；或

ii）在所述第一摆法兰（20）和所述摆质量件（10）的接触元件（40）之间具有作为摩擦装置（30）的第一环形弯曲弹簧（31），并且在所述另外的第二摆法兰（21）和所述摆质量件（10）的接触元件（40）之间具有第二环形弯曲弹簧（32）。

8.用于减少扭转振动的离心摆，所述离心摆具有至少一个能围绕旋转轴线（1）旋转的摆法兰（20）和多个在所述摆法兰（20）上能移动地布置的摆质量件（10），所述摆质量件用于分别进行基本上垂直于所述旋转轴线发生的振动运动（2），

其特征在于，接触元件（40）与相应的摆质量件（10）机械地固定连接，并且所述离心摆具有至少一个摩擦装置（30），其中：

所述摩擦装置包括多个螺旋压缩弹簧（50），所述螺旋压缩弹簧容纳在所述摆质量件（10）的开口（12）中，并且所述多个螺旋压缩弹簧以其轴线垂直于所述接触元件的方式布置在所述开口中，所述螺旋压缩弹簧沿轴向分别将法向力（Fn）施加到所述相应的摆质量件（10）配备的接触元件（40）上，从而所述接触元件沿轴向压靠在所述至少一个摆法兰（20、21）上；

借助所述摩擦装置引起作用到所述相应的接触元件（40）上的基本平行于所述旋转轴线作用的的法向力（Fn），从而在所述摆质量件（10）运动时，由于所述法向力（Fn）的加载，在所述相应的摆质量件（10）的接触元件（40）上产生反作用于所述运动的基本恒定的摩擦力（Fr）。

9.用于机动车的驱动装置，所述驱动装置具有驱动机以及车辆变速器和根据权利要求1至8中任一项所述的离心摆，其中，所述离心摆将所述驱动机和所述车辆变速器旋转地彼此机械连接。

10.根据权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动机为内燃机。

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