CN110462253A - 离心摆装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心摆装置(1)，所述离心摆装置具有至少一个可围绕转动轴线(2)转动的法兰元件(3)，所述法兰元件设置在驱动侧并且在所述法兰元件上可移位地、铰接地设置有摆块(4)作为离心配重，其中摆块(4)以在环周上分布的方式设置在至少一个法兰元件(3)上并且借助于摆支承机构(5)支承在至少一个法兰元件(3)上，其中摆块(4)相对于至少一个法兰元件(3)借助于摆支承机构(5)在法兰元件(3)的离心力场中围绕零位以预设的振荡角(α)能摆动地并且在摆动运动期间围绕其重心(S)部分可转动地悬挂，所述摆支承机构由分别在至少一个法兰元件(3)的和摆块(4)的导轨(6)上滚动的滚子元件(7)形成，并且其中摆块(4)的摆动和旋转运动通过导轨(6)和耦联元件(10)的构造预设，其中摆块(4)与耦联元件(10)彼此耦联，其中耦联元件(10)在等半径点(11)处附接于相应的摆块(4)，所述等半径点在摆块(4)的摆动和旋转运动期间保持在相同的径向高度上，其中相应的摆块(4)的等半径点(11)的相对于彼此的相应的间距(a)保持恒定，其中相应的摆块(4)的导轨(6)具有顶点(20)，在所述顶点中相应的滚子元件(7)设置在摆块中性位置中，其特征在于，摆块的导轨(6)的相应的顶点(20)分别相对于相应的摆块(4)的重心(8)沿环周方向偏移。

Description

离心摆装置

技术领域

本发明涉及一种尤其用于机动车的动力传动系的离心摆装置。

背景技术

通常，离心摆装置具有至少一个法兰元件，所述法兰元件在驱动侧设置并且在所述法兰元件上可移位地、铰接地设置有摆块作为离心配重。在此已知如下变型形式，其中在法兰元件上在法兰元件的两侧设置有摆块，并且也已知离心摆装置其他变型形式，其中设有两个平行设置的法兰元件，其中摆块设置在法兰元件之间。在此，相应的摆块通过分别通过法兰和摆块中的至少一个导轨并且借助于至少一个滚子元件可支承地引导，其中滚子元件接合到导轨中。

在此，原则上已知离心摆装置，其中摆块不执行自转或者其中摆块相对于中央角执行自转，其中在完整振荡角范围上的关系是近似恒定的。在这两种情况下，这引起，在两个相邻的摆块上的固定的点在振荡期间彼此相向运动或彼此远离运动。摆块的同步由此明显加难，因为由此在每次振荡时并且也在摆块的同步运动中在相应的摆块之间的例如呈弹簧元件的形式的同步设备承受负荷。这通常表示，弹簧元件施加到摆块上的力在振动的进程中不是恒定的，然而离心力与摆块的振荡角相关从而是可变的。

然而离心力在振荡期间的改变通常也对振荡的振荡阶产生负面影响。通过调整导轨的轨道几何形状，尽管对于离心摆装置的特定的运行点可以补偿所述影响，然而对于全部其他运行点补偿是不可能的或仅部分可能的。这引起，降低理论上可能的复位力矩进而扭振的隔离可能且可预期到比理论差。

此外，从申请人的较早的专利申请中，已知离心摆装置，所述离心摆装置作为等半径摆(Isoradialpendel)已知。这种等半径摆是离心摆装置，所述离心摆装置具有至少一个围绕转动轴线可转动的法兰元件，所述法兰元件在驱动侧设置，并且在所述法兰元件上可移位地、铰接地设置有摆块作为离心配重，其中摆块以在环周上分布的方式设置在至少一个法兰元件上，并且借助于摆支承机构支承在至少一个法兰元件上，其中摆块相对于至少一个法兰元件借助于由分别在至少一个法兰元件和摆块的导轨上滚动的滚子元件形成的摆支承机构在法兰元件的离心力场围绕零位以预设的振荡角(α)可摆动并且在摆动运动期间围绕其重心(S)部分可转动地悬挂，并且其中摆块的摆动和旋转运动通过构成导轨和耦联元件预设，其中摆块与耦联元件彼此耦联，其中耦联元件在等半径点上附接于相应的摆块，所述等半径点在摆块的摆动和旋转运动期间保持在相同的径向高度上，其中相应的摆块的等半径点的相对于彼此的相应的间距保持恒定。这种所谓的等半径摆在此构成为，使得摆块的导轨构成为并且设置成，使得在摆中性位置中，当摆块不偏转时，滚子元件径向地与摆块的重心对齐，这就是说，摆块的重心和滚子元件位于径向定向的线上。

在此，摆块重心位于其导轨的顶点、轨道节点中。在摆中心位置中这样安置的滚子元件在离心力场中造成，仅滚子接触部经受完整的支承力，因为在摆块重心中作用的离心力的矢量直接伸展穿过滚子接触点。设置在等半径点中的耦联铰接件在所述运行点中是不受力的。在振荡摆的情况下，在滚动接触部中存在可变的、如增大的支承力，因为根据摆块的瞬时位置，离心力矢量在左侧或右侧经过滚子接触部。因此，作用于摆块的离心力部分地也由耦联铰接件支撑。根据离心力矢量在哪侧经过滚子接触部，耦联铰接件中的支承力降低或提高。基于没有作用的支承力，这表示，在耦联铰接件中现在关于径向交替的力起作用，所述力根据摆块的位置径向向内地或向外地定向。这引起耦联铰接件中的提高的支承负荷。

发明内容

本发明的目的是，提出一种离心摆装置，所述离心摆装置相对于现有技术关于耦联铰接件中的支承负荷改进。

本发明的目的借助权利要求1的特征来实现。

本发明的一个实施例涉及一种离心摆装置，所述离心摆装置具有至少一个围绕转动轴线可转动的法兰元件，所述法兰元件设置在驱动侧，并且在所述法兰元件上可移位地、铰接地设置有摆块作为离心配重，其中摆块以在环周上分布的方式设置在至少一个法兰元件上，并且借助于摆支承机构支承在至少一个法兰元件上，其中摆块相对于至少一个法兰元件借助于摆支承机构在法兰元件的离心力场围绕零位以预设的振荡角能摆动地并且在摆动运动期间围绕其重心部分可转动地悬挂，所述摆支承机构由分别在至少一个法兰元件的和摆块的导轨上滚动的滚子元件形成，并且其中摆块的摆动和旋转运动通过导轨和耦联元件的构造预设，其中摆块与耦联元件彼此耦联，其中耦联元件在等半径点处附接于相应的摆块，所述等半径点在摆块的摆动和旋转运动期间保持在相同的径向高度上，其中相应的摆块的等半径点相对于彼此的相应的间距保持恒定，其中相应的摆块的导轨具有顶点，在所述顶点中，相应的滚子元件设置在摆块中性位置中，其中摆块的导轨的相应的顶点分别相对于相应的摆块的重心沿环周方向偏移。由此实现，在等半径点中的耦联铰接件处的支承力或支承负荷不围绕零点波动和经受持续的方向变换，而是支承力更稳定。虽然这提高了持续的支承力，但该力作用的方向是更稳定的，力现在增大而不再变换，这可由等半径点中的支承件或耦联铰接件在使用寿命方面更好地承受。

尤其有利的是，摆块的导轨的顶点相对于摆块的重心沿环周方向朝向等半径点偏移。由此，最常存在的力方向成为优选的。

替选地也有利的是，摆块的导轨的顶点相对于摆块的重心沿环周方向远离等半径点偏移。由此，最常存在的替选的力方向成为优选的。

也有利的是，滚子元件的接触点或顶点沿环周方向远离重心，使得摆块的重心在全部运行区域中始终仅设置在接触点或顶点的一侧上。由此实现，在等半径点中的耦联铰接件中的支承力不再经受符号改变，而是仅还沿一个方向作用于支承点。

同样适当的是，摆块的整个导轨相对于摆块的重心沿环周方向偏移。由此也实现，摆块的重心在全部运行区域中始终仅设置在顶点的一侧上。

在另一实施例中也有利的是，摆块的整个导轨相对于摆块的重心沿环周方向朝向等半径点偏移。

也适当的是，摆块的整个导轨相对于摆块的重心沿环周方向远离等半径点偏移。

此外适当的是，摆块的整个导轨沿环周方向远离重心，使得摆块的重心在全部运行区域中始终仅设置在导轨的一侧上。

附图说明

本发明在下文中根据优选的实施例结合所属的附图详细阐述：

在此示出：

图1示出根据现有技术的离心摆装置的示意图，和

图2示出根据本发明的离心摆装置的摆块的示意图，用于阐述本发明。

具体实施方式

图1示出根据现有技术的离心摆装置1的示意图，其中该图1用于阐述根据本发明的构思。

图1示出离心摆装置1，所述离心摆装置具有至少一个围绕转动轴线2可转动的法兰元件3，所述法兰元件在驱动侧设置。至少一个法兰元件3例如可以构成为法兰元件3或构成为两个平行设置的法兰元件3。至少一个法兰元件在驱动侧设置，这表示，所述法兰元件例如可由动力传动系驱动。

离心摆装置1示出构成有法兰元件3作为承载元件。在此，完全已知如下变型形式，其中在法兰元件3上在法兰元件3的两侧设置有摆块4并且也已知如下离心摆装置1，在所述离心摆装置中设有两个平行设置的法兰元件3，其中摆块4设置在两个法兰元件3之间。在此，相应的摆块4分别通过法兰元件3中的至少一个导轨6a和摆块4中的导轨6并且借助于至少一个滚子元件7可移位地引导，其中滚子元件7接合到导轨6和6a中。

在至少一个法兰元件3上可移位地、铰接地设置有摆块4作为离心配重。摆块4在至少一个法兰元件3处在环周上分布地设置，并且所述摆块借助于摆支承机构5支承地铰接在至少一个法兰元件3上。在此，摆块4相对于至少一个法兰元件3借助于由分别在至少一个法兰元件3的导轨6a上和在摆块4的导轨6上滚动的滚子元件7形成的摆支承机构5在法兰元件3的离心力场中围绕零位借助预设的振荡角(α)可摆动并且在摆动运动期间围绕其重心(S)部分可转动地悬挂从而可运动地支承。

相应的摆块4的摆动和旋转运动通过在摆块中构成导轨6和相应地也在法兰元件3中构成导轨6a以及构成耦联元件10预设。由此，摆块4可以沿着重心轨迹9执行重心8的摆动运动或振荡运动，并且围绕重心8执行摆块4的转动运动。

摆块4此外与耦联元件10彼此耦联。在此，耦联元件10构成为在等半径点11处附接于相应的摆块4。等半径点11在此是如下点，所述点在摆块4的摆动和旋转运动期间处于相同的径向高度R’上，其中相应的摆块4的等半径点的相应的间距a在摆块4相对于彼此同步运动时保持恒定。

图1例如示出，耦联元件10是环形元件，所述环形元件径向地设置在摆块4之内，并且可转动支承地设置。对此替选地，耦联元件10也可以构成为环形元件，所述环形元件设置在摆块4的径向外部。在此，耦联元件10相对于至少一个法兰元件3可转动支承地设置。所述耦联元件对此借助于支承机构在法兰上支撑和支承。耦联元件10但是也能够可自由转动地设置。图1的实施例示出，耦联元件10具有径向突出的臂12，借助于所述臂各一个摆块4可在其等半径点11处耦联。对于相应的摆块4和耦联元件10或臂12之间的耦联，优选设有滑动或滚动支承件13，这引起低摩擦的连接。

对于构成摆块和其耦联以及其运动限定尤其有利的是，导轨6和6a构成为用于引导摆块4的摆动和旋转运动，使得相对于摆块4围绕曲轴或其转动轴线2的摆动运动得出摆块4围绕自身的重心8的旋转运动，在摆块4上存在如下点，所述点距曲轴轴线2的间距R’在整个摆动和旋转运动期间保持恒定。这是等半径点11。

也有利的是，摆块4的重心轨迹9选择为，使得虽然摆块4在振荡角上的自转可变，但摆块4的摆动运动的振荡阶仍保持恒定，或跟随预设的进程。因此有利的是，摆块4的重心轨迹9在径向向内敞开的弯曲的轨道上伸展。在此图1示出，重心处于重心轨迹的中部并且摆块处于中间位置。

图1示出，为各摆块4在摆块4中仅设有各一个导轨6。

通过相对于摆块围绕曲轴或围绕转动轴线2的振荡有针对性地调整摆块4围绕自身的重心8的转动运动来实现：在摆块4上存在如下点，所述点距曲轴轴线2的间距R’在整个振荡运动期间保持恒定，即等半径点11。同时，调整摆块4的重心轨迹9，使得尽管摆块4的自转可变，但系统的振荡阶在振荡角上仍保持恒定或者跟随预设的进程。由此，只要两个摆块执行相同的振荡或具有相同的重心轨迹9，那么距相邻的摆块4的等半径点11的间距a在整个振荡运动期间是恒定的。由此可能的是，各个摆块4借助于耦联元件10、例如同步环耦联，并且实现摆块4的振荡运动的同步化，而由此不对振荡阶造成影响。当摆块4开始异步振荡时，在等半径点11之间的间距a才改变，然而这通过耦联元件防止。耦联元件在此优选是刚性的环形元件。

在根据本发明的构成方案中的优点是，摆块4可以同步地振荡并且在此摆块4的相互影响或相互妨碍在振荡期间基本上不再发生。因此在低阶的情况下或在从外部进行干扰的影响下也可最优地利用结构空间，并且与在不同步的情况下可能的情况相比实现更高的复位力矩。

根据本发明的设计方案的另一优点是，在发动机启动/停止时或在摆块由于在所述运行点中的小的离心力而脱落时减少噪声问题。通过借助于耦联元件10的耦联，不再可能的是，各个摆块由于重力脱落或彼此撞击从而造成干扰性的噪声。

对于摆块4接合到耦联元件10上，除了应用滚动或滑动轴承之外，也能够设有铰接件的其他形式，如例如板簧。

作为等半径点11的耦联点的位置可以自由地选择。然而优选的是在摆块4的边缘处的区域、尤其优选在如下边缘区域处的区域，所述边缘区域距摆块4的重心8具有尽可能大的间距并且距转动轴线2具有尽可能小的间距。

对于β’即摆块的自转角的改变相对于摆块关于转动轴线2的振荡角的改变的比值的走向，力求在0.5至1.5之间的比值。所述比值但是也能够大于或小于0.5至1.5的给出的范围，即小于0.5或大于1.5。在此可预期的是，从在图1中示出的中部位置、也称作为节点位置开始，角度比值在摆块沿正向方向偏转时大于1，在沿负向方向偏转时小于1，或者相反。

耦联元件10、如同步环优选安置在径向内部、尤其在摆块4和转动轴线2之间。也可能的是，能够考虑在摆块4的高度上在径向外部或轴向偏移的设置。

耦联元件优选借助于滑动轴承或滚动轴承在转动轴线2上、如曲轴上或在法兰元件3上支承。支承的替选的类型或还有不具有耦联元件的特定支承的变型形式也是可考虑的。

摆块4的同步或耦联的所阐述的形式适合于如下应用，在所述应用中，两个或多个摆块4彼此耦联。这在如下应用中是尤其有利的，在所述应用中，振荡阶小于或等于2阶。

按照根据本发明的构思尤其有利的是，摆块的重心径向地位于滚子在法兰中的接触点之上。图1同样有利地示出，摆块的重心径向地位于滚子在法兰中的接触点之内。

根据本发明的离心摆装置在此对应于根据图1的上述描述，区别为，导轨6不居中地设置，使得在离心摆中性位置中，摆块4的导轨6的相应的顶点20分别相对于相应的摆块4的重心8沿环周方向偏移，参见图2。由此实现，在等半径点11中的耦联铰接件22处的支承力21或支承负荷不围绕零点波动和经受持续的方向变换，而是支承力21更稳定。相应地，对于根据本发明的离心配重装置，基本上可以完全参考图1的公开内容。

图2示出，导轨6设置成，使得摆块4的导轨6的顶点20相对于摆块4的重心8沿环周方向远离等半径点11地偏移，即与重心8相比，顶点20更远离等半径点11地设置。

替选地，摆块4的导轨6’的顶点20也可以相对于摆块4的重心8沿环周方向朝向等半径点11地偏移，即使得与重心8相比，顶点20更靠近等半径点11。这在图2中通过仅示意绘制的具有顶点20的导轨6’表明。

作用于滚子元件的滚动力矢量用25表示，作用于重心8的离心力矢量用26表示。离心摆装置1的转动轴线用27表示。

如果滚子元件7和其导轨6相对于重心8沿环周方向向右移动，那么能够有利地影响在等半径点中作用的力。导轨的移动引起，在摆块4的重心8中作用的离心力矢量26与摆块4的导轨6’在其他部位相交，由此，进行支撑的离心力与在根据图1的导轨6的设置不同地分成滚动力25和支承力21。

关于图1向右的足够大的移动引起，离心力矢量26能够不再与摆块4的导轨6、6’在整个振荡角上相交。随后，从在摆块4的重心8中作用的离心力，始终跟随有在耦联铰接件中的增大的、径向向外作用的支承力21和在滚子元件7上的增大的、径向向内作用的滚动力25。不利的力-过零点可以减少或甚至避免。由此在耦联铰接件中的最大径向支承负荷的绝对值略微增大。

替选地，导轨6也能够在图2中向左地相对于图1的位置移动。这也是有利的。在此，在足够大的移动时同样能够实现，离心力矢量26不再能够与摆块的导轨6在整个振荡角上相交。然而，现在从在摆块4的重心8中作用的离心力26，始终跟随有在耦联铰接件中和在滚子元件上的增大的、径向向内作用的力21、25。在此不利的力-过零点能够减少或甚至避免。同样地，在耦联铰接件中的最大的径向支承负荷的绝对值同样增大。然而，在所述设置中，在滚子元件上的最大支撑力25下降，由此可以实现具有更大的阻尼或减振效果的更好的设计方案。

附图标记列表：

1 离心摆装置

2 转动轴线

3 法兰元件

4 摆块

5 摆支承机构

6 导轨

6a 导轨

6’ 导轨

7 滚子元件

8 重心

9 重心轨迹

10 耦联元件

11 等半径点

12 臂

13 支承件，滑动或滚动支承件

20 顶点

20’ 顶点

21 支承力

22 耦联铰接件

25 滚动力矢量

26 离心力矢量

27 转动轴线

Claims (8)

1.一种离心摆装置(1)，所述离心摆装置具有至少一个可围绕转动轴线(2)转动的法兰元件(3)，所述法兰元件设置在驱动侧，并且在所述法兰元件上可移位地、铰接地设置有摆块(4)作为离心配重，其中所述摆块(4)以在环周上分布的方式设置在至少一个所述法兰元件(3)上并且借助于摆支承机构(5)支承在所述至少一个法兰元件(3)上，其中所述摆块(4)相对于所述至少一个法兰元件(3)借助于摆支承机构(5)在所述法兰元件(3)的离心力场中围绕零位以预设的振荡角(α)能摆动地并且在摆动运动期间围绕其重心(S)部分可转动地悬挂，所述摆支承机构由分别在至少一个所述法兰元件(3)的导轨(6a)上和摆块(4)的导轨(6)上滚动的滚子元件(7)形成，并且其中所述摆块(4)的摆动和旋转运动通过所述导轨(6，6a)和耦联元件(10)的构造来预设，其中所述摆块(4)与所述耦联元件(10)彼此耦联，其中所述耦联元件(10)在等半径点(11)处附接于相应的摆块(4)，所述等半径点在所述摆块(4)的摆动和旋转运动期间保持在相同的径向高度上，其中相应的摆块(4)的等半径点(11)的相对于彼此的相应的间距(a)也保持恒定，其中相应的摆块(4)的导轨(6)具有顶点(20)，在所述顶点中相应的滚子元件(4)设置在摆块中性位置中，

其特征在于，

所述摆块(4)的导轨(6)的相应的顶点(20)分别相对于相应的摆块(4)的重心(8)沿环周方向偏移。

2.根据权利要求1所述的离心摆装置(1)，

其特征在于，

所述摆块(4)的所述导轨(6)的所述顶点(20)相对于所述摆块(4)的所述重心(8)沿环周方向朝向所述等半径点(11)偏移。

3.根据权利要求1所述的离心摆装置(1)，

其特征在于，

所述摆块(4)的所述导轨(6)的所述顶点(20)相对于所述摆块(4)的所述重心(8)沿环周方向远离所述等半径点(11)偏移。

4.根据权利要求1、2或3所述的离心摆装置(1)，

其特征在于，

所述滚子元件的接触点或所述顶点(20)沿环周方向远离所述重心(8)，使得所述摆块(4)的所述重心(8)在全部运行区域中始终仅设置在所述接触点或所述顶点(20)的一侧上。

5.根据上述权利要求中任一项所述的离心摆装置(1)，

其特征在于，

所述摆块(4)的整个导轨(6)相对于所述摆块(4)的所述重心(8)沿环周方向偏移。

6.根据权利要求5所述的离心摆装置(1)，

其特征在于，

所述摆块(4)的整个导轨(6)相对于所述摆块(4)的所述重心(8)沿环周方向朝向所述等半径点(11)偏移。

7.根据权利要求5所述的离心摆装置(1)，

其特征在于，

所述摆块(4)的整个导轨(6)相对于所述摆块(4)的所述重心(8)沿环周方向远离所述等半径点(11)偏移。

8.根据权利要求5、6或7所述的离心摆装置(1)，

其特征在于，

所述摆块(4)的整个导轨(6)沿环周方向远离所述重心(8)，使得所述摆块(4)的所述重心(8)在全部运行区域中始终仅设置在所述导轨(6)的一侧上。