CN111164330B

CN111164330B - 离心摆装置

Info

Publication number: CN111164330B
Application number: CN201880062535.8A
Authority: CN
Inventors: 安德雷亚斯·斯蒂夫
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2038-10-02
Also published as: CN111164330A; WO2019080959A1; EP3701166A1; DE112018004994A5

Abstract

本发明涉及一种用于减少经由机动车发动机的驱动轴导入的旋转不均匀性的离心摆装置(10)，该离心摆装置具有可与驱动轴直接或间接地耦合的离心摆(14)，以产生与旋转不均匀性相反的复位力矩，并且具有至少部分地润湿离心摆(14)的润滑剂、尤其润滑脂，以减少离心摆(14)的碰撞噪音。通过润滑剂(34)可在没有额外的止挡元件的情况下保持结构空间不变地实现离心摆(14)的碰撞噪音的减少，从而能够在机动车的经减振的驱动系中成本有利地抑制噪音生成。

Description

离心摆装置

技术领域

本发明涉及一种离心摆装置，借助该离心摆装置可产生与经由机动车发动机的驱动轴导入的旋转不均匀性相反的复位力矩，以减少旋转不均匀性。

背景技术

由DE 10 2011 083 168 A1得知一种离心摆装置，其中替代橡胶减振器地，将离心摆在皮带盘解耦器旁边与共同的套筒连接，套筒与机动车发动机的驱动轴连接。

能够成本有利地抑制在机动车的经减振的驱动系中的噪音生成是始终需要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供能够在机动车的经减振的驱动系中成本有利地抑制噪音生成的措施。

根据本发明，该技术问题通过具有权利要求1的特征的离心摆装置解决。本发明的优选的实施方式在从属权利要求以及下面的描述中给出，从属权利要求以及下面的描述可分别单独地或组合地呈现本发明的方案。

根据本发明，提供一种用于减少经由机动车发动机的驱动轴导入的旋转不均匀性的离心摆装置，该离心摆装置具有可与驱动轴直接或间接地耦合的离心摆，以产生与该旋转不均匀性相反的复位力矩，并且具有至少部分地润湿离心摆的润滑剂、尤其润滑脂，以减小离心摆的碰撞噪音。

润滑剂可到达离心摆的空隙中并且由此缓冲离心摆的构件的剧烈碰撞。在此利用以下认知，即，用于减少较高频率的振动的离心摆设计有较小的振幅，并且在此在驱动轴转速很高的情况下，使作用在离心摆上的离心力和扭矩如此高，使得由于润滑剂的摩擦减振引起的功能降低可忽略不计或在结构方面可维持。离心摆具有可相对彼此运动的构件，构件例如在达到最大的摆动角度时会沿切向彼此碰撞。在构件之间布置的润滑剂在此可用作可抑制噪音生成的消音器。尤其润滑剂也可设置在两个相对彼此运动的构件之间的轴向间隙中，从而可避免带有噪音的滑动接触。润滑剂由于其摩擦特性可降低能相对彼此运动的构件的磨损并且提高使用寿命。尤其为润滑脂的润滑剂例如可到达可沿切向彼此碰撞的构件之间的空隙中，从而在发生碰撞时首先必须排挤润滑剂。在此可使运动能量散失，从而可以至少缓冲剧烈碰撞并且抑制与此相关的噪音生成。为此，润滑剂可具有适当地选择的韧度和黏度。尤其在离心摆的摆动角度非常小时，在例如润滑脂的润滑剂的黏度较高情况下，在普通的摆动角度的范围中形成润滑剂含量较低的区域，而在达到最大的摆动角度时，在普通的摆动角度和潜在的碰撞面之间的空隙保持填充有润滑剂。可通过润滑剂实现的噪音抑制可以达到如此程度，使得能够省去由减振材料、例如塑料或橡胶制成的额外的止挡元件。这又使得离心摆的摆质量件的延伸尺寸增加了在其他情况下设置的止挡元件的延伸尺寸，并且由此在保持结构空间不变的情况下提高了摆质量件的惯性质量。通过润滑剂可以在没有额外的止挡元件的情况下保持结构空间不变地实现离心摆的碰撞噪音的减少，从而能够在机动车的经减振的驱动系中成本有利地抑制噪音生成。

离心摆具有可围绕旋转轴线转动的支承法兰和可相对于支承法兰摆动地被引导的摆质量件，以产生与旋转不均匀性相反的复位力矩。离心摆的至少一个摆质量件在离心力的影响下趋于具有相对旋转中心尽可能远的位置。由此“零位”是沿径向相对旋转中心最远的位置，该位置可使摆质量件占据径向靠外的位置。在驱动转速恒定且驱动力矩恒定的情况下，摆质量件占据该径向靠外的位置。在转速波动时，摆质量件由于其质量惯性沿着其摆动轨道偏转。由此摆质量件可朝向旋转中心移动。由此作用到摆质量件上的离心力分成沿切向的一个分量和垂直于摆动轨道的另一个分量。沿切向的力分量提供复位力，复位力将带动摆质量件再次回到其“零位”，而法向力分量作用到引入转速波动的力导入元件上、尤其与机动车发动机的驱动轴连接的飞轮上并且在此产生反作用力矩，反作用力矩与转速波动相反作用并且减小导入的转速波动。在转速波动特别强烈的情况下，摆质量件可最大地摆出并且占据沿径向最靠内的位置。为此，设置在支承法兰中和/或摆质量件中的轨道具有合适的弯曲部，导轮可被引导在弯曲部中。优选地，设置至少两个导轮，至少两个导轮分别被引导在支承法兰的运行轨道中以及摆质量件的摆动轨道中。尤其设有多于一个的摆质量件。优选地，多个摆质量件沿周向均匀分布地被引导在支承法兰上。摆质量件的惯性质量和/或摆质量件相对支承法兰的相对运动尤其设计用于减少旋转不均匀性的特定频率范围、尤其机动车发动机的发动机阶次的振动。尤其设置多于一个的摆质量件和/或多于一个的支承法兰。例如设置两个经由尤其设计为支撑螺栓的螺栓或铆钉彼此连接的摆质量件，支承法兰沿扭转振动减振器的轴向定位在两个摆质量件之间。替代地，可设置支承法兰的两个尤其基本上呈Y形的彼此连接的法兰部件，摆质量件定位在法兰部件之间。

在离心摆的另一实施方式中，摆质量件可具有设置在支承法兰的不同的轴向侧上的摆动板，摆动板经由布置在支承法兰的摆动开口中的中间件彼此连接。中间件可具有摆动轨道，摆动轨道可直接地或间接地在由支承法兰的摆动开口构成的运行轨道上可摆动地被引导。摆质量件的中间件的摆动轨道和支承法兰的运行轨道可布置在共同的轴向区域中并且沿径向观察彼此至少部分地重叠。在摆动轨道和运行轨道之间可布置例如设计成导轮的耦合元件，该耦合元件在离心力的影响下可贴靠在摆动轨道上以及运行轨道上。因为摆质量件仅可经由中间件可摆动地被引导在支承法兰上，无需在摆动板上设置摆动轨道，从而可简单且成本有利地制造摆动板。摆质量件可摆动地被引导在支承法兰上的尤其多于一个的耦合部位处、优选刚好两个耦合部位处。中间件可设计用于耦合在精确的一个耦合部位处，从而可设置与用于引导摆质量件的耦合部位数量相应的中间件数量。替代地，中间件可设计用于在刚好两个或可能更多的耦合部位处耦合，从而尤其精确的一个中间件可实现为了引导摆质量件而设置的耦合部位的数量。

具体地，设有至少部分地遮盖离心摆的壳体，其中，润滑剂设置在壳体中。润滑剂的由离心力引起的移位可通过壳体来阻止。此外，润滑剂可以在预设的液面高度下在运行中保持在限定的半径范围中，从而在有碰撞风险的空隙中存在润滑剂，在该空隙中离心摆的可相对彼此运动的构件可能发生碰撞。此外，壳体可用作离心摆的防断裂措施并且将离心摆的由于构件失效而挣脱的构件拦截在壳体中。壳体可具有适用于防断裂功能的高强度，该高强度例如可通过尤其在径向外部区域中合适的材料厚度实现。

优选地，壳体直接或间接地抗旋转地与离心摆的支承法兰连接。壳体例如可与支承法兰或者轴或套筒固定连接，轴或套筒与支承法兰连接。由此，壳体和支承法兰能够以相同的转速旋转，从而作用到润滑剂上的剪切力仅通过离心摆的摆质量件的相对运动引起。由此可避免由于润滑剂的不必要的内部摩擦引起离心摆失调。

在另一实施方式中，壳体完全地或部分地与离心摆的支承法兰脱耦。由此壳体可相对于支承法兰实施相对转动。壳体例如可设计成固定不动的且不可运动，由此可实现壳体的特别简单的固定。也可以将壳体与相对于机动车发动机的驱动轴可旋转的另一构件、例如另一扭转振动减振器的构件固定连接。通过在连接壳体时由此获得的在结构上的自由度，可以实现壳体的特别易于安装的和/或节省结构空间的和/或成本有利的固定。此外也可在摆质量件之外的半径区域中、尤其在支承法兰和壳体之间将剪切力加载到润滑剂上，从而提高期望的减振效果。通过有意地提高带有摩擦的减振可避免离心摆的由谐振产生的摆动。

特别优选地，壳体沿轴向和/或沿径向在内部受到支承和/或被密封。由此可避免在驱动轴的静止状态中润滑剂流出。

具体地，壳体在径向内部在轴向上被弹性地预紧。壳体可在其径向内部的边缘处弹性地弯曲到尤其离心摆的支承法兰上，从而可将用于壳体的结构空间保持得很小。此外，可实现壳体的轴向无间隙的引导。

优选地，壳体至少部分地遮盖润滑的扭转振动减振器、尤其双质量飞轮或皮带盘解耦器。由此，设置在壳体中的润滑剂不仅用于降低离心摆的噪音，而且也用于润滑其他的扭转振动减振器。为此，例如设计成双质量飞轮的扭转振动减振器的次级质量件可在轴向上延长如此程度，使得次级质量件作为壳体的一部分也遮盖离心摆。在此，润滑剂可以润滑扭转振动减振器的尤其设计成弧形弹簧的蓄能元件。相应地，可以将例如设计成皮带盘解耦器的扭转振动减振器的皮带盘在轴向上延长如此程度，使得皮带盘作为壳体的一部分也遮盖离心摆。在此，润滑剂可以润滑皮带盘解耦器的尤其设计成弧形弹簧的蓄能元件。

特别优选地，壳体具有第一半壳和第二半壳，其中，第一半壳与第二半壳尤其经由设置在离心摆的径向外侧的圆柱形的压紧连接部夹紧。通过半壳简化了壳体的安装以及离心摆的安装。例如，第一半壳、离心摆和第二半壳可通过沿轴向的相对运动来安装并且半壳可彼此连接。尤其半壳可在径向外部在轴向延伸部上相重叠，其中，重叠的区域优选覆盖离心摆的整个轴向延伸部。尤其设计为圆柱形的压紧连接部的重叠的区域由此可简单地形成用于离心摆的防断裂措施。额外地或替代地，可将重叠的区域焊接和/或设有额外的密封件、例如O形环。

具体地，离心摆具有可围绕旋转轴线转动的支承法兰和可相对于支承法兰摆动地被引导的摆质量件，以产生与旋转不均匀性相反的复位力矩，其中，摆质量件具有用于重新分配润滑剂、尤其分配到有碰撞危险的空隙中的输送件。通过摆质量件的摆动运动，输送件可将润滑剂输送到润滑剂被尽可能暂时地排挤以降低噪音的区域中。输送件例如可由摆质量件的用作输送叶片的突出部形成。此外，摆质量件可以具有用于输送润滑剂的三维的表面结构。例如摆质量件可以具有弯曲地实施的输送通道，输送通道在摆质量件摆动运动时容纳润滑剂，该润滑剂通过之后容纳的润滑剂沿着输送通道被输送至有碰撞危险的空隙中。

优选地，离心摆设计用于减少较高发动机阶次的振动，尤其驱动轴的转速范围在n≥2000 1/min、优选n≥2500 1/min、特别优选n≥3000 1/min的振动。在驱动轴的这种转速以及与其关联的离心摆的支承法兰的转速情况下，由于预控的离心力和力矩而无需担心显著影响离心摆的减振效果。

附图说明

下面参考附图根据优选实施例示例性地阐述本发明，其中，下面示出的特征可分别单独地以及组合地呈现本发明的方案。其中示出：

图1示出了离心摆装置的第一实施方式的示意性剖视图，

图2示出了离心摆装置的第二实施方式的示意性剖视图，

图3示出了用于图1中的离心摆装置的替代离心摆的示意性剖视图，以及

图4示出了用于图1或图2中的离心摆装置的离心摆的示意性俯视图。

具体实施方式

在图1中示出的离心摆装置10具有可与机动车发动机的驱动轴连接的套筒12，离心摆14与套筒固定连接。离心摆14具有与套筒12固定连接的支承法兰16，摆质量件18可摆动地被引导在支承法兰上。为此例如可设置在摆质量件18的摆动轨道20上的以及在支承法兰14的运行轨道22上引导的导轮24。离心摆14布置在经由支承件26在套筒12上密封的壳体28中。壳体28由第一半壳30和第二半壳32组成，第一半壳和第二半壳经由圆柱形的压紧连接部彼此连接。在壳体中设有润滑剂34，润滑剂可润滑离心摆14并且可抑制因摆质量件18和/或导轮24在支承法兰16上的碰撞而引起的噪声生成以及磨损。

在示出的实施例中，附加地皮带盘解耦器36与套筒12固定连接，经由皮带盘解耦器的皮带盘可以通过牵引件将辅助设备连接在机动车发动机的驱动轴上。在此，皮带盘解耦器36可减少驱动轴或套筒12的转速中的旋转不均匀性。

相比于在图1中示出的离心摆装置10的实施方式，在图2示出的离心摆装置10的实施方式中，壳体28的第一半壳30由皮带盘38形成。由此壳体28不仅可遮盖离心摆14而且也可遮盖皮带盘解耦器36的一部分。由此，皮带盘解耦器36和离心摆14布置在壳体28之内，从而润滑剂34既可在离心摆14中使用也可在皮带盘解耦器36中使用。对于尤其为润滑脂的润滑剂34来说，皮带盘解耦器36在此可足够紧密地与套筒12连接。此外，第二半壳32通过支承件26在轴向上弹性地预紧，从而消除轴向间隙。

相比于在图1中示出的离心摆装置10，在图3示出的离心摆装置10的离心摆14中，两个半壳30、32分别通过支承件26在轴向上被弹性地预紧，从而消除轴向间隙。

如在图4中所示，用于离心摆装置10的离心摆14的摆质量件18具有圆弧形状(实线)。但是也可能的是，基本上沿切向指向的端侧40相对于径向倾斜地延伸(虚线)，从而端侧可用作输送叶片的输送面，在摆质量件18摆动运动时可借助输送面将润滑剂34朝限定方向排挤。

附图标记列表

1 0 离心摆装置

12 套筒

14 离心摆

16 支承法兰

18 摆质量件

20 摆动轨道

22 运行轨道

24 导轮

26 支承件

28 壳体

30 第一半壳

32 第二半壳

34 润滑剂

36 皮带盘解耦器

38 皮带盘

40 端侧

Claims

1. 离心摆装置（10），用于减少经由机动车发动机的驱动轴导入的旋转不均匀性，所述离心摆装置具有：

能与所述驱动轴直接或间接地耦合的离心摆（14），以产生与所述旋转不均匀性相反的复位力矩，和

至少部分地润湿所述离心摆（14）的润滑剂（34），以减少所述离心摆（14）的碰撞噪音；

其中，设有至少部分地遮盖所述离心摆（14）的壳体（28），其中，所述润滑剂（34）设置在所述壳体（28）中；

润滑剂能够在运行中保持在限定的半径范围中，从而在有碰撞风险的空隙中存在润滑剂，在该空隙中离心摆的可相对彼此运动的构件有碰撞风险。

2.根据权利要求1所述的离心摆装置，其特征在于，所述壳体（28）直接或间接地抗旋转地与所述离心摆（14）的支承法兰（16）连接。

3.根据权利要求1所述的离心摆装置，其特征在于，所述壳体（28）完全地或部分地从所述离心摆（14）的支承法兰（16）脱离。

4.根据权利要求1所述的离心摆装置，其特征在于，所述壳体（28）沿轴向和/或沿径向在内部受到支承和/或被密封。

5.根据权利要求1所述的离心摆装置，其特征在于，所述壳体（28）在径向内部在轴向上被弹性地预紧。

6.根据权利要求1所述的离心摆装置，其特征在于，所述壳体（28）至少部分地遮盖经润滑的扭转振动减振器。

7.根据权利要求1所述的离心摆装置，其特征在于，所述壳体（28）具有第一半壳（30）和第二半壳（32），其中，所述第一半壳（30）与所述第二半壳（32）经由设置在所述离心摆（14）的径向外侧的圆柱形的压紧连接部夹紧。

8.根据权利要求1所述的离心摆装置，其特征在于，所述离心摆（14）具有能围绕旋转轴线转动的支承法兰（16）和能相对于所述支承法兰（16）摆动地被引导的摆质量件（18），以产生与所述旋转不均匀性相反的复位力矩，其中，所述摆质量件（18）具有用于重新分配所述润滑剂（34）的输送件。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的离心摆装置，其特征在于，所述离心摆（14）设计用于减少较高发动机阶次的振动。

10.根据权利要求1所述的离心摆装置，其特征在于，所述润滑剂（34）为润滑脂。

11.根据权利要求6所述的离心摆装置，其特征在于，所述壳体（28）至少部分地遮盖经润滑的双质量飞轮或皮带盘解耦器（36）。

12.根据权利要求8所述的离心摆装置，其特征在于，所述输送件将所述润滑剂（34）分配到有碰撞危险的空隙中。

13. 根据权利要求9所述的离心摆装置，其特征在于，所述离心摆（14）设计用于减少驱动轴的转速范围在n≥2000 1/min的振动。

14. 根据权利要求13所述的离心摆装置，其特征在于，所述离心摆（14）设计用于减少驱动轴的转速范围在n≥2500 1/min的振动。

15. 根据权利要求14所述的离心摆装置，其特征在于，所述离心摆（14）设计用于减少驱动轴的转速范围在n≥3000 1/min的振动。