CN111386410A - 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小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。离心摆具有至少一个能围绕旋转轴线(1)旋转的摆法兰(20)和多个能移动地布置在摆法兰(20)处的摆质量件(10)，摆质量件用于分别实施基本上垂直于旋转轴线进行的振动运动(2)，其中，离心摆的每个摆质量(10)具有摩擦套(40)，其中，各个摩擦套(40)与为其分配的相应的摆质量(10)形状锁合地固定连接。通过此处提及的根据本发明的使用寿命长的离心摆能够以有效的方式降低或消除尤其在内燃机驱动的机动车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小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

离心摆包括至少一个能围绕旋转轴线转动的摆法兰以及能振动地悬挂在摆法兰上的摆质量件。在离心加速的范围中，摆质量件在预设的轨道上实施振动。通过摆质量件本身进行振动，摆质量件可补偿例如由内燃机的带有扭转振动的运行引入的转速不均匀性。通过该振动从激励振动中吸收能量或为激励振动输送能量，从而使激励振动的振幅平稳或减小。在此，由于离心力随着转速增加而增大，离心摆用作转速适配的扭转振动减振器，这是因为离心摆振动的固有频率以及激励频率与转速成比例。

由现有技术已知，在DE102006028552 A1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的安装状态下在运行中出现的噪音产生方面优化离合器装置，使离心摆装置的摆质量件支承机构与离合器盘耦联，离心摆装置包括多个摆质量件，摆质量件能相对于摆质量件支承机构运动地安装在摆质量件支承机构上。在此，摆质量件在法兰元件的两侧能有限地运动地安装在法兰元件上。

在内燃机的低转速并且在此出现高扭矩波动情况下，摆质量件会撞击在振动腔的边界上。在此离心摆失去其功能，从而不再实现隔振。

在DE102013211391中公开了一种转速适配的减振器和一种具有该减振器的扭转振动减振器。转速适配的减振器具有围绕旋转轴线旋转的盘部件和多个在所述盘部件上周向上布置的减振质量件，所述减振质量件沿着被强制沿着外摆线式的第一摆轨道的第一振动角度并且协调于预定的第一摆动阶次地振动。在此设有包括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激励一致，摆质量件的振幅减小。

降低摆质量件的振动运动的幅度的另一可行方案是在摆质量件和支承件之间产生摩擦。

在DE102010049553 A1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，离心摆装置在转速范围上的作用方式被限制在最小转速之上，离心摆装置具有多个摆质量件，多个摆质量件安装在摆支承件上并且能够相对于摆支承件运动。这通过与转速相关地制动至少一个摆质量件的运动的器件实现。该器件的作用方向在此沿径向朝向摆质量件。

在DE102014211711 A1或WO2015192846 A1中公开了一种离心摆，离心摆具有能围绕旋转轴线转动的摆法兰和在周向上分布的、在转动的摆法兰的离心力场中摆动地悬挂在摆法兰中的摆块。为了防止摆块猛烈地撞击在摆法兰上，在轴向上相对于摆法兰预紧摆块。如此可在不同离心力的重力下将摆质量件保持在其径向位置中。

在DE 10 2015 212 737 A1中公开了离心摆的一种实施方式，其中碰撞减振器借助保持元件固定在摆质量件上。

发明内容

在此基础上，本发明所要解决的技术问题是提供一种离心摆，离心摆将激励振动的有效减小与成本有利的结构和长的使用寿命结合。

该技术问题通过根据权利要求1的本发明的离心摆以及根据权利要求9的用于制造根据本发明的离心摆的方法以及补充地通过在权利要求10中所述的包括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2-8中给出。

权利要求的特征可以任意技术上有意义的方式组合，其中，为此也可参考下面描述中的说明以及附图中的特征，其包括本发明的补充设计方案。

在本发明中，术语径向、轴向或周向都涉及离心摆的旋转轴线。

本发明涉及用于减小扭转振动的离心摆，离心摆具有至少一个能围绕旋转轴线旋转的摆法兰和多个能移动地布置在摆法兰处的摆质量件，摆质量件用于分别实施基本上垂直于旋转轴线进行的振动运动。离心摆的每个摆质量具有摩擦套，其中，各个摩擦套与为其分配的相应的摆质量形状锁合地固定连接。如此摩擦力可简单地且可靠地经由摩擦套传递到摆质量件上。特别地，摆质量件能够可摆动地悬挂。形状锁合连接确保摩擦套在摆质量上的位置，即使温度升高。

优选地，各个摩擦套至少局部地布置在摆质量件的径向内侧处。特别地，摩擦套的一个区域可完全地在摆质量件的径向内侧处延伸并且因此在径向上逆着作用的离心力地支撑在摆质量件上。

在此，各个摩擦套可具有至少一个沿轴向延伸的突出部，沿轴向延伸的突出部延伸到摆质量件的沿轴向伸延的空腔中。如此摩擦套可沿径向牢固保持在摆质量件上。必要时，可以在径向上在轴向突出部(也称为卡钩部)和摩擦套的贴靠在摆质量件处的一侧之间产生预紧，以便利用由此产生的沿径向的法向力产生摩擦力，摩擦力防止沿轴向延伸的突出部无意地从空腔中运动出来。

替代地或额外地，摩擦套可具有至少一个沿周向延伸的突出部，沿周向延伸的突出部延伸到摆质量件的沿周向伸延的空腔中。这说明，摩擦套也可具有沿切向伸延的卡扣部，卡扣部可接合到摆质量件的相应的在切向上或周向上形成的空腔中。必要时，在此可以在径向上在沿周向延伸的突出部和摩擦套的贴靠在摆质量件处的一侧之间产生预紧，以便利用由此产生的沿径向的法向力产生摩擦力，摩擦力防止沿周向延伸的突出部无意地从空腔中运动出来。这说明，摩擦套沿周向在至少一侧处并且优选在两侧处包围摆质量件。

特别地，在此可规定，摆质量件的形成沿周向伸延的空腔的材料在径向上形成回缩部，并且摩擦套的沿周向延伸的突出部在回缩部的区域中形成凹回部。如此形状锁合地确保沿周向延伸的突出部在摆质量件中或摆质量件上的固定，并因此提高了可靠性以防摩擦套相对摆质量件无意地脱开。

在简单的且成本有利的实施方式中，摩擦套由局部地包围相应的摆质量件的塑料包覆套构成。这说明，在此摆质量件的例如金属芯局部地在其外侧处由塑料包覆。在此，包覆套可在摆质量件的相对侧处具有不同的壁厚。

此外，离心摆可以具有至少一个摩擦机构，借助摩擦机构能够分别将基本上平行于旋转轴线作用的法向力作用到相应的摩擦套上，从而在摆质量件运动时基于通过第一法向力的负荷在相应的摆质量件的摩擦套上产生逆着运动作用的摩擦力。

在此，优选地，摩擦机构是环形的板簧，借助板簧在相应的摩擦套上引起法向力。

因此借助环形的摩擦机构可基本上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为摆质量件分配的摩擦套上，从而在摆质量件运动时，摩擦力逆着摆质量件的运动作用到摆质量件上或为摆质量件分配的摩擦套上。在此，摩擦机构可在细节上具有与圆环形状的差异。

摩擦机构可尤其为弯曲弹簧，例如环形的板簧，借助板簧在相应的摩擦套上引起法向力。这种环形的弯曲弹簧或板簧优选由弹簧钢制成。

弯曲弹簧可支撑在摆法兰上并且具有沿轴向延伸的多个凸形区域，其中，至少一个凸形区域贴靠在相应的摆质量件的摩擦套上并且压到摩擦套上。如此经由凸形区域将平行于轴线作用的法向力施加到摆质量件上，法向力引起减振的摩擦力。在此，弯曲弹簧的位于凸形区域之间的区段沿轴向支撑在摆法兰上。这说明，摩擦机构一端作用到相应的摆质量件的摩擦套上并且另一端支撑在摆法兰上。因此摆法兰施加相对法向力的相应的反力。

因此例如弯曲弹簧在周向上可具有三个均匀分布的、轴向伸出的波形部作为凸形区域，波形部压到相应定位的摆质量件或摩擦套上。

在此，相应的凸形区域或相应的波形部在环形的径向外侧上比在径向内侧上相距环形的弯曲弹簧的布置平面具有更大的间距。在此，布置平面是基本上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设计方案中，弯曲弹簧具有沿轴向伸出的元件，沿轴向伸出的元件悬挂在摆法兰中，弯曲弹簧沿轴向支撑在摆法兰上。伸出的元件确保：即使在由弯曲弹簧施加的摩擦力的反力相对摆法兰的转动运动切向地作用到弯曲弹簧上，环形的弯曲弹簧相对于摆法兰也处于特定的角位置。

由摩擦机构施加的法向力基本上平行于旋转轴线地并且垂直于摆质量件的运动方向或者说垂直于摆质量件的旋转运动的切线地作用。

通过摩擦力，摩擦套的运动得到制动并且摆质量件本身的振动运动由于摩擦套与摆质量件的机械连接也得到制动，并因此减小摆质量件的振幅。

因此在运动的摩擦套或者说与其连接的摆质量件一侧和不可旋转的元件、例如摩擦机构本身或摆法兰一侧之间进行平移的相对运动。

由于在摆质量件运动时摆质量件与摩擦机构的间距不变，因此向摆质量件或摩擦套加载基本上恒定的法向力，从而也产生基本上恒定的摩擦力。

根据本发明的离心摆可具有两个摆法兰，从而离心摆除了首先提及的摆法兰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布置并且摆质量件布置在摆法兰之间。两个摆法兰能够共同地围绕旋转轴线旋转、吸收引入的振动、并且传递到摆质量件上。

摩擦机构可具有一个或两个环形的弯曲弹簧。

由此离心摆在第一摆法兰和摆质量件的摩擦套之间可仅具有一个环形的第一弯曲弹簧作为摩擦机构。通过由各个弯曲弹簧产生的法向力加载，摆质量件贴靠在另外的第二摆法兰上。

在替代的设计方案中，离心摆具有两个环形的弯曲弹簧作为摩擦机构，其中，环形的第一弯曲弹簧布置在第一摆法兰和摆质量件的摩擦套之间，并且环形的第二弯曲弹簧布置在另外的第二摆法兰和摆质量件的摩擦套之间。

在首先提及的替代方案中，在摆质量件或者说其摩擦套运动时，一方面在摩擦套和设计成弯曲弹簧的摩擦机构之间以及另一方面在摆质量件或其摩擦套和第二摆法兰之间存在摩擦力。

在随后提及的替代方案中，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机构，借助摩擦机构基本上平行于旋转轴线地分别将力施加到摆质量件或分配的摩擦套上，从而在摆质量件运动时，摩擦力逆着摆质量件的运动地施加到摆质量件上或为其分配的摩擦套上。因此，在摆质量件或其摩擦套运动时，一方面在摩擦套和第一弯曲弹簧之间以及另一方面在摆质量件或其摩擦套和环形的第二弯曲弹簧之间存在摩擦力，环形的第二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实现相对由摩擦机构或者说弯曲弹簧施加的法向力的平衡。

这说明，沿轴向由摩擦机构施加力的摆质量件在另一侧直接地或间接地支撑在另一摆法兰上，从而在轴向上产生静态平衡。

在另一实施方式中规定，摩擦机构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分配的摩擦套上，从而摩擦套沿轴向压到至少一个摆法兰上。因此，相应的螺旋压缩弹簧形状锁合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到相应的摆质量件的摩擦套上，摩擦套又压到摆法兰上。通过在摩擦套和摆法兰之间的相对运动，在摆质量件运动时在摩擦套和摆法兰之间产生摩擦力，摩擦力反向于该运动，从而减小摆质量件的振动运动。

在离心摆的存在两个彼此相对定位的摆法兰的设计方案中，螺旋压缩弹簧沿轴向支撑在摩擦套的同样轴向相对的区域上或相对的摩擦套上，摩擦套又沿轴向支撑在摆法兰上。

本发明的另一方案是用于制造根据本发明的减小扭转振动的离心摆的方法，其中，借助冲压制造摆质量件；在摆质量件上形状锁合地固定摩擦套；并且摆质量件与摩擦套共同地可摆动地固定在摆法兰上。

摩擦套的该结构实施方式使得能够从摆质量件的径向内侧插接或套接到摆质量件上。

相应的摆质量件通过冲压方法制造而引起摆质量件的主体的相对尖锐的棱边，即使作用的力较大，棱边有利于保留摩擦套的伸入摆质量件中的或伸入由摆质量件构成的空腔中的突出部。

作为补充地，提供一种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以机械方式彼此连接。

在此，离心摆可尤其安装在离合器盘的盘毂或法兰处或直接地安装在变速器输入轴上。

附图说明

在相关技术背景下，下面参考示出优选设计方案的附图详细说明上述本发明。本发明不受纯示意图的限制，其中需要注意，在附图中示出的实施例不限于示出的尺寸。附图为：

图1在俯视图中示出了根据本发明的具有离合器盘的离心摆，

图2在侧视图中示出了具有离合器盘的离心摆，

图3在分解图中示出了离心摆，

图4在俯视图中示出了离心摆，

图5在局部剖视图A-A中示出了离心摆，

图6在立体图中示出了具有摩擦套的摆质量件，

图7在局部剖切的示意图中示出了具有第一实施方式的摩擦套的摆质量件，

图8在局部剖视图B-B中示出了具有第一实施方式的摩擦套的摆质量件，

图9示出了图8中的细节Y，

图10示出了图7中的细节Z，

图11在侧视图中示出了图7中示出的具有摩擦套的摆质量件，

图12在局部剖切的示意图中示出了具有第二实施方式的摩擦套的摆质量件，

图13在局部剖视图B-B中示出了具有第二实施方式的摩擦套的摆质量件，

图14示出了图12中的细节Z，

图15示出了图13中的细节Y，

图16在侧视图中示出了图12中示出的具有摩擦套的摆质量件，

图17在局部剖切的示意图中示出了具有第三实施方式的摩擦套的摆质量件，

图18示出了沿剖切面C-C的剖视图，

图19在局部剖视图B-B中示出了具有第三实施方式的摩擦套的摆质量件，

图20示出了图17中的细节X，

图21示出了图19中的细节Y，

图22示出了图18中的细节Z，以及

图23在侧视图中示出了在图17中示出的具有摩擦套的摆质量件。

具体实施方式

在图1中示出了离心摆同轴地布置在离合器盘2之后，以示出根据本发明的离心摆的位置。

图2在侧视图中示出了由离合器盘2和离心摆构成的模块，其中可见，离合器盘2和离心摆3布置在共同的旋转轴线1上。还可见，沿轴向相邻地在布置的摆质量件10两侧存在第一摆法兰20和第二摆法兰21，摆质量件10可摆动地悬挂在摆法兰上。图3在分解图中示出了离心摆，其中，在此还在外部可见两个摆法兰20、21。在摆法兰的面对摆质量件10的侧面上存在第一环形弯曲弹簧31和第二环形弯曲弹簧32。在中央示出了三个摆质量件10，在摆质量件的径向内侧11上分别布置摩擦套40。

图4在俯视图中示出了根据本发明的离心摆，其中可见，摆质量件10可在摆法兰20、21之间沿径向地伸出。

由图5还可见的是构造和功能。可见的是，两个弯曲弹簧31、32在轴向外侧支撑在摆法兰20、21上并且由此将法向力Fn沿轴向作用到摩擦套40上，从而在弯曲弹簧31、32和摩擦套40之间在相对运动时示出的摩擦力Fr反作用于过度的振动。在此，两个弯曲弹簧31、32共同形成摩擦机构30。

图6示出了摆质量件10以及形状锁合地布置在其上的摩擦套40。可见的是，摆质量件10在中央区域中具有沿轴向伸延的空腔12，空腔用于安装滚轮以悬挂摆质量件，并且摩擦套40的沿轴向延伸的突出部41在两侧接合到空腔中。由此摩擦套40相对于摆质量件10具有在径向上的平移自由度。此外可见的是，摆质量件10在其周向边界处分别具有沿周向伸延的空腔13，摩擦套40的沿周向延伸的突出部42延伸到空腔中。因此，摩擦套40相对于摆质量件10也具有围绕旋转轴线的旋转自由度。

在图7中，在局部剖视图中再次示出了该实施例。可见的是，摩擦套40贴靠在摆质量件10的径向内侧11处。此外，在图7至图10中也可见已经参考图6描述的细节。

在图10示出的细节Z中还可看见，摩擦套40的沿周向延伸的突出部42在摆质量件10的回缩部14的区域中形成凹回部43，借此形状锁合地确保沿周向的固定。

图12至图16示出了具有摩擦套40的摆质量件10的第二实施方式，其中，不同于至此示出的变型方案，摩擦套40没有沿轴向延伸的突出部41，而是在摆质量件10的两侧仅贴靠在摆质量件上。该实施方式可以更低的制造和安装成本实现。

由图17至图23可见具有摩擦套40的摆质量件10的第三实施方式，摩擦套在中央区域中相同于在图7至图11中所述的变体，但是在周向侧具有不同之处，即在此摩擦套40的沿周向延伸的突出部42不仅沿周向延伸，而且还在摆质量件10的轴向两侧分别包括沿轴向延伸的突出部41，突出部在轴向上接合到摆质量件10的沿周向伸延的空腔13中，空腔也在轴向上构造，尤其由图18可见。

通过此处提及的根据本发明的使用寿命长的离心摆能够以有效的方式降低或消除尤其在内燃机驱动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 离合器盘

3 离心摆

10 摆质量件

11 径向内侧

12 沿轴向伸延的空腔

13 沿周向伸延的空腔

14 回缩部

20 第一摆法兰

21 第二摆法兰

30 摩擦机构

31 第一弯曲弹簧

32 第二弯曲弹簧

40 摩擦套

41 沿轴向延伸的突出部

42 沿周向延伸的突出部

43 凹回部

Fn 法向力

Fr 摩擦力

Claims (10)

1.用于减小扭转振动的离心摆，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)和多个能移动地布置在所述摆法兰(20)处的摆质量件(10)，所述摆质量件用于分别实施基本上垂直于所述旋转轴线进行的振动运动(2)，

其特征在于，所述离心摆的每个摆质量(10)具有摩擦套(40)，其中，各个摩擦套(40)与为其分配的相应的摆质量(10)形状锁合地固定连接。

2.根据权利要求1所述的离心摆，其特征在于，所述摩擦套至少局部地布置在所述摆质量件(10)的径向内侧(11)处。

3.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆，其特征在于，所述摩擦套(40)具有至少一个沿轴向延伸的突出部(41)，所述沿轴向延伸的突出部延伸到所述摆质量件(10)的沿轴向伸延的空腔(12)中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆，其特征在于，所述摩擦套(40)具有至少一个沿周向延伸的突出部(42)，所述沿周向延伸的突出部延伸到所述摆质量件(10)的沿周向伸延的空腔(13)中。

5.根据权利要求4所述的离心摆，其特征在于，所述摆质量件(10)的形成沿周向伸延的空腔(13)的材料在径向上形成回缩部(14)，并且所述摩擦套(40)的沿周向延伸的突出部(42)在所述回缩部(14)的区域中形成凹回部(43)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆，其特征在于，所述摩擦套(40)由局部地包围相应的摆质量件(10)的塑料包覆套构成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆，其特征在于，所述离心摆具有至少一个摩擦机构(30)，借助所述摩擦机构能够分别将基本上平行于所述旋转轴线作用的法向力(Fn)作用到相应的摩擦套(40)上，从而在所述摆质量件(10)运动时基于通过第一法向力(Fn)的负荷在相应的摆质量件(10)的摩擦套(40)上产生逆着所述运动作用的摩擦力(Fr)。

8.根据权利要求7所述的离心摆，其特征在于，所述摩擦机构(30)是环形的板簧，借助所述板簧在相应的摩擦套(40)上引起所述法向力(Fn)。

9.用于制造根据权利要求1至8中任一项所述的用于减小扭转振动的离心摆的方法，在所述方法中，

-借助冲压制造摆质量件(10)，

-在所述摆质量件(10)上形状锁合地固定摩擦套(40)，并且

-所述摆质量件(10)与所述摩擦套(40)共同地能摆动地固定在所述摆法兰(20)上。

10.用于机动车的驱动装置，所述驱动装置具有驱动机、尤其内燃机以及车辆变速器和根据权利要求1至9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以机械方式彼此连接。

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