CN1131241A - 具有传动机构的扭转振动阻尼器 - Google Patents

具有传动机构的扭转振动阻尼器 Download PDF

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    • F16F15/1206—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon with a kinematic mechanism or gear system with a planetary gear system

Abstract

本发明公开了一种扭转振动阻尼器，它具有一个主动侧传动件和一个从动侧传动件，其中至少一个用来作为弹簧装置的调节装置。每个传动件各配有一个回转质量，至少一个传动件经弹簧装置与传动机构中至少一个部件相连接，该传动机构设置在主动侧和从动侧传动件之间，且向主动侧传动件作反馈，从而在传送一个与扭转振动相应的力矩到该传动机构时，至少该力矩的一个预定部分可反馈到主动侧传动件上。

Description

具有传动机构的扭转振动阻尼器
本发明涉及一种扭转振动阻尼器，尤其是用于机动车的扭转振动阻尼器，它有一个主动侧传动件和一个从动侧传动件，其中至少有一个传动件具有弹簧装置的调节装置。
在德国专利说明书DE-3630398 C2中描述了一种双惯性轮，借助此双惯性轮可以减小在传送一个由驱动装置(例如内燃机)向双惯性轮主动侧传动件传送力矩而伴随传动出现的较大的扭转振动。这种减小是在从主动侧传动件向从动侧传动件传递当时的扭转振动时通过一个被摩擦装置支承着的弹簧组来实现的。
与一个大质量惯性轮相比，双惯性轮的两个回转质量较轻，从而由驱动装置和初级侧回转质量组成的大初级质量与仅仅是一个小的、支承在传动机构侧的次级侧回转质量相抵。因此，由初级侧惯性以及由弹簧、摩擦和次级回转质量构成的反力矩产生的对驱动装置的阻力矩较小，从而该驱动装置的同步振动不太平稳。此同步振动使扭矩振动作用在发动机前部(Motorfront)、作用在附属机组上，好象连接了一个振荡器。该扭矩振动会损坏机组。
本发明的目的是提供这样一种扭转振动阻尼器，它在较轻结构的情况下尽可能抵消驱动装置的同步振动。
本发明是这样来实现上述目的的，在本说明书起始部分所提到的那种扭转振动阻尼器中，使其中至少一个传动件经弹簧装置与一个将相应于扭转振动的传送力矩分散成分力矩的传动机构中的至少一个部件相连接，该传动机构在主动侧和从动侧传动件之间起作用，在传送该力矩时一个与其相应的、由分力矩总和构成的力矩差使弹簧装置变形，该弹簧装置的弹簧常数根据与经传动放大的主动侧力矩相应的变形力矩来确定。
通过将传动机构安装在扭转振动阻尼器中，在传递扭转振动时与其相关的力矩是可分解的，最好分散成第一分力矩和第二分力矩，该第一分力矩试图使从动侧传动件沿着主动侧传动件加速，而第二分力矩在预定方向起作用。两个分力矩附加在弹簧装置彼此相对的两侧，该弹簧装置按要求具有一个与驱动装置传送来、并按传动比放大的最大力矩所产生的变形力矩相应的弹簧常数。由于作用在弹簧装置上的两个分力矩总和与主动侧力矩相应，根据由较大变形力矩所确定的弹簧常数，力矩差经弹簧装置从传动机构中符合要求的部件传递到从动侧传动件上，而不会使弹簧装置有一个较强的变形。因此，传动机构的部件和从动侧传动件，以及在传动机构的部件与主动侧传动件相应耦合时主动侧传动件和从动侧传动件仅完成一个小的相对转动。这样一来，几乎存在着一个由主动侧传动件、传动机构的部件和从动侧传动件构成的总质量所起的作用，因而，抵消驱动装置同步振动的惯性力矩与各质量之间可能有较大相对运动的扭转振动阻尼器相比明显地提高了。由此在发动机前部产生很小的扭矩振动。
以这种方式可以使连接在发动机前部的附属机组的负载减小到这样的程度，至少可接近达到使用一个大质量惯性轮时所具有的均匀性，而不必考虑那些主要在未滤除低频振动情况下所存在的缺陷。
作为本发明的一种改进是：在每个传动件上各配有一个回转质量，传动机构的一个部件如内齿轮起到中间质量的作用，在传送一个与扭转振动相应的力矩时，通过至少一个传动部件使中间质量偏离一个预定静止位置的方向与该传送力矩的作用方向是反向的。这给出了传动机构的一种有利连接变化形式，其中具有一个用作中间质量的部件，以形成反作用于主动侧力矩的分力矩。
作为本发明进一步的改进是采用一种最佳的传动机构实施方式，该传动机构为行星齿轮传动机构，其中至少设置一个行星轮作为传动部件，借助于该传动部件可推动作为中间质量的内齿轮绕行星齿轮传动机构的转轴方向转动，其方向与主动侧传动件的转动方向相反。因为借助至少一个行星轮可以以特别简单的方式使与其相啮合的行星齿轮传动机构的另一部件(如内齿轮)相对于主动侧部件(如太阳轮)来说作用方向相反。这样，当内齿轮经弹簧组和一个摩擦装置与一个起从动侧传动件作用的行星架相连接时，该内齿轮沿着与主动侧太阳轮相反的方向被驱动。
为了能充分利用行星齿轮传动机构的优点，该弹簧装置设置在中间质量和其中一个传动件之间，最好在中间质量和从动侧传动件之间，因为这样一来该中间质量相对于主动侧传动件以行星齿轮传动机构所预定的传动比被驱动。该传动比最好这样来选择，使得该中间质量为实现从静止位置偏转时要求一个尽可能大的力矩，由此形成一个大的惯性。因而该中间质量由于传动机构侧的传动比起到一个如同相当大质量所起的作用，由此降低了发动机前部的负载。最好传动比选择得大于1。
下面参照附图详细描述本发明的实施方式。
图1给出一个具有反馈于主动侧传动件的行星齿轮传动机构的扭转振动阻尼器的剖视图。
在图1中描述了一个左侧具有回转质量1的扭转振动阻尼器；该回转质量用来传入驱动运动，且靠其周边区域上一个与图中未画出的起动小齿轮相配的齿环2来起作用。回转质量1用作主动侧的传动件。
该回转质量1固定在一个位于内燃机曲轴(图中未画出)上的套筒4上，它与设置在套筒4上的行星齿轮传动机构102的太阳轮7和法兰8一起借助于铆钉5固定在套筒4上。该行星齿轮传动机构102具有两个位于太阳轮7两侧的行星架9，其中图1中的左行星架径向向内伸展一直到达法兰8，而右行星架以其径向内端抵靠在一个防止热量传给轴承60、横断面各为L形的热屏蔽件61上，该热屏蔽件上径向向内伸展直到夹住轴承内环的臂62用来密封下面要作详细描述的、至少被部分充填有油脂的腔室44。
两行星架9装有多个位于其相同直径处的轴承结构，例如滚针轴承18，其上各有一个位于两行星架9之间的行星轮20，两行星架9在轴向用套筒103来保持其彼此相隔一个固定的距离，并由设置在套筒103中的铆钉21牢固地拉靠在各套筒103的两端。此外，该铆钉21将垫片22与远离初级回转质量1的行星架9防转动地相连接，在此垫片22上形成的凸台23抵靠在热屏蔽件61上远离行星架9的那一侧。
行星轮20一方面与太阳轮7相啮合，另一方面与同样设置在两行星架9之间的、作为中间质量50的内齿轮24相啮合。该内齿轮在其与行星轮20啮合区径向朝外处具有彼此相隔预定角度的凹槽(图中未画出)，这些凹槽中各安装了一个弹簧装置28，该弹簧装置具有多个弹簧30，这些弹簧以德国专利申请公开说明书DE-4128868 A1所公开的方式通过滑块33彼此相连接。弹簧装置28的一端支承在内齿轮24上，另一端支承在行星架9上，各通过一个调节装置(图中未画出)来支承。
弹簧装置28轴向位于两行星架9之间，此两行星架9在径向外边缘区域与第二回转质量45的惯性轮38固定连接。此两行星架9构成已提及的腔室44的边界，该腔室是回转质量45的一部分，容纳齿轮7、20和24以及弹簧装置28，且至少部分充有膏状介质。行星架9起到在轴向保护齿轮20和24的作用。另一个回转质量45用作从动侧的传动件46，它以图中未表示出的方式来承接一个摩擦离合器或者形状耦合的离合器。
行星齿轮传动机构102是用作向主动侧传动件3反馈的传动机构100；通过该传动机构，内齿轮24的转动方向与太阳轮7的转动方向是反向的。
扭转振动阻尼器是按下述方式进行工作的。
利用内燃机驱动其上叠加有扭转振动的转矩传送到回转质量1时，由此而起动的运动传递到太阳轮7，太阳轮7由于其与行星轮20啮合而推动行星轮。此转矩经行星轮20进一步不改变转向传送到行星架9，并由此传送到输出侧传动件46时，扭转振动阻尼器用来减小随此转矩而带来的扭转振动。在此，行星架9由于自身的惯性首先还起到抗扭转的作用，太阳轮7的运动转换成行星轮20绕其各自的滚针轴承18的转动以及转换成滚针轴承18自身的运动和内齿轮24随此绕转轴54所作的运动。因此，扭转振动的力矩分解成两部分：第一分力矩和第二分力矩，第一分力矩经行星轮20传递到行星架9上，第二分力矩传递到作为中间质量50的内齿轮上。如果传送到太阳轮7上的扭转振动的力矩如图1那样为顺时针方向，那么由于行星轮20的转动一个沿逆时针方向起作用的第一分力矩使内齿轮24从静止位置向逆时针方向偏转，而顺时针方向起作用的第二分力矩推动行星架9。两分力矩起到反力矩的作用，由方向不同的弹簧力矩、惯性力矩和摩擦力矩组成，它们起到部分抵消的作用。由此使弹簧装置28的弹簧30的变形较小，因而使中间质量50和从动侧回转质量45之间的相对运动、以及主动侧和从动侧回转质量之间的相对运动较小。因此，与各回转质量以较弱刚性彼此连接的扭转振动阻尼器相比，对驱动装置的惯性力矩大大提高，由此驱动装置的同步振动很平稳地起作用。
行星齿轮传动机构102是这样构成的，使得与扭转振动相联系的力矩的一部分传递到内齿轮24上，另一部分传递到与从动侧传动件46相连接的行星架9上，这最好通过选择行星齿轮传动机构的传动比大于1来达到。由此提高了内齿轮24对太阳轮7的反作用，从而提高了对主动侧传动件3的反作用。
为了取得上述大于1的有益传动比，弹簧装置28不直接连接在两传动件3、46之间，否则起中间质量50作用的内齿轮以无传动比的方式来驱动，从而失去了由传动机构100向主动侧传动件3反馈所获得的一部分优点。与此相反，最好将弹簧装置28连接到中间质量50和从动侧传动件46之间，从而该扭转振动的力矩在经行星轮20传动后首先获得一个传动比，在这之后一方面传递到中间质量50上，另一方面传递到从动侧传动件46上。
该力矩使行星轮9相对于内齿轮24运动，在此情况支承在内齿轮24和行星架9调节装置(图中未画出)上的弹簧装置28引起弹簧30变形，由此使滑块33沿其导轨作运动。可以理解，该弹簧装置28的变形量取决于行星齿轮传动机构102的传动比，因而取决于太阳轮7和内齿轮24齿数比。
由于在从动侧回转质量45中的腔室44内充有膏状介质，当行星轮20在太阳轮7和内齿轮24之间作所说明的滚动运动时以及在弹簧装置28变形时，挤压膏状介质，于是这些在彼此啮合的两齿相啮合区域的膏状介质沿轴向向外受到挤压，它到达行星架9的内侧，并由于扭转振动阻尼器的转动而径向向外运动。在弹簧30变形以及以此为条件的滑块33彼此相靠近时，膏状介质同样向着行星架9的内侧方向挤出。在行星架9的偏转速度增大时，在啮合区之间以及在弹簧装置28的区域内膏状介质的挤压速度也增加了；这样对受挤压介质的阻力也增大。因此，由介质产生的阻尼取决于当时行星架9相对于内齿轮24的运动角速度。

Claims (5)

1.扭转振动阻尼器，尤其是用于机动车的扭转振动阻尼器，它有一个主动侧传动件和一个从动侧传动件，其中至少有一个传动件具有弹簧装置的调节装置，其特征在于：至少一个传动件(3，46)经弹簧装置(28)与一个将相应于扭转振动的传送力矩分解成分力矩的传动机构(100)中的至少一个部件(7，9，24)相连接，该传动机构(100)在主动侧传动件(3)和从动侧传动件(46)之间起作用，在传送该力矩时一个与其相应的、由分力矩总和构成的力矩差使弹簧装置(28)变形，该弹簧装置的弹簧常数根据与经传动放大的主动侧力矩相应的变形力矩来确定。
2.如权利要求1所述的扭转振动阻尼器，其中每个传动件各配有一个回转质量，其特征在于：传动机构(100)的部件(内齿轮24)起到中间质量(50)的作用，在传送一个与扭转振动相应的力矩时，通过至少一个传动部件(101)使中间质量(50)偏离一个预定静止位置的方向与该传送力矩的作用方向相反。
3.如权利要求1和2所述的扭转振动阻尼器，其特征在于：该传动机构(100)为行星齿轮传动机构(102)，其中至少设置一个行星轮(20)作为传动部件(101)，借助于该传动部件可推动作为中间质量(50)的内齿轮(24)绕行星齿轮传动机构(102)的转轴方向转动，其方向与主动侧传动件(3)的转动方向相反。
4.如权利要求1、2或3所述的扭转振动阻尼器，其特征在于：传动机构(100)中一个当时不起中间质量(50)作用的部件(7，9，24)和主动侧或从动侧传动件(3，46)没有相对运动，而当时作为中间质量(50)的部件(7，9，24)经弹簧装置(28)能相对于传动件(3，46)作相对运动。
5.如权利要求1和4所述的扭转振动阻尼器，其特征在于：中间质量(50)相对于主动侧传动件(3)以具有传动比的方式被驱动，这种情况下中间质量(50)从其静止位置偏转所需要的力矩与无传动的情况相比加大了。
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