CN113260802B - 用于动力系的具有旋转轴线的扭振减振器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于动力系(3)的具有旋转轴线(2)的扭振减振器(1)，该扭振减振器具有至少以下部件：‑用于接收扭矩的输入侧(4)；‑用于分散扭矩的输出侧(5)；‑连接在输入侧(4)与输出侧(5)之间传递扭矩的至少一个中间元件(6、7)；‑至少一个能量储存元件(16、17)，中间元件(6、7)借助于能量储存元件被支承成能够相对于输入侧(4)并且相对于输出侧(5)振动；以及‑至少一个滚动体(8、9、10、11)，其中，中间元件(6、7)具有属于滚动体(8、9、10、11)的传递路径(12)，并且输入侧(4)或输出侧(5)形成路径侧(13)，并且另一侧(5、4)形成力侧(14)，其中，路径侧(13)具有与传递路径(12)互补的反向路径(15)，其中，滚动体(8、9、10、11)在传递路径(12)与反向路径(15)之间以可旋转的方式被引导，以进行扭矩传递。扭振减振器(1)的主要特征在于，力侧(14)借助于能量储存元件(16、17)连接至中间元件(6、7)，以便传递扭矩。此处提出的扭振减振器允许使用很少的部件实现对固有频率的低成本和有效的影响。
Description
技术领域
本发明涉及用于动力系的具有旋转轴线的扭振减振器。
背景技术
从现有技术已知这样的各种不同类型的扭振减振器。例如，从EP 2 508 771 A1已知一种扭振减振器，在这种扭振减振器中，输出侧设置有(双)凸轮，该凸轮作用在杠杆状中间元件上，该中间元件以可倾斜的方式连接至输入侧上的盘。中间元件借助于压缩弹簧在输出侧抵靠凸轮预张紧，并且当凸轮几何形状超限(overrun)时，中间元件抵靠压缩弹簧偏转。压缩弹簧以传递压力的方式连接至与中间元件相对的输入侧，并且因此扭矩被经由压缩弹簧从输入侧导向至输出侧。
从FR 3 057 321 A1已知扭振减振器的另一种变型，在这种变型中，在输出侧设置有呈(自由形式的)实心体弹簧形式的杠杆状弹簧体，其中，该弹簧体在径向外侧具有斜坡状的传递路径，该传递路径以传递扭矩方式连接至在该传递路径上滚动的滚子。滚子以可旋转的方式安装在螺栓上。如果发生扭转振动，则在弹簧元件和对应的滚子之间产生相对移动，并且由于斜坡状的传递路径，弹簧体在其相对于滚子的旋转相对移动中被滚子以类似杠杆的方式克服其弹簧力而偏转。这抑制了扭转振动。
如果期望低耗散、即高效率，EP 2 508 771 A1的杠杆和FR 3 057 323 A1的弹簧体两者在技术上难以控制和/或制造或组装成本高。
例如，从WO 2018/215 018 A1可知一种扭振减振器，在这种扭振减振器中，设置有两个中间元件，所述两个中间元件经由滚动体安装在输出侧和输入侧之间。滚动体在互补的传递路径上运行，使得中间元件经受约束引导。所述两个中间元件借助于能量储存元件抵靠彼此预张紧，使得能量储存元件的功能有效刚度可以独立于扭矩传递而设计。对于许多应用，一方面需要降低扭矩传递系统的固有频率，并且同时能够传递高扭矩。根据第一要求，功能刚度必须低。根据第二要求，能量储存元件的刚度必须高。这些相互冲突的要求可以借助于滚动体和传递路径来解决。扭矩仅借助于传递路径和布置在传递路径之间的滚动体而在输入侧和输出侧之间传递。由于低梯度和大旋转角，改变固有频率的功能有效刚度转化为小的弹簧偏转。这种凸轮机构导致(任意)低的功能有效刚度。该系统的优点在于，能量储存元件可以独立于(最大)可传递扭矩进行设计。然而，由于具有大量单独的滚动体并且对互补的传递路径有很高的要求，因此所示的实施方案制造和组装起来复杂且昂贵。这意味着这个系统在所有领域都没有竞争力。
发明内容
由此，本发明的目的是至少部分地克服从现有技术已知的缺点。根据本发明的特征由独立权利要求得出，在从属权利要求中示出其有利实施方案。权利要求的特征可以以任何技术上合理的方式组合，其中以下描述中的解释和附图中的特征(包括本发明的附加实施方案)也可以用于此目的。
本发明涉及一种用于动力系的具有旋转轴线的扭振减振器，该扭振减振器至少具有以下部件：
-输入侧，该输入侧用于接收扭矩；
-输出侧，该输出侧用于分散扭矩；
-至少一个中间元件，中间元件连接成在输入侧与输出侧之间传递扭矩；
-至少一个能量储存元件，中间元件借助于能量储存元件被支承成能够相对于输入侧并且相对于输出侧振动；以及
-至少一个滚动体，
其中，中间元件具有属于滚动体的传递路径，并且
输入侧或输出侧形成路径侧，并且另一侧形成力侧，
其中，路径侧具有与传递路径互补的反向路径，
其中，滚动体在传递路径与反向路径之间以可旋转的方式被引导，以进行扭矩传递。
扭振减振器的主要特征在于，力侧借助于能量储存元件连接至中间元件，以便传递扭矩。
在下文中，如果在没有另外明确指示的情况下使用轴向方向、径向方向或周向方向以及对应的术语，则参考所提及的旋转轴线。除非另外明确说明，否则在前述和后续描述中使用的序数仅用于清楚区分的目的，并不指示指定部件的次序或排名。序数大于一并不一定意味着必须存在另一个这样的部件。
在一个实施方案中，例如在主状态例如牵引扭矩传递下，输入侧形成扭矩输入侧，路径侧和输出侧形成力侧。在替代性实施方案中，例如在次要状态例如推力扭矩传递下，输出侧形成扭矩输入侧，路径侧和输入侧形成力侧。
此处提出的扭振减振器具有少量的独立部件和仅少量的滚动体和互补的传递路径，这些互补的传递路径在此处被称为元件之间的传递路径并且被称为输入侧或输出侧的(互补的)反向路径。输入侧在此处被设置成接收扭矩，由此此处不排除的是，输入侧也被设置成分散扭矩。例如在具有所谓牵引扭矩的机动车辆的动力系中，输入侧例如在主状态下形成扭矩输入，所谓牵引扭矩即为从驱动发动机例如内燃发动机和/或电机经由齿轮系输出至车轮以用于推进机动车辆的扭矩。输出侧相应地设置成分散扭矩，其中，输出侧也优选地设置成接收扭矩。因此，输出侧例如在处于次要状态的机动车辆的传动系中的应用中、即当移动的机动车辆在发动机制动期间或在恢复(从机动车辆的减速中回收电能)期间的惯性能量形成输入扭矩时形成所谓的推力扭矩的输入侧。
为了避免将扭转振动从输入侧直接传递至输出侧或者从输出侧直接传递至输入侧，设置至少一个中间元件、优选地至少两个中间元件。所述至少一个中间元件布置成以在输入侧与输出侧之间进行传递扭矩的方式连接。这里，所述至少一个中间元件能够相对于输入侧以及相对于输出侧移动，使得可以在中间元件中并且因此在具有预先确定的(功能有效)刚度的能量储存元件上诱发扭转振动。因此，其中集成扭振减振器的系统的固有频率(质量和刚度的函数)可以改变，优选地降低。
中间元件借助于至少一个能量储存元件而相对于力侧被支承，所述至少一个能量储存元件例如是弧形弹簧、板簧、气压蓄能器等。力侧由输入侧或由输出侧形成，其中，形成了用于所述至少一个能量储存元件的相应的、优选地是一件式的连接装置例如接触表面和/或铆钉点。
所述至少一个中间元件借助于至少一个滚动体而被支承在路径侧，中间元件具有用于滚动体中的每个滚动体的传递路径和形成在路径侧上的用于同一滚动体的互补的反向路径。路径侧由输出侧或由输入侧形成，其中，反向路径形成为用于所述至少一个滚动体，该反向路径优选地与路径侧形成为一个件。扭矩经由反向路径和传递路径传递。扭矩也经由能量储存元件而在力侧与中间元件之间传递。
例如，如果例如从路径侧引入扭矩，由于扭振减振器上方的扭矩梯度，扭矩传递路径和互补的反向路径上的滚动体从静止位置在斜坡状传递路径上的对应方向上(向上)滚动。此处使用“向上滚动”仅为了说明，以指示工作正在进行的事实。更准确地说，由于几何关系，能量储存元件的反作用力被克服。向下滚动意味着以作用在分配的中间元件上的力的形式从能量储存元件分散储存的能量。向上和向下不一定对应于一个空间方向，即使在同向旋转坐标系中也是如此。
通过这种扭矩相关的移动，滚动体迫使分配的中间元件相对于路径侧和力侧移动，并且对立地作用的能量储存元件相应地被张紧。如果施加的扭矩发生变化，并且因此在路径侧与力侧之间产生速度差，诸如在扭转振动的情况下，该扭转振动被输出侧的(此处)力侧的惯性所抵消，并且滚动体在传递路径上以及在互补的反向路径上围绕与施加的扭矩相对应的位置(以预先确定的方式)来回滚动。因此，滚动体抵消了根据扭矩量而被张紧的能量储存元件，从而与静止位置或没有扭振减振器(但是具有一起被移动的相同的飞轮重量)的扭矩传递相比，固有频率被改变。
该力被相应设计的能量储存元件以压缩、膨胀、扭转或其他能量储存的形式吸收，并且以时间延迟、优选地(几乎)无耗散地传递至输出侧。因此，路径侧的包括扭转振动在内的扭矩输入(此处例如)随时间的变化而(此处例如)传递至力侧、优选地(几乎)无损失地传递至力侧。另外，如上所述，固有频率不是恒定的，而是取决于扭矩梯度，并且因此取决于由于中间元件的可变位置而施加的扭矩。
在相反的情况下，当扭矩经由力侧例如输出侧而被引入时，所述至少一个能量储存元件沿另一方向被加载，并且因此相应的力被引入到中间元件上。相应地，滚动体沿另一方向(与上面对扭矩经由路径侧引入的描述相反的方向)在传递路径(向上)上滚动。此处，滚动体的这种运动仅遵从能量储存元件上的载荷。当扭矩变化时，如在扭转振动时发生的，所述至少一个能量储存元件在与所施加的扭矩对应的位置周围偏转，并且以改变的即时间延迟的移动的形式的储存能量与滚动的滚动体(此处)于路径侧上在相应的传递路径与互补反向路径之间相互作用。这改变了扭振减振器集成到其中的扭矩传递系统的固有频率。
在相反构型的情况下，力侧由输入侧形成，并且路径侧由输出侧形成。因此，功能与上面的描述相同，其中，在上面的描述中输入侧由输出侧替换并且输出侧由输入侧替换。
在一个实施方案中，提供两个或更多个中间元件，所述两个或更多个中间元件优选地布置成相对于旋转轴线旋转对称，使得扭振减振器通过简单的装置来平衡。对于少量部件和(传递)路径，具有正好两个中间元件的实施方案是有利的。
两个能量储存元件优选地设置成作用在(单个)中间元件上，能量储存元件彼此对立地布置，并且根据传递路径和互补反向路径的实施方案优选地彼此平衡。在替代性实施方案中，设置有至少一个约束引导件，借助于所述至少一个约束引导件，在几何上受引导的移动例如以轨道或凹槽和接合在其中的环绕的销或弹簧的方式被施加在这些中间元件中的一个中间元件上。这意味着相应的中间元件的运动(在几何上)被过分限定。
在扭振减振器的有利实施方案中进一步提出，所述至少一个中间元件仅借助于所述至少一个分配的能量储存元件以及借助于分配的滚动体安装。
在该有利实施方案中，所述至少一个中间元件仅借助于所述至少一个滚动体以及借助于所述至少一个能量储存元件而被支承。这意味着没有(额外的)摩擦效果。所述至少一个中间元件借助于所述至少一个能量储存元件、所述至少一个滚动体、位于力侧和/或路径侧上的接触表面而在轴向方向上被引导。所述至少一个中间元件优选地经由所述至少一个滚动体和/或所述至少一个能量储存元件以纯摩擦的方式而被轴向地保持并且仅通过轴向止挡件来固定，以防止在根据设计不具有轴向力分量的载荷的情况下的损失。
在扭振减振器的有利实施方案中还提出，所述至少一个中间元件借助于两个对立的能量储存元件而连接至力侧，以便传递扭矩。
在该实施方案中，对能量储存元件的预紧可以通过中间元件和/或对中间元件的预紧以能够良好管理且可靠的方式相对于至少一个滚动体来调节。例如，对于结构上相同的能量储存元件，对部件公差(例如，能量储存元件的弹簧特性)的依赖性较低，因为公差相互减小，例如从第一能量储存元件的目标刚度向下偏离的刚度被第二能量储存元件的向上偏离的刚度补偿或减小。在偏离方向相同的情况下，与目标预张紧相比，预张紧总体上确实减小或增加，但是由于例如在中间元件的两侧上的对立效应，预张紧仍然是平衡的。在一个实施方案中，仅中间元件的静止位置被改变。公差优选地如此小，使得静止位置保持在预先确定的公差范围内。在具有两个中间元件的实施方案中，(四个)能量储存元件以这样的方式彼此连接，(借助于动力侧)使得第一中间元件的第一(或第二)能量储存元件也与第二中间元件的第二(或第一)能量储存元件处于对立的操作性连接，并且实现了对能量储存元件的部件公差的补偿效果。总的来说，由于部件质量较低，标准部件所需的制造精度、组装工作或调节工作和/或成本消耗都有所降低。
在扭振减振器的有利实施方案中还提出，第一能量储存元件在分配的中间元件上施加第一力和第一力方向，并且第二能量储存元件在分配的中间元件上施加第二力和第二力方向，而第一力和第二力彼此不同和/或第一力方向和第二力方向在静止位置彼此不同。
应当指出，能量储存元件不围绕径向轴线倾斜，或者这种倾斜不利于影响固有频率。此处描述的力的方向因此被定义为位于旋转轴线垂直于其定向的旋转平面中的矢量。此外，应该注意，两个对立的能量储存装置的力方向并不总是相同的，只要这些力方向在一个全局的即共同的坐标系中被考虑即可。此处，力方向旨在与另一力方向的镜像相比、即与中间元件的静止轴线或中心线(在静止位置)以及可能的力侧上的镜像相比，该力侧然后偏离另一力方向。
这里的力仅指力矢量的大小，由此力矢量可以分解为力(大小)和力方向(有效方向)。
还应该指出，两个对立的能量储存元件的力和力方向在中间元件的偏转状态下在对称设计中彼此不同，并且在如这里提出的非对称设计中在偏转状态下可以相同。
在该实施方案中，为牵引扭矩传递和推力扭矩传递在相反方向上建立不同的扭矩特性曲线，从而使得借助于扭振减振器影响固有频率根据扭矩的方向而不同。在这种情况下，如上所述，优选地借助于对应的传递路径使中间元件达到平衡。
在一个实施方案中，所使用的两个对立的能量储存元件(在未安装即松弛状态下)是相同的。在此，例如借助于彼此偏离的传递路径的牵引扭矩对和推力扭矩对的形式来设置不同的力(比较上面的描述)。在另一变型中，借助于在力侧和中间元件之间的不同长度的安装距离来建立不同的力。
例如，通过中间元件和/或两个对立的能量储存元件的力侧上的接触表面的不同倾斜来实现不同力方向。在一个实施方案中，力方向经由中间元件的偏转是可变的，因为两个对立的能量储存元件中的至少一个能量储存元件围绕平行于旋转轴线的轴线倾斜。由于不同的力方向，在其他方面相同的能量储存元件的情况下，弹簧偏转也就是说利用中间元件的(相同)偏转进行的能量吸收是不同的。因此，在这种安装情况下，相同的、对立的能量储存元件的刚度是不同的。用相同能量储存元件在成本和组装工作或组装可靠性方面是有利的。然而，在上述上下文中，提及相同的能量储存元件仅仅是为了阐明关系，并且不同力方向的使用不限于这种情况。
在扭振减振器的有利实施方案中还提出，所述至少一个中间元件借助于两个滚动体被支承在路径侧上。
在该实施方案中，由于通过两个滚动体和两个相互同步的传递路径以及互补的反向路径实现的双导向而在中间元件上施加一种形式的运动。这种实施方式可以以下述方式设置：使得所述至少一个能量储存元件在中间元件的位置的稳定性方面例如借助于作用在相关联的中间元件上的力的径向力分量而仅具有抵靠滚动体的预张紧功能。此外，即使在没有附加的(约束)引导元件的实施方案中，也不必通过引入在中间元件上的力来设置力矩平衡。只有所产生的径向接触力必须足够大，以确保在扭矩施加时借助于传递路径、即牵引扭矩对或推力扭矩对来进行扭矩传递。在优选实施方式中，这种力矩平衡近似于使得减小或甚至避免由于所述至少一个能量存储元件与相关联的中间元件之间的强制的相对运动而产生的耗散效应。
在扭振减振器的有利实施方案中还提出，所述至少一个中间元件借助于一个单个滚动体而被支承在路径侧上。
该实施方案在较少数目的部件以及由此较低的零件成本和组装成本方面而言是特别有利的。在替代性实施方案中，设置有至少一个约束引导件，借助于所述至少一个约束引导件，在几何上受引导的移动例如以轨道或凹槽和接合在其中的环绕的销或弹簧的方式被施加在这些中间元件中的一个中间元件上。
在优选实施方案中，在没有用于约束引导的附加的(约束)引导元件的(无约束引导件的)实施方案中，所引入的力的力方向、即沿着或平行于所述至少一个能量储存元件优选地两个能量储存元件的作用线的力矢量的对准无论中间元件在中间元件的力矩平衡点中的偏转如何都与经由滚动体的合成(反向)力的作用线相交，该作用线延伸穿过滚动体的滚动中心(滚动轴线)并且垂直于传递路径并垂直于互补的反向路径而对准。因此，在中间元件的力矩平衡点附近，在中间元件处存在力矩平衡。由此本质上得出，经由滚动体进行的力矢量的力分量对应于能量储存元件的作用在中间元件上的力或力分量。这意味着，如果能量储存元件的力增加，则经由滚动体产生的力也随着该设计规则而增加。因此，在两个对立的能量储存元件的情况下，力矢量形成力三角形。
在扭振减振器的有利实施方案中进一步提出，传递路径和相应的互补反向路径各自包括具有第一传递曲线的牵引扭矩对和具有第二传递曲线的推力扭矩对，其中，牵引扭矩对被设置用于从输入侧到输出侧的扭矩传递，并且其中，推力扭矩对被设置用于从输出侧到输入侧的扭矩传递，并且其中，第一传递曲线和第二传递曲线至少在特定区域中具有彼此不同的传递路线。
一般来讲，牵引扭矩和推力扭矩在理论应用中没有区别。因此，这些术语应被视为中性的，并且仅用于方便区分指定的扭矩传递方向。这些术语取自机动车辆动力系中的常用名称，但也可以相应地用于其他应用。牵引扭矩对例如从输入侧到输出侧在牵引扭矩传动装置中被施加，其中，滚动体在牵引扭矩对上以渐增的扭矩克服对立的能量储存元件的力(向上)滚动。以这种方式，该对立能量储存元件的势能增加例如张紧，并且因此刚度改变。因此，随着扭矩增加，扭转振动抵消对立能量储存元件的更大的力，并且固有频率因此改变。这相应地适用于推力扭矩对，其中，滚动体由于能量储存元件上的载荷而被迫在推力力矩对上(向上)滚动。
在该实施方案中，各自从静止位置的公共点开始的第一传递曲线和第二传递曲线设置有不同的传递路线。因此，扭振减振器的刚性特性可以针对牵引扭矩和推力扭矩单独(不同地)设置。
例如，在一个实施方案中，牵引扭矩的传递需要大阻尼力矩，这可以在比推力扭矩(较大减速比)所需的更大的旋转角(较低减速比，即较小的传动比分母)下实现。此外，例如，期望递增或递减的振动阻尼，或者甚至期望多变量的振动阻尼。例如，在接近怠速的区域中，阻尼力矩略微增加，对于主载荷扭矩，阻尼力矩急剧增加，其再次逐渐递减地减小，并且再次建立阻尼力矩的逐渐增加，直到可传递的扭矩的最大传递。
此处，根据中间元件的相应偏转位置来设计传递路径和互补的反向路径，使得传递曲线在与中间元件的移动叠加时被执行。根据以上描述，传递路径和互补反向路径优选地被设计用于力矩平衡，优选地使得中间元件不需要附加的(约束)引导装置。
在扭振减振器的有利实施方案中进一步提出，所述至少一个能量储存元件是具有直的弹簧轴线的螺旋压缩弹簧。
也称为(纯粹)圆柱形螺旋压缩弹簧的具有直的弹簧轴线的螺旋压缩弹簧是一种广泛使用的标准部件，其弹性和(低)耗散特性是众所周知的，并且能够容易地控制。通过简单的装置可以补偿在整个长度或弹簧特性上对于预先确定的安装长度的公差。另外，这种螺旋压缩弹簧不需要任何附加的引导件，否则会导致摩擦，并且因此具有降低的效率和/或由于滞后效应而更难确定的减振特性。另外，螺旋压缩弹簧能够使弹簧特性有很大的变化，这可以通过绕组的节距、导线厚度、安装长度与松弛长度的比率以及材料的选择来调节。
另外，具有直的弹簧轴线的螺旋压力弹簧与其他类型的弹簧(例如，钢弹簧)相比是不易断裂的，并且在一些实施方案中可以加载到块上，这样使得在该扭振减振器上过载的情况下，在这种可以被带入块的能量储存元件的实施方案中，不需要提供附加的固定元件来防止该能量储存元件的断裂。另外，螺旋压缩弹簧具有很长可能的弹簧偏转并且同时高的弹簧刚度的优点，使得一方面可以经由所述至少一个能量储存元件传导大的扭矩，并且另一方面可以借助于传递路径建立适当的运动减小，从而实现与中间元件的移动的幅度相比减小的扭转振动幅度，并且因此扭转振动导致螺旋压缩弹簧的非常小的弹簧偏转。因此，尽管螺旋压缩弹簧的刚性很高，但螺旋压缩弹簧可以用(适当的)较小的力来抵消扭转振动。
在扭振减振器的有利实施方案中还提出，优选地设计为具有直的弹簧轴线的螺旋压缩弹簧的所述至少一个能量储存元件以能够横向于弹簧轴线移位的方式安装在中间元件上和/或力侧上。
由于这种可移位性，尽管中间元件的运动的径向运动分量和/或弹簧轴线的在中间元件上或分别在力侧上的接触表面上的施加点处的非切向对准，也施加了(围绕中间元件的力矩平衡点的)较小的反向力矩。该可移位性借助于具有低反向摩擦力的适合表面特性或借助于单独的一对轴承来建立。设置有引导件，以防止能量储存元件倾斜或相对运动得太小以至于尽管在(低)摩擦力的情况下倾斜力矩也决不会大到足以使能量储存元件相应地偏转的程度
附图说明
下文基于相关技术背景和参考示出优选实施方案的相关联附图，对如上所述的发明进行详细说明。本发明绝不受纯粹示意性附图的限制，其中应当注意，附图在尺寸上不准确并且不适于限定比例。在附图中，
图1：示出了第一实施方案中扭振减振器的原理图；
图2：示出了第二实施方案中扭振减振器的原理图；
图3：示出了施加到中间元件的力的示意图；
图4：示出了根据图3的施加力的力三角形；
图5：示出了第三实施方案中扭振减振器的原理图；
图6：示出了第四实施方案中扭振减振器的原理图；
图7：示出了具有第一传递路线的力矩-旋转角示意图；
图8：示出了具有第二传递路线的力矩-旋转角示意图；
图9：示出了具有第三传递路线的力矩-旋转角示意图；以及
图10：示出了具有第四传递路线和第五传递路线的力矩-旋转角示意图。
具体实施方式
举例来说，图1、图2、图5和图6各自在原理图中示出了扭振减振器1的不同实施方案，为了清楚起见，这些实施方案大体上以相同的方式描述，并且在一定程度上针对相应附图对相同部件的描述进行交叉引用。此处，环形盘形成输入侧4，输入侧在图1和图5中形成路径侧13并且在图2和图6中形成力侧14。在公共旋转轴线2的中心，另一盘元件例如形成为输出侧5，输出侧在图1和图5中形成力侧14并且在图2和图6中形成路径侧13。替选地，环形盘是输出侧5，并且盘元件是输入侧4。下面描述以上提到的变型，其中术语是可互换的。
如箭头所示，牵引扭矩28可以从输入侧4传递到输出侧5，并且推力扭矩29可以从输出侧5传递到输入侧4。在一个实施方案中，扭矩方向设置为相反。
在输入侧4与输出侧5之间设置有两个中间元件6、7，其中，相应的中间元件6、7以由成对的第一能量储存元件16和第二能量储存元件17传递力并由此传递扭矩的方式连接至力侧14，相应的中间元件借助于传递路径12和在该传递路径上相对于路径侧13上的互补的反向路径15滚动的第一滚动体8或第二滚动体9而被以力传递的方式支承在路径侧上，并由此传递扭矩。滚动体8、9在此借助于能量储存元件16、17抵靠传递路径12和反向路径15被预张紧，并且因此以可旋转的方式被引导。能量储存元件16、17通过彼此对立地作用而将中间元件6、7保持在所示位置的静止位置。关于图示中的第二滚动体9示出，在静止位置的示出了第二滚动体9的一侧，形成有来自传递路径12和反向路径15的相应的互补的斜面部分的牵引扭矩对18以及在另一侧来自传递路径12和反向路径15的互补的斜面部分的推力扭矩对20。它们的作用原理将在下面详细解释。在所示的实施方案中，中间元件6、7仅通过能量储存元件16、17和相应的滚动体8、9被支承。
在图2中，与图1相比，示出了在路径侧13和力侧14方面相反的实施方案，使得此处输入侧4形成力侧14并且输出侧5形成路径侧13。
图3示出了力矩平衡图，并且图4示出了根据图1的实施方案经由第一中间元件6、第二中间元件7以及第一滚动体8和第二滚动体9得到的力三角形。此处，中间元件6、7被从其静止位置引出，并且以一偏转角度偏转到其中中心线33相对于静止线32倾斜的静止位置。在静止位置中与中心线33一致的静止线32总是像中心线33一样延伸穿过旋转轴线2，但仅在静止位置中穿过中间元件6、7的力矩平衡点3。中心线33始终延伸穿过力矩平衡点3和旋转轴线2，中心线不应理解为中间元件6、7的几何或质量相关的中心，而应理解为力相关的中心。在中间元件6、7的该力矩平衡点3处，如果要求不必要具有用于中间元件6、7的附加的引导件，则必须存在力矩平衡。静止线32必须始终垂直于传输路径12的相邻的(理论上为极小的)部段对准。静止线32延伸穿过力矩平衡点3和滚动体8、9的滚动轴线。为了确保该规则始终被遵守，第一力22的从第一能量储存元件16出发的第一作用线30的平行线与第二力23的从第二能量储存元件17出发的第二作用线31的等距的或与力成比例地间隔开的第二平行线在力矩平衡点3中与中心线33和静止线32两者相交，从而不产生(有效的)杠杆臂。此外，如图4所示，要求第一力22、第二力23和合力26形成自抵消的力三角形。为此目的，必须如图所示地存在第一力方向24、第二力方向25和合成力方向27。从所示的位置可以看出，第一能量储存元件16(参见图1)和第二能量储存元件17(参见图1)两者被更强地张紧，其结果是增加的预张紧力作用在中间元件6、7上。在该实施方案中，更强的张紧由中间元件6、7的径向向内的移动产生，使得能量储存元件16、17也径向向内移动，并且像螺旋夹具一样在相邻的中间元件6、7之间被压缩。假设在更高的扭矩下期望增加的刚度(比较图5至图8)，因此，中间元件6、7以使得中间元件6、7与力侧14之间沿着能量储存元件16、17的弹簧轴线37、38的最终距离与静止位置相比缩短的方式移动。为了正确对准压力线34、即合力26的作用线，与滚动体8、9的滚动轴线和力矩平衡点3相交的压力线34必须始终垂直于传递路径12、此处为第二传递曲线21，该第二传递曲线被分配至推力扭矩29。合力26的相应量和合成力方向27然后固有地由施加的第一力22和第二力23产生。
图5和图6示出了图1和图2中的实施方案的变型，其中，此处在中间元件6、7上设置有约束引导件，在中间元件中，除了设置有第一滚动体8和第二滚动体9之外，还设置有另外的滚动体、即第三滚动体10或第四滚动体11。在该实施方案中，一个实施实施方案偏离了对于相应的中间元件6、7的力矩平衡和力平衡的要求。所需的全部就是由(第一)能量储存元件16(并且此处还有第二能量储存元件17)产生足够的力(矢量)分量，以将滚动体8、9、10、11保持在相应的传输路径12与互补的反向路径15之间或者将相应的中间元件6、7抵靠两个滚动体8、9、10、11。原则上也可以使用更多的滚动体8、9、10、11。否则，关于图5，参考对图1的描述，或者关于图6，参考对图2的描述。
在图7至图10中示出了扭矩-旋转角度图，其中，扭矩轴线35形成纵坐标，并且旋转角度轴线36形成横坐标。在该示例中，纵坐标的右侧是具有正的耗散力矩和旋转角度的牵引扭矩路线28，纵坐标的左侧是具有负的耗散力矩和旋转角度的推力扭矩路线29。
图7以两部分递增的形式示出了第一传递曲线19和第二传递曲线21，第一传递曲线然后与牵引扭矩对18相关联，第二传递曲线然后与推力扭矩对20相关联，使得在低扭矩量下具有平坦的曲线坡度并且在高扭矩量下具有陡峭的曲线坡度。
在图8中示出了相应的两部分递减的变型，其中，在低扭矩量下具有陡峭的曲线坡度，并且在高扭矩量下具有平坦的曲线坡度。
图9示出了其中递增路线和递减路线交替的一种变型，并且图10示出了以实线示出的具有陡峭曲线路线的刚性系统与以虚线示出的具有平坦曲线路线的系统的比较。
对于图1和图2中的实施方案，没有中间元件6、7的附加引导件，根据如图3和图4中所解释的力矩平衡和力平衡，将观察到这样的传递曲线19、21。因此，根据对图1(和图2)的描述，所示的传递曲线19、21将与传递路径12的要求叠加地设计。此外，在一个实施方案中，第一能量储存元件16的(第一)力22或刚度不同于处于静止位置的第二能量储存元件17，并且并非如图1和图2所示的那样设计为对称的。为了实现期望的传递曲线19、21，对于叠加而言也必须考虑这一点。
此处提出的扭振减振器允许使用很少的部件实现对固有频率的低成本和有效的影响。
附图标记列表
1扭振减振器 2旋转轴线 3力矩平衡点 4输入侧 5输出侧 6第一中间元件 7第二中间元件 8第一滚动体 9第二滚动体 10第三滚动体 11第四滚动体 12传递路径 13路径侧 14力侧 15反向路径 16第一能量储存元件 17第二能量储存元件 18牵引扭矩对 19第一传递曲线 20推力扭矩对 21第二传递曲线 22第一力 23第二力 24第一力方向 25第二力方向 26合力 27合力方向 28牵引扭矩 29推力扭矩 30第一作用线 31第二作用线 32静止线 33中心线 34压力线 35扭矩轴线 36旋转角轴线 37第一弹簧轴线 38第二弹簧轴线。
Claims (9)
1.一种用于机动车辆的动力系的具有旋转轴线(2)的扭振减振器(1)，所述扭振减振器至少具有以下部件：
-输入侧(4)，所述输入侧用于接收扭矩
-输出侧(5)，所述输出侧用于分配扭矩；
-至少一个中间元件(6、7)，所述中间元件连接成在所述输入侧(4)与所述输出侧(5)之间传递扭矩；
-至少一个能量储存元件，所述中间元件(6、7)借助于所述能量储存元件被支承成能够相对于所述输入侧(4)并且相对于所述输出侧(5)振动；以及
-至少一个滚动体(8、9、10、11)，
所述中间元件(6、7)具有属于所述滚动体(8、9、10、11)的传递路径(12)，并且
所述输入侧(4)或所述输出侧(5)形成路径侧(13)，并且另一侧(5、4)形成力侧(14)，
所述路径侧(13)具有与所述传递路径(12)互补的反向路径(15)，
所述滚动体(8、9、10、11)在所述传递路径(12)与所述反向路径(15)之间以可旋转的方式被引导，以进行扭矩传递，
其特征在于，
所述力侧(14)借助于所述能量储存元件连接至所述中间元件(6、7)，以便传递扭矩。
2.根据权利要求1所述的扭振减振器(1)，其中，所述至少一个中间元件(6、7)仅借助于相关联的所述至少一个能量储存元件以及相关联的所述至少一个滚动体(8、9、10、11)安装。
3.根据权利要求1所述的扭振减振器(1)，其中，所述至少一个中间元件(6、7)借助于两个对立的能量储存元件连接至所述力侧(14)，以便传递扭矩。
4.根据权利要求3所述的扭振减振器(1)，其中，第一能量储存元件(16)在所述中间元件(6、7)上施加第一力方向(24)的第一力(22)，并且第二能量储存元件(17)在所述中间元件(6、7)上施加第二力方向(25)的第二力(23)，并且其中，所述第一力(22)和所述第二力(23)彼此不同，并且/或者所述第一力方向(24)和所述第二力方向(25)在静止位置彼此不同。
5.根据权利要求1所述的扭振减振器(1)，其中，所述至少一个中间元件(6、7)借助于两个滚动体(8、9、10、11)而被支承在所述路径侧(13)上。
6.根据权利要求1所述的扭振减振器(1)，其中，所述至少一个中间元件(6、7)借助于单个滚动体(8、9)而被支承在所述路径侧(13)上。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的扭振减振器(1)，其中，所述传递路径(12)和相应的互补的所述反向路径(15)各自包括具有第一传递曲线(19)的牵引扭矩对(18)和具有第二传递曲线(21)的推力扭矩对(20)，其中，所述牵引扭矩对(18)被设置用于从所述输入侧(4)至所述输出侧(5)的扭矩传递，并且其中，所述推力扭矩对(20)被设置用于从所述输出侧(5)至所述输入侧(4)的扭矩传递，
并且其中，所述第一传递曲线(19)和所述第二传递曲线(21)至少在节段中具有彼此不同的传递路线。
8.根据权利要求1至6中的任一项所述的扭振减振器(1)，其中，所述至少一个能量储存元件是具有直的弹簧轴线(37、38)的螺旋压缩弹簧。
9.根据权利要求8所述的扭振减振器(1)，其中，所述至少一个能量储存元件安装在所述中间元件(6、7)上和/或横向于所述弹簧轴线(37、38)以可移位的方式安装在所述力侧(14)上。
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