CN114746670A - 包括摩擦装置的扭振阻尼器 - Google Patents

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CN114746670A CN202180006919.XA CN202180006919A CN114746670A CN 114746670 A CN114746670 A CN 114746670A CN 202180006919 A CN202180006919 A CN 202180006919A CN 114746670 A CN114746670 A CN 114746670A
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艾兰·鲁西
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Abstract

本发明涉及一种包括摩擦装置(1)的扭振阻尼器，该扭振阻尼器具有沿轴向方向(2)延伸的旋转轴线(3)，其中，摩擦装置(1)具有包括第一盘(5)和第二盘(6)的输入侧(4)以及在轴向方向(2)上位于盘(5，6)之间的输出侧(7)，该输出侧可以相对于输入侧(4)旋转并且包括第一摩擦盘(8)和第二摩擦盘(9)；输出侧(7)具有包括多个接触区域(11，12，13)的弹簧元件(10)；弹簧元件(10)在轴向方向(2)上位于摩擦盘(8，9)之间，并且在轴向方向(2)上至少作用在摩擦盘(8，9)之间的接触力(14)可以经由接触区域(11，12，13)传递；以及接触力(14)可以根据输入侧(4)与输出侧(7)之间的旋转角度(15)至少经由第一接触区域(11)或第二接触区域(12)传递，第一接触区域和第二接触区域位于彼此不同的直径(16，17)处并且与同一摩擦盘(8，9)接触。

Description

包括摩擦装置的扭振阻尼器
技术领域
本发明涉及包括摩擦装置的扭振阻尼器，该扭振阻尼器具有沿轴向方向延伸的旋转轴线。可以在机动车辆的传动系中使用包括摩擦装置的扭振阻尼器。
背景技术
在扭振阻尼器中使用摩擦装置以便以针对性的方式对输入侧与输出侧之间的相对旋转施加摩擦扭矩，从而适当地从振荡系统中吸收能量并且由此抑制振荡系统。
扭振阻尼器特别地用于减少传动系中的扭转振动。扭振阻尼器是以针对性的方式引入到用周期性扰动激励的传动系中的扭转回弹。在此目的是将在各种操作情况下发生的破坏性振动共振尽可能地转移至低于操作速度的速度范围。保持在操作速度范围内的振动共振由外部的或集成的摩擦装置抑制，该摩擦装置的摩擦扭矩必须在限定的限制内。特别地，摩擦装置可以设计成与扭转挠性无关。
已知使用轴向作用的能量储存器作为摩擦装置，例如波形垫圈或盘簧，该能量储存器与匹配的摩擦环和可能的支承盘一起轴向地布置在连接至输入侧和输出侧的部件之间。能量储存器在安装位置的轴向力、摩擦元件的摩擦半径和材料对的摩擦系数限定了在相对旋转中基本恒定的摩擦扭矩。为需要不同摩擦扭矩水平的不同操作点或驱动条件提供了设计成用于不同摩擦扭矩的多个摩擦装置，所述多个摩擦装置各自在扭振阻尼器的相关联的旋转角度范围内经历所述多个摩擦装置的相对旋转。
WO 2019/192645 A1公开了一种具有设计为摆式摇杆阻尼器的扭振阻尼器的离合器盘。摆式摇杆阻尼器的输入部分和输出部分可以相对于彼此旋转。该旋转抵抗弹簧单元的弹簧作用而进行并且由摩擦装置抑制。
扭振阻尼器根据DE 10 2015 211 899 A1是已知的，其中，弹簧装置布置在输入部分与输出部分之间的扭矩路径的外侧。
DE 10 2014 218 498 A1公开了一种扭振阻尼器。输入元件连接至第一摩擦元件，而能够相对于输入元件旋转的输出元件连接至第二摩擦元件。根据旋转角度，摩擦元件在彼此不同的接触直径处彼此接触。当经受来自弹簧元件的恒定的轴向力时，在相对旋转的情况下，可变的摩擦半径或接触直径产生取决于旋转角度的摩擦扭矩。
如果仅存在可用于摩擦装置的有限的径向安装空间，则仅通过改变同一个摩擦副之间的摩擦半径就可以简单地设定用于所产生的摩擦扭矩的有限的不同水平。在任何情况下都将不可能使摩擦扭矩多于两倍。
发明内容
由此，本发明的目的是至少部分地缓解在开始处描述的问题。特别地，将在紧凑的安装空间中提供一种包括摩擦装置的扭振阻尼器，该摩擦装置具有取决于旋转角度的摩擦扭矩，该摩擦装置的最高摩擦扭矩可以是最低摩擦扭矩的倍数。当在扭振阻尼器的不同旋转角度范围内需要与不同操作点或驱动条件相关联的显著不同的摩擦扭矩水平时，这种摩擦装置是特别需要的，以便能够确保例如传动系部件的噪音舒适性和使用寿命，并且出于该目的的摩擦扭矩应当在同一个摩擦副之间产生相对旋转的情况下出现。
该目的通过根据独立权利要求1的特征的包括摩擦装置的扭振阻尼器来实现。本发明的其他有利的实施方式在从属权利要求中予以说明。在从属权利要求中单独列出的特征可以以技术上有意义的方式彼此组合，并且可以限定本发明的其他实施方式。另外，在说明书中更详细地说明和解释了权利要求中指出的特征，其中显示了本发明的其他优选实施方式。
提出了一种包括摩擦装置的扭振阻尼器，该扭振阻尼器具有沿轴向方向延伸的旋转轴线。摩擦装置具有包括第一盘和第二盘的输入侧以及沿轴向方向布置在盘之间的输出侧，该输出侧可以相对于输入侧旋转并且具有第一摩擦盘和第二摩擦盘。输出侧具有弹簧元件，该弹簧元件具有多个接触区域，其中，弹簧元件沿轴向方向布置在摩擦盘之间，并且沿轴向方向至少作用在摩擦盘之间的接触力可以经由接触区域传递。根据输入侧与输出侧之间的旋转角度，接触力可以至少经由第一接触区域或第二接触区域传递，第一接触区域或第二接触区域布置在彼此不同的直径上并且与同一摩擦盘接触。
可以特别地在机动车辆的传动系中使用包括摩擦装置的扭振阻尼器。
特别地，振动经由输出侧或输入侧引入到摩擦装置中，并且经由输入侧和输出侧中的另一者传递(抑制)。
弹簧元件特别地为盘状盘簧。
输入侧与输出侧之间的可能的旋转角度特别地在零度与180度之间，优选地在零度与120度之间，特别优选地在零度与90度之间。
第一摩擦盘特别地或者经由第一接触区域或者经由第二接触区域与弹簧元件接触。第二摩擦盘特别地经由第三接触区域与弹簧元件接触。
特别地，所提出的摩擦装置使得沿轴向方向作用的力——并且因此摩擦扭矩——有可能变化，因为根据输入侧与输出侧之间的旋转角度，弹簧元件的不同直径经由至少一个摩擦盘接触。例如，如果不同摩擦盘的接触区域、即第一接触区域和第三接触区域沿径向方向较远地彼此间隔开，则通过弹簧元件传递相对较低的轴向力。如果不同摩擦盘的接触区域、即第二接触区域和第三接触区域例如沿径向方向彼此靠近，则通过弹簧元件传递相对较高的轴向力。与例如根据DE 10 2014 218 498 A1已知的由于调制的轴向力的原理而使摩擦半径变化的原理相比，如在此提出的，可以根据旋转角度产生最大摩擦扭矩，该最大摩擦扭矩是最低摩擦扭矩的倍数。
特别地，可以通过两个摩擦盘来实现不同的接触区域。优选地，摩擦盘中的至少一个摩擦盘还可以具有多于两个的不同接触区域。特别地，可以按照这种方式实现不同摩擦盘彼此的接触区域的大量组合，使得摩擦扭矩可以假定大量不同的值。
对于示例性摩擦方向，例如，弹簧元件与第一摩擦盘之间的第一接触区域可以在第一直径上、例如在40毫米的第一直径上，而弹簧元件与第一摩擦盘之间的第二接触区域布置在第二直径上、例如布置在56毫米的第二直径上。弹簧元件与第二摩擦盘之间的第三接触区域例如在60毫米的第三直径上。
特别地，第二直径在第三直径的99％与90％之间，而第一直径在第三直径的80％与60％之间，优选地在第三直径的70％与60％之间。
特别地，第一直径和第二直径小于第三直径。
特别地，至少第一盘具有指向轴向方向的多个第一接触区，用于与第一摩擦盘的沿轴向方向相对的至少一个第一摩擦区接触，第一接触区在周向方向上彼此间隔开。
特别地，至少一个第一摩擦区沿周向方向布置在彼此不同的直径区域中。特别地，第一摩擦区由第一摩擦盘上的高起部(elevation)形成，该高起部从在其他情况下平坦的表面沿轴向方向延伸。特别地，第一摩擦区在周向方向上是连续的并且以蜿蜒的方式在不同的直径区域上延伸。特别地，第一摩擦区在第一直径区域中仅在特定的角度范围内延伸，并且在第二直径区域中仅在特定的其他角度范围内延伸。
特别地，第一摩擦盘具有用于与弹簧元件的第一接触区域接触的至少一个第一内部接触元件；以及用于与第二接触区域接触的至少一个第一外部接触元件。
例如，接触元件可以由第一摩擦盘上的高起部形成，该高起部从在其他情况下平坦的工作表面沿轴向方向延伸。特别地，第一接触元件和/或第二接触元件仅在有限的角度范围内沿周向方向延伸。特别地，高起部设计成在周向方向上具有恒定的高度。特别地，高起部设计成在径向方向上呈圆顶的形式，也就是说，高起部具有弯曲的轮廓。
特别地，第一外部接触元件和/或第一内部接触元件相对于第一摩擦区布置在限定的位置。
特别地，第一摩擦盘具有至少多个第一内部接触元件，所述至少多个第一内部接触元件沿周向方向布置成与彼此相距一定距离。
特别地，每个第一内部接触元件布置成沿轴向方向与至少一个第一摩擦区至少部分地对准。
特别地，第二盘具有第二接触区，该第二接触区沿周向方向周向地延伸并且指向轴向方向，用于与第二摩擦盘的沿轴向方向相对的第二摩擦区接触。
特别地，用于与弹簧元件的第三接触区域接触的第二摩擦盘具有第二接触元件，该第二接触元件沿周向方向周向地延伸。
特别地，至少一个第二接触元件布置在最大直径上，摩擦装置中的接触力可以在最大直径上传递。
特别地，弹簧元件相对于周向方向以形状配合的方式连接至每个摩擦盘。特别地，弹簧元件具有第一舌状部，该第一舌状部沿径向方向向外延伸并且相对于周向方向以形状配合的方式与第二摩擦盘中的第一凹部相互作用。特别地，弹簧元件具有第二舌状部，该第二舌状部沿径向方向向内延伸并且相对于周向方向以形状配合的方式与第一摩擦盘中的第二凹部相互作用。
特别地，第二舌状部还相对于周向方向以形状配合的方式与毂相互作用，使得摩擦装置可以经由第二舌状部以在旋转方面固定的方式与毂连接。
特别地，设计为盘簧的弹簧元件在盘簧的受力边缘中在盘簧的无应力高度与材料厚度之间具有一定比率，针对该比率，适用下式：1.25<高度/材料厚度<1.55。
特别地，摩擦盘由纤维增强聚合物材料制成。
包括摩擦装置的扭振阻尼器可以例如连接至离合器盘。离合器盘特别地是摩擦离合器的一部分，该摩擦离合器具有可以沿轴向方向位移的至少一个反向板和压力板。离合器盘或离合器盘的摩擦衬片布置在反向板与压力板之间。摩擦离合器特别地用于机动车辆的传动系中。
扭振阻尼器特别地用于减少传动系中的扭转振动。
不定冠词(“一(a)”和“一个(an)”)尤其是在专利权利要求和复制专利权利要求的说明书中的使用应被理解为不定冠词而非数字。因此，以这种方式引入的术语或部件以下述方式理解：这些术语或部件至少出现一次并且特别地也可以出现若干次。
作为预防，应当注意的是，此处使用的数词(“第一”、“第二”等)主要(仅)用于在若干类似的对象、尺寸或过程之间进行区分，并且特别地不需要表明这些对象、尺寸或过程相对于彼此的任何依赖性和/或顺序。如果必须有依赖性和/或顺序，则会在此明确说明该依赖性和/或顺序，或者该依赖性和/或顺序在研究具体描述的构型时以对本领域技术人员而言明显的方式产生。如果部件可能出现若干次(“至少一次”)，则对这些部件中的一个部件的描述可以同样适用于这些部件中的大部分部件或全部部件，但这不是强制性的。
附图说明
下面参照附图对本发明和技术领域两者进行更详细的说明。应当注意的是，本发明并不旨在通过所示出的示例性实施方式来加以限制。特别地，除非另有明确说明，否则还可以提取出附图中所概述的实质性主题的部分方面，并且可以将其与来自本说明书和/或附图的其他部件和知识相结合。特别地，应当注意的是，附图并且特别是示出的比例仅为示意性的。
在附图中：
图1以至少部分地处于截面的立体图示出了摩擦装置；
图2以立体图的第一分解图示出了根据图1的摩擦装置；
图3以立体图的第二分解图示出了根据图1和图2的摩擦装置；
图4以第一立体图示出了根据图1至图3的摩擦装置的第一摩擦盘；
图5以第二立体图示出了根据图4的第一摩擦盘；
图6以截面的侧视图示出了处于第一状态的根据图1至图3的摩擦装置；
图7以截面的另一侧视图示出了根据图6的摩擦装置；
图8以截面的侧视图示出了处于第二状态的根据图1至图3的摩擦装置；
图9以截面的另一侧视图示出了根据图8的摩擦装置。
下面一起描述图1至图9。
具体实施方式
包括摩擦装置1的扭振阻尼器包括沿轴向方向2延伸的旋转轴线3。摩擦装置1具有包括第一盘5和第二盘6的输入侧4以及沿轴向方向2布置在盘5、6之间的输出侧7，该输出侧可以相对于输入侧4旋转并且具有第一摩擦盘8和第二摩擦盘9。输出侧7具有带有多个接触区域11、12、13的呈盘簧形式的弹簧元件10，其中，弹簧元件10沿轴向方向2布置在摩擦盘8、9之间，并且在轴向方向2上至少作用在摩擦盘8、9之间的接触力14(参见图6至图9)可以经由接触区域11、12、13传递。接触力14可以根据旋转角度15(参见图1)经由第一接触区域11(参见图6和图7中的摩擦装置1的第一状态)或第二接触区域12(参见图8和图9中的摩擦装置1的第二状态)在输入侧4与输出侧7之间传递，所述第一接触区域和所述第二接触区域布置在彼此不同的直径16、17上并且与同一第一摩擦盘8接触。
输入侧4上的盘5、6经由设计为铆钉的连接元件34彼此连接。
第一摩擦盘8经由第一接触区域11或第二接触区域12与弹簧元件10接触。第二摩擦盘9经由第三接触区域13与弹簧元件10接触。
所提出的摩擦装置1使得沿轴向方向2作用的力——并且因此摩擦扭矩——有可能变化，因为根据输入侧4与输出侧7之间的旋转角度15，弹簧元件10的不同直径16、17经由第一摩擦盘8接触。如果不同摩擦盘8、9的接触区域11、13，在此为第一接触区域11和第三接触区域13，沿径向方向37较远地彼此间隔开，则通过弹簧元件10传递相对较低的接触力14。如果不同摩擦盘8、9的接触区域12、13，在此为第二接触区域12和第三接触区域13，沿径向方向37紧靠在一起，则通过弹簧元件10传递相对较高的接触力14。
输入侧4上的第一盘5具有指向轴向方向2的多个第一接触区18(例如参见图3)，用于与第一摩擦盘8的沿轴向方向2相对的第一摩擦区19接触，其中，第一接触区18布置成沿周向方向20彼此间隔开。
第一摩擦区19沿周向方向20布置在彼此不同的直径区域21、22中。第一摩擦区19由第一摩擦盘8上的高起部形成，该高起部从在其他情况下平坦的表面沿轴向方向2延伸。第一摩擦区19在周向方向20上是连续的并且以蜿蜒的方式在不同的直径区域21、22上延伸。第一摩擦区19在内部第一直径区域21中仅在特定角度范围内延伸，并且在外部第二直径区域22中仅在特定其他角度范围内延伸。
第一摩擦盘8具有用于与弹簧元件10的第一接触区域11接触的多个第一内部接触元件23，以及沿周向方向20周向地延伸的用于与第二接触区域12接触的第一外部接触元件24。
每个接触元件23、24由第一摩擦盘8上的高起部形成，该高起部从在其他情况下平坦的表面沿轴向方向2延伸。第一内部接触元件23仅在有限的角度范围内沿周向方向20延伸。第一内部接触元件23的该高起部在周向方向20上具有恒定的高度。接触元件23、24的高起部设计为成在径向方向37上呈圆顶的形状，即接触元件的高起部具有弯曲的轮廓。
每个第一内部接触元件23相对于第一摩擦区19位于固定位置(例如参见图5)。第一摩擦盘8具有布置成沿周向方向20彼此间隔开的多个第一内部接触元件23。每个第一内部接触元件23布置成沿轴向方向2与第一摩擦区19完全对准。
输入侧4上的第二盘6具有第二接触区25(参见图1和图2)，该第二接触区沿周向方向20周向地延伸并且指向轴向方向2，用于与第二摩擦盘9的沿轴向方向2相对的第二摩擦区26接触。
为了与弹簧元件10的第三接触区域13接触，第二摩擦盘9具有沿周向方向20延伸的第二接触元件27(参见图1、图2和图9)。
第二接触元件27布置在最大直径28上(参见图6至图9)，摩擦装置1中的接触力14可以在最大直径上传递。
弹簧元件10相对于周向方向20以形状配合的方式连接至每个摩擦盘8、9。弹簧元件10具有第一舌状部30，该第一舌状部沿径向方向37向外延伸并且相对于周向方向20以形状配合的方式与第二摩擦盘9的第一凹部32相互作用。此外，弹簧元件10具有第二舌状部31，该第二舌状部沿径向方向37向内延伸并且相对于周向方向20以形状配合的方式与第一摩擦盘8的第二凹部33相互作用。
第二舌状部31还相对于周向方向20以形状配合的方式与毂29(参见图1)相互作用，使得摩擦装置1可以经由第二舌状部31以在旋转方面固定的方式连接至毂29。
设计为盘簧的弹簧元件10在盘簧的受力边缘中在盘簧的无应力高度36与材料厚度35之间具有一定比率，针对该比率，适用下式：1.25<高度/材料厚度<1.55(参见图7，由于弹簧元件10未处于无应力状态，因此这里所示出的仅作为示例)。
图6至图9示出了摩擦装置1的不同状态。在图6和图7中所示的第一状态下，接触力14经由第一接触区域11和第三接触区域13传递。第一接触区域11设置在第一直径16上，而第三接触区域13设置在最大(第三)直径28上。在图8和图9中所示的第二状态下，接触力14经由第二接触区域12和第三接触区域13传递。第二接触区域12设置在第二直径17上，而第三接触区域13设置在最大(第三)直径28上。对于示例性摩擦装置1，例如，弹簧元件10与第一摩擦盘8之间的第一接触区域11可以设置在第一直径16上、例如设置在40毫米的第一直径上，而弹簧元件10与第一摩擦盘8之间的第二接触区域12布置在第二直径17上、例如布置在56毫米的第二直径上。弹簧元件10与第二摩擦盘9之间的第三接触区域13设置在例如60毫米的最大(第三)直径28上。
附图标记说明
1摩擦装置2轴向方向3旋转轴线4输入侧5第一盘6第二盘7输出侧8第一摩擦盘9第二摩擦盘10弹簧元件11第一接触区域12第二接触区域13第三接触区域14接触力15旋转角度16第一直径17第二直径18第一接触区19第一摩擦区20周向方向21第一直径区域22第二直径区域23第一内部接触元件24第一外部接触元件25第二接触区26第二摩擦区27第二接触元件28最大直径29毂30第一舌状部31第二舌状部32第一凹部33第二凹部34连接元件35材料厚度36高度37径向方向。

Claims (10)

1.一种包括摩擦装置(1)的扭振阻尼器，所述扭振阻尼器包括沿轴向方向(2)延伸的旋转轴线(3)，其中，所述摩擦装置(1)具有：输入侧(4)，所述输入侧包括第一盘(5)和第二盘(6)；以及输出侧(7)，所述输出侧沿所述轴向方向(2)布置在所述盘(5，6)之间，所述输出侧能够相对于所述输入侧(4)旋转并且具有第一摩擦盘(8)和第二摩擦盘(9)，其中，所述输出侧(7)具有弹簧元件(10)，所述弹簧元件包括多个接触区域(11，12，13)，其中，所述弹簧元件(10)沿所述轴向方向(2)布置在所述摩擦盘(8，9)之间，并且在所述轴向方向(2)上至少作用在所述摩擦盘(8，9)之间的接触力(14)能够经由所述接触区域(11，12，13)传递；其中，所述接触力(14)能够根据所述输入侧(4)与所述输出侧(7)之间的旋转角度(15)至少经由第一接触区域(11)或第二接触区域(12)传递，所述第一接触区域和所述第二接触区域布置在彼此不同的直径(16，17)处并且与同一所述摩擦盘(8，9)接触。
2.根据权利要求1所述的包括摩擦装置(1)的扭振阻尼器，其中，至少所述第一盘(5)具有指向所述轴向方向(2)的多个第一接触区(18)，用于与所述第一摩擦盘(8)的沿所述轴向方向(2)相对的至少一个第一摩擦区(19)接触，其中，所述第一接触区(18)沿周向方向(20)彼此间隔开。
3.根据权利要求2所述的包括摩擦装置(1)的扭振阻尼器，其中，至少一个所述第一摩擦区(19)沿所述周向方向(20)布置在彼此不同的直径区域(21，22)中。
4.根据权利要求3所述的包括摩擦装置(1)的扭振阻尼器，其中，所述第一摩擦盘(8)具有：至少一个第一内部接触元件(23)，所述至少一个第一内部接触元件用于与所述弹簧元件(10)的所述第一接触区域(11)接触；以及至少一个第一外部接触元件(24)，所述至少一个第一外部接触元件用于与所述第二接触区域(12)接触。
5.根据权利要求4所述的包括摩擦装置(1)的扭振阻尼器，其中，所述第一摩擦盘(8)具有布置成在所述周向方向(20)上彼此间隔开的至少多个第一内部接触元件(23)。
6.根据权利要求5所述的包括摩擦装置(1)的扭振阻尼器，其中，每个第一内部接触元件(23)布置成在所述轴向方向(2)上与至少一个第一摩擦区(19)至少部分地对准。
7.根据前述权利要求中的一项所述的包括摩擦装置(1)的扭振阻尼器，其中，所述第二盘(6)具有第二接触区(25)，所述第二接触区沿周向方向(20)周向地延伸并且指向所述轴向方向(2)，用于与所述第二摩擦盘(9)的沿所述轴向方向(2)相对的第二接触区(26)接触。
8.根据前述权利要求中的一项所述的包括摩擦装置(1)的扭振阻尼器，其中，所述第二摩擦盘(9)具有第二接触元件(27)，所述第二接触元件沿周向方向(20)周向地延伸，用于与所述弹簧元件(10)的第三接触区域(13)接触。
9.根据权利要求8所述的包括摩擦装置(1)的扭振阻尼器，其中，所述第二接触元件(27)布置在最大直径(28)上，所述摩擦装置(1)中的所述接触力(14)能够在所述最大直径上传递。
10.根据前述权利要求中的一项所述的包括摩擦装置(1)的扭振阻尼器，其中，所述弹簧元件(10)相对于周向方向(20)以形状配合的方式连接至每个摩擦盘(8，9)。
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