CN115479110A - 离心摆的具有一体的窗弹簧的间隔板 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于布置在内燃机驱动的机动车中的离心摆(1)，离心摆具有至少一个摆质量组(3)，该摆质量组被分配给能旋转的支承法兰(2)并且与滚轮结合沿着预设的摆动轨道相对于支承法兰(2)实施相对运动，其中，摆质量组(3)包括两个在支承法兰(2)的两侧布置的摆质量件(4、5)，摆质量件彼此间隔开并且经由耦联元件(6)刚性连接，并且在支承法兰(2)和每个摆质量件(4、5)之间分别装入间隔板(8、9)，其中，在每个由塑料制造的、在摆质量件(4、5)上抗旋转的且在支承法兰(2)上摩擦接合引导的间隔板(8、9)中在圆周侧整合至少两个彼此错开布置、与摆质量件(4、5)共同作用的、楔形设计的弹簧窗(15、16)。

Description

离心摆的具有一体的窗弹簧的间隔板

技术领域

本申请涉及根据权利要求1的前序部分的特征所述的用于布置在内燃机驱动的机动车中的离心摆，离心摆具有至少一个摆质量组，该摆质量组被分配给能旋转的支承法兰。

背景技术

在这种机动车中，基于内燃机的工作方式从曲轴将不连续的扭矩传递到驱动系。由此出现扭转振动，例如使用构造成双质量飞轮的扭转振动减振器减弱扭转振动，扭转振动减振器为了进一步减振额外地包括离心摆。借助离心摆，通过使离心摆的摆质量件相对于需要消除的振动反向地振动来减弱或消除振动能量或振动幅度。

由DE 10 2014 110 233 A1已知一种具有多件式构造的摆质量组的离心摆。沿周向方向间隔布置的摆质量组分别由在两侧可运动地定位在支承法兰上的摆质量件构成。在此摆质量件经由带有间隙地接合到支承法兰的开孔轮廓中的耦联元件接连在一起。摆质量组的引导借助安装在摆质量件和支承法兰的彼此反向伸延的摆动轨道中的滚轮或摆动滚轮实现。

作为避免摆质量件在支承盘上的不受控的、对离心摆的作用或隔离能力有不利影响的运行的措施，已知的是在摆质量件和支承盘之间插入间距板或间隔板。例如在DE 102006 028 536 A1以及DE 10 2016 214 582 A1中示出该离心摆结构，其中，每个摆质量组包括两个称为滑动板的间隔板，间隔板分别放置在摆质量件和支承法兰之间。为了实现有利的摩擦副和防止钢-钢-副之间的摩擦，由现有技术还已知的是，使用由塑料制成的间隔板或塑料夹。现有技术中已知的离心摆均显示出尽可能低摩擦地引导的摆质量件。

发明内容

基于该问题，在此本发明的目的是提供一种离心摆，离心摆的应用需要摆质量摩擦。为此设置的措施应在考虑到机动车中主要存在的狭窄的安装空间条件的情况下能对构件优化地、制造简单且对串联结构成本有利地实现并且尽可能紧凑地实施。

为了实现该目的提出具有权利要求1的特征的离心摆。其他的优选实施方式由从属权利要求中得出。

根据本发明，离心摆包括由塑料制造的、分别在摆质量件上防旋转的且在支承法兰上通过摩擦接合引导的间隔板，在间隔板中分别一体设置至少两个在圆周侧彼此错开布置、与摆质量件共同作用的、楔形设计的弹簧窗。

借助所述的间隔板，可在安装状态中在离心摆的由摆质量组形成的各个扇形中有针对性地产生和/或出现摩擦力。有利地，离心摆提供同时消除更多阶次的方案。这经由不同协调的摆质量组的结构实现，摆质量组分别消除单独的阶次，由此离心摆也经受激励阶次。为了消除或减弱来自系统的激励阶次，离心摆确保恒定的摩擦。由此离心摆原理提供对至今为止的、传统构建的离心摆摩擦装置的替代或替换应用方案，这些离心摆摩擦装置的设计例如对于双质量飞轮始终使得摩擦最小化。

在此通过由塑料特殊地成型制成的、也称为滑动板或间隔元件的间隔板实现能有针对性产生的摩擦力，间隔板的一体式弹簧窗在完成安装之后沿轴向预紧地置入。由此在运行状态中在摆质量组的摆质量件上产生轴向力以及在塑料间隔板和支承法兰之间产生期望的摩擦力和摩擦。另外，该原理利用弹簧窗的弹簧特性曲线，其相对于安装几何结构或环境结构的零件的制造和/或构件公差不太敏感。

根据优选的设计方案，间隔板经由大的接触面或摩擦面支撑在支承法兰上。在此，弹簧窗支撑在摆质量件上，摆质量件的预紧在安装期间通过弹簧窗的压缩产生。弹簧窗在标称状态中的安装高度明显超过摆质量件和支承法兰之间的出现的轴向间隙。弹簧窗的合力通过弹簧窗的弯曲程度影响。所需的摩擦力可以通过间隔板的尺寸、材料选择和/或弹簧窗的展开角以及造型进行设定。

通过间隔板的包括两个弹簧窗的一件式构造，能有利地实现构件优化的离心摆，其方式是通过包括多种功能的、以替选方案构造的、一件式的间隔板替换至今为止使用的、现有的间距或间隔板。

有利地，间隔板的材料应用相比于至今为止的传统的间隔板几乎相同。此外，以低的加工费用或少的调整来新实施的、有针对性产生摩擦力的间隔板可整合到已经现有的摆质量组中。另外，设置的措施可结构空间中性地以及制造简单和对系列结构成本有利地实现。

根据优选的应用，离心摆应用在皮带盘解耦器中，皮带盘解耦器能够使用在被周期性干扰激励的牵引件传动装置或皮带传动装置中，以降低驱动中的不利的、干扰的动力。此外，皮带盘解耦器将出现的共振转移到运行转速以下的转速范围中，由此避免将不利的发动机振动传递到辅助单元。这种用于皮带传动装置的皮带盘解耦器例如由DE 10 2018128 641 A1已知。有利地，可用于传统的以及起停皮带传动装置的皮带盘解耦器实现了降低的、减小摩擦损失的皮带预紧。优选地，皮带盘解耦器适用于内燃机的所谓的辅助单元驱动器(前端交流发电机驱动Front End Alternator Drive)。

不同于在双质量飞轮中的布置，离心摆在皮带盘解耦器中布置在初级侧并且没有通过弧形弹簧预隔离。因此离心摆也经受激励阶次，由此相对于在构造成双质量飞轮的扭转振动减振器中的离心摆结构需要恒定的摩擦以进行减振。

用于皮带盘解耦器的离心摆的特别之处在于高的和/或不同的借助该原理有利地同时消除的阶次。这经由不同协调的摆质量组的构造实现，摆质量组分别衰减单独的级阶。相应地，为各个摆质量组设置不同的摩擦力，由此可以经受没有共振的谐波阶次。由于阶次高，用于摆质量件的滚轮的滚动轨道或摆动轨道设计成几乎正圆形。

根据优选的实施方式，形成基部区段和弹簧区段的一件式的间隔板包括矩形设计的弹簧窗。间隔板的一件式构造使得优选矩形设计的弹簧窗能根据结构几何形状定位在间隔板中。通过成型和/或可变地确定弹簧窗的长度、宽度和壁厚的尺寸可直接地影响其弹簧力。对于弹簧窗设置0°至45°之间的安装角或展开角。

根据离心摆的优选实施方式，在每个间隔板中总共一体设置四个弹簧窗，其中，每两个成对地沿径向彼此错开的弹簧窗在周向上错开地布置。有利地，成对布置的弹簧窗分别定位在间隔板的由耦联元件和摆动轨道限定的区段中。在此提供，成对布置的弹簧窗以≥90°的位置角放置。

该原理尤其用于摆质量件与所属的耦联元件以及间隔板结合接连成V形设计的结构单元的离心摆。与此不同，间隔板也可转用到具有与其不同的摆质量组件的离心摆的结构形式，例如转用到U-FKP(U形离心摆)或O-FKP(O形离心摆)或转用到具有内置或外置定位的摆质量件的离心摆。

为了成本有利地制造材料一体的、由塑料制造的间隔板，优选使用注塑工艺。替代于此地，可通过合适的3D打印工艺、例如借助选择性的激光熔化工艺制造间隔板。

间隔板的材料采用耐高温的、耐磨损的、抗疲劳的塑料，该塑料还可成本有利地加工。例如对此合适的是热塑性塑料，例如：PA66 GF35、PA66 CF10TF20或PEEK，其同时确保在起停时更好的NVH性能。

为了将间隔板抗旋转地固定且同时定向和/或定位在摆质量件上，将间隔板的至少两个彼此错开的、也称为栓的销带有间隙地接合到摆质量件的局部开口中。优选实施成孔的开口的余量在运行状态中一方面确保摆质量件和间隔板之间的相对运动并且另一方面实现间隔板的由于热引起的长度改变或变形。

间隔板的优选的结构性设计还在于材料厚度在0.6mm至2mm之间。具有较低材料厚度的间隔板所适用的是较硬的塑料。而具有较大材料厚度的间隔板使用较软的塑料。为了设定弹簧力，可使弹簧窗的材料厚度相对于间隔板的基部区段设计成相同或不同。

附图说明

下面根据五个附图中的实施方式详细地描述申请的对象。但是本申请不限于附图中示出的实施方式。在此示意性地和/或示例性地示出：

图1示出了离心摆的局部，离心摆具有支承法兰、摆质量件和间隔板；

图2示出了离心摆的视图，离心摆具有摆质量件和间隔板；

图3示出了在未安装的状态中的间隔板；

图4示出了在已安装的状态中的间隔板；

图5示出了间隔板的弹簧窗的特征曲线。

具体实施方式

图1示出了可转动的离心摆1的局部，离心摆例如属于内燃机驱动的机动车的皮带盘解耦器(未示出)或扭转振动减振器。离心摆1使得摆质量组3在运行状态中在出现转动不均匀性时相对于支承法兰2能够相对运动且由此减振并且离心摆与扭转振动减振器组合改进其效用。

离心摆1由能围绕例如属于驱动系的轴的转动轴线(未示出)旋转的支承法兰2构成，支承法兰用于容纳沿周向方向依次布置的多个摆质量组3。每个摆质量组3包括两个定位在支承法兰2两侧的、尺寸相同的摆质量件4、5，摆质量件通过图2中示出的耦联元件6连接，耦联元件带有间隙地安装在支承法兰2的局部轮廓(未示出)中。另外在支承法兰2和摆质量件4、5之间分别设有由塑料制造的轴向弹性的间隔板8、9，间隔板一致地设计并且彼此对称地安装。摆质量组3结合两个在摆质量件4、5和支承法兰2的预设的、间隔开的摆动轨道7(在图2中示出)中引导的滚轮(未示出)被可运动地引导。

每个间隔板8、9在端侧通过也称为栓的销10、11定位，销带有间隙地接合到摆质量件4、5的局部开口12、13中并且进而在运行状态中确保间隔板8、9和摆质量件4、5之间的相对运动。每个间隔板8、9形成也称为接触面的基部区段14和含有窗弹簧15、16的弹簧区段17、18，其中，窗弹簧15、16设计成四边形切口的形状。

每个间隔板8、9设计成，其基部区段14在大的接触面上形成与支承法兰2共同作用的摩擦面并且弹簧窗15、16预紧地支撑在摆质量件4、5上。在运行状态下，在支承法兰2相对于摆质量组3的相对运动中，在间隔板8、9和支承法兰2之间出现摩擦。间隔板8、9的安装使得其成对布置的弹簧窗15、16彼此轴向相对地布置，由此出现反向的支撑力。在此力求的是，弹簧窗15、16的尽可能相同的弹簧恒量和/或弹簧特征曲线。因此在摆质量组3沿着摆动轨道移位时，摆质量件4、5通过支承法兰2分别在轴向上被一致地弹簧预紧并且间隔开地被引导。

在图2中为了更清楚地显示摆质量组3的结构没有示出前部的摆质量件5。两个摆质量件4、5与耦联元件6和间隔板8、9一起例如借助铆钉(未示出)接连成一结构单元。在每个间隔板8、9中一体设置总共四个例如通过U形切口制造的弹簧窗15、16。每两个成对的彼此径向错开的弹簧窗15、16以位置角β≥90°并且同时一致地定位在间隔板8、9的由耦联元件6和摆动轨道7限定的区段中。

在图3中示出了间隔板8的局部，该局部示出在松弛的、即在未安装的状态中的弹簧窗15。在此，弹簧窗15呈现为具有展开部和象征性呈现弹簧窗15的作用方式的、从间隔板8的基部区段14起始的展开角α。在此产生的安装高度H相当于≥间隔板8的材料厚度S的两倍。间隔板8的基部14的材料厚度在此超过弹簧窗15的材料厚度。在图4中示出了在间隔板8完成安装之后在预紧状态中的弹簧窗15，其中安装高度H降低到≤间隔板8、9的两倍的材料厚度S的量度。在安装状态中，例如形成1.5mm的限定摆质量件4、5和支承法兰2之间的间距的安装高度H。

图5在线图中示出与弹簧窗15、16的安装高度H相关的弹簧力F的曲线，其中，纵坐标轴表示弹簧力F并且横坐标轴表示安装高度H。用H₁指示额定的安装高度，用H₂指示在安装状态中形成的安装高度。曲线走向显示了弹簧力F随弹簧窗15、16的安装高度H减小而增加的恒定的特性曲线。

附图标记列表

1 离心摆

2 支承法兰

3 摆质量组

4 摆质量件

5 摆质量件

6 耦联元件

7 摆动轨道

8 间隔板

9 间隔板

10 销

11 销

12 开口

13 开口

14 基部区段

15 弹簧窗

16 弹簧窗

17 弹簧区段

18 弹簧区段

F 弹簧力

H 安装高度

S 材料厚度

α 展开角

β 位置角

Claims (10)

1.用于布置在内燃机驱动的机动车中的离心摆(1)，所述离心摆具有至少一个摆质量组(3)，所述摆质量组被分配给能旋转的支承法兰(2)并且与滚轮结合沿着预设的摆动轨道相对于所述支承法兰(2)实施相对运动，其中，所述摆质量组(3)包括两个在支承法兰(2)的两侧布置的摆质量件(4、5)，所述摆质量件彼此间隔开并且经由耦联元件(6)刚性连接，并且在所述支承法兰(2)和每个摆质量件(4、5)之间分别装入间隔板(8、9)，其特征在于，在每个由塑料制造的、在所述摆质量件(4、5)上防旋转的且在所述支承法兰(2)上摩擦接合地引导的间隔板(8、9)中，在周向上一体设置至少两个彼此错开布置、与所述摆质量件(4、5)共同作用的、楔形设计的弹簧窗(15、16)。

2.根据权利要求1所述的离心摆(1)，其特征在于，将所述间隔板(8、9)属于离心摆(1)，所述离心摆应用在皮带盘解耦器中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆(1)，其特征在于，所述弹簧窗(15、16)设计成从所述间隔板(8、9)中制造出、例如矩形的或U形的切口，所述切口具有朝所述耦联元件(6)敞开的展开部。

4.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆(1)，其特征在于，在每个间隔板(8、9)中总共一体设置四个弹簧窗(15、16)，所述弹簧窗分别成对地沿径向彼此错开地布置。

5.根据权利要求4所述的离心摆(1)，其特征在于，成对布置的弹簧窗(15、16)以β≥90°的位置角分别定位在所述间隔板(8、9)的由所述耦联元件(6)和所述摆动轨道(7)限定的区段中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆(1)，其特征在于，所述摆质量件(4、5)与所述耦联元件(6)以及间隔板(8、9)一起优选接连成V形设计布置的摆质量组(3)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆(1)，其特征在于，材料一体的、由塑料制造的间隔板(8、9)通过注塑工艺制成。

8.根据权利要求7所述的离心摆(1)，其特征在于，所述间隔板(8、9)由耐磨损的、耐高温的塑料，例如：PA66 GF35、PA66 CF10TF20或PEEK制成。

9.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆(1)，其特征在于，为了对所述间隔板(8、9)进行位置定位，设置至少两个彼此错开的、带有间隙地接合到所述摆质量件(4、5)的局部开口(12、13)中的销(10、11)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的离心摆(1)，其特征在于，为所述间隔板(8、9)设置≤6mm的材料厚度S，其中，所述弹簧窗(15、16)的材料厚度相对于基部区段(14)相同或不同地设计。

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