CN1667293A - 隔离振动的盘状部件 - Google Patents

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Abstract

隔离振动的盘状部件，它用于转矩传递装置中，其中该盘状部件具有用于与一个内燃机的输出轴相固定的径向内区域及用于传递转矩的径向外区域。

Description

隔离振动的盘状部件
技术领域
本发明涉及隔离振动的盘状部件，它用于连接转矩传递装置，其中该盘状部件具有用于与内燃机的输出轴相固定的径向内区域及用于传递转矩的径向外区域。
背景技术
对于这种隔离振动的盘状部件，例如由DE 199 59 962 A1及其中给出的现有技术已提供了各种构型。这种隔离振动的盘状部件的其它可能构型已由DE 198 40 215 A1，EP 0984184 A1及EP 0990817 A2公知。
在上述现有技术中，用于隔离振动所需的、盘状部件的特性这样来保证，即使用了至少一个在其厚度及弹性特性上专门为此盘状部件构成的元件。此元件并也部分地与附加元件相组合。该盘状部件用于在发动机驱动轴与一个由该元件径向外部承载的功能部件之间传递转矩。
发明内容
对于根据本发明的隔离振动的盘状部件，至少部分地由该盘状部件构成的区域及与该部件连接的另一些部件，尤其是内燃机的曲轴，在振动上以如下方式解耦，即驱动轴的振动通常传递到其它部件上的轴向振动及摆动振动至少很大程度地避免或减小到可接受的程度。通过根据本发明的隔离振动的盘状部件的构型也可使用无特别突出的弹性性能的钢。此外根据本发明的隔离振动的盘状部件可特别简单、成本低廉地制造。
在开始部分所述类型的隔离振动的盘状部件上这样地实现一种变型的构型，即该盘形部件由至少一个环形内元件组成，在其上放置、尤其压接一个环形外元件，其中内元件及外元件通过一个分断面由同种扁平材料制成，并通过将内元件压回到外元件中至少部分地保证这两个元件的无相对转动地连接。在一个特别有利的方式中根据本发明的构成的盘形部件可由钢板制成。因此根据本发明的、具有所谓柔性板效应的盘状部件通过简单的外围切裁或冲压来制造，由此可保证低成本生产。前面所述的对由内燃机引起的轴向振动及摆动振动的隔离特性在根据本发明的盘状部件上至少部分地通过设在两个环形元件之间的至少一个分割位置来保证。本发明基于下述构思：通过该分割位置或分断面在盘状部件内形成一个中断的接缝，由此使两个环形元件的、与该分割位置相邻的区域具有一定的、尽管非常小的变形，且主要为弹性变形。由此可保证环形外元件相对与内燃机输出轴相连接的并由此承受内燃机产生的振动的环形内元件至少在一定程度上解耦。
视应用场合而定合乎要求的是：根据本发明的盘状部件具有多于两个的环形元件，这些元件由相同的原材料如StW23通过施加多个分断面来构成。
根据本发明的盘状部件或至少环形外元件可借助相应的构型具有一定的固有弹力，由此可至少使一部分的振动解耦功能以与现有技术相似的方式得到保证。
在一个特别简单的方式中，在这些环形元件之间设置的分断面通过简单的冲压操作制成。从合算的角度来说，此时冲压工具可这样地构成，即通过分断面构成的分割位置具有一定的粗糙度，这保证了：当两个元件压回或彼此挤压起来时形成一定的形状锁合，它保证了两个元件之间的抗扭转连接。
在一个有利的方式中，环形内元件具有螺钉孔及分割位置设置在这些孔的径向外部。通过这些螺钉孔可穿过螺钉，以便将该部件固定在内燃机驱动轴上。特别合乎要求的是，分割位置与上述螺钉孔非常靠近或相邻地设置。由此得到了在预期的振动隔离方面特别有效的盘状部件。因此根据本发明的盘状部件的“柔性板性能”特别优越。
视应用场合而定，分割位置的轨迹也可与螺钉孔在径向上隔开。
此外合乎要求的是，构成分割位置的、两个元件的分断面由冲压断面构成，该冲压断面至少在彼此压接的元件的材料厚度的部分区域上沿盘状部件的轴向形成呈截锥形延伸的区段。通过该区段可保证至少在两个元件之间的一个轴向相对运动的方向上形成轴向上形状锁合的连接。为了保证两个环形元件彼此完好的轴向固定，合乎要求的是，在向着上述截锥形区段的假想角尖的、盘状部件的一侧上，这两个元件具有另一个在轴向上起作用的形状锁合的连接部分。这种形状锁合的连接部分可由至少局部地在分割位置的区域上施加在至少一个元件中的填缝材料构成。这种填缝材料最好被均匀分布地设置在相应分割位置的圆周轨迹上。但这种形状锁合的连接也可与存在截锥形延伸的冲压断面无关地使用，但如果需要时，这种形状锁合的连接也可设在盘状部件的两侧上。
在一个有利的方式中，分割位置可如下构成，即它虽具有一个与盘状部件的旋转轴至少几乎重合的中心，但具有偏离圆形的轨迹。分割位置例如以多边形或类似齿形延伸在圆周方向上。通过这种构型可保证在两个彼此压接的元件之间极佳的传递转矩。
为了轴向地固定构成盘状部件的至少两个环形元件，合乎要求的是，除在构成分割位置的分断面之间设置的压接部分外，在内元件与外元件之间还设有一个轴向固定部分。这种轴向固定部分能以简单的方式由至少一个、固定在该盘状部件至少一侧上的附加元件构成。这种附加元件可用简单的方式构成盘状的。在使用这种盘状元件时，这些盘状元件可借助穿过内元件的孔的螺钉被夹紧。在此，该元件同时具有对应的孔。有利的是，盘状的固定元件具有轴向弹性。对此，例如可由弹簧钢制成。此外，至少一个盘状的固定元件可有利地与一个环形元件固定地连接，而借助轴向预应力弹性地接触在这些环形元件的另一个上。对此，盘状元件在未安装状态至少构成轻微的截锥形，并且/或者具有相应的轴向变形，这在该盘状元件安装时将起到夹紧它自身的作用。通过这样一个盘状元件弹性夹紧地安装，可在构成盘状部件的两个环形元件之间产生减振作用，并且是基于其用弹性预应力形成的对一个环形元件的支撑来产生减振作用。
根据本发明构成的隔离振动的盘状部件尤其可作为构成一个飞轮的组成部分来使用。在此情况下，环形外元件在径向外区域中可承载一个环形质量部件，该部件构成离合器从动盘的摩擦面。
但根据本发明构成的隔离振动的盘状部件也可用于构成一个所谓双质量飞轮的初级质量。双质量飞轮例如被描述在开始部分引证的现有技术中。在此情况下，该盘状部件可构成初级质量那样一个部件，该部件可直接与内燃机输出轴相连接。这种盘状部件可有利地具有径向外部区域，该外部区域至少局部地构成一个用于接收作用在圆周方向上的螺旋弹簧的空腔。在此情况下，螺旋弹簧是一个在双质量飞轮的两个飞轮质量之间起作用的减振器的组成部分。为了构成该空腔，环形外元件在其外区域上具有轴向延伸的区段，该区段可与环形外元件构成一体。
构成一个双质量飞轮的初级质量的组成部分的盘状部件能以有利的方式这样地构成，即该盘状部件在其径向内部的圆周上带有一个轴向的凸缘，在该凸缘上可支承次级质量。这种轴向凸缘可与内元件构成一体或通过一个由内元件承载的附加部件构成。
当使用根据本发明的盘状部件来构成具有用于接收在圆周方向上起作用的螺旋弹簧的空腔的双质量飞轮时，有利的是，次级质量带有加载区域，该区域至少局部地延伸到空腔中，并用于螺旋弹簧的加载。
附图说明
以下将借助图1至13来详细说明本发明：
附图为：
图1：一个双质量飞轮的部分截面图，其中使用根据本发明构成的盘状部件，
图1a：根据本发明的、隔离振动的盘状部件的一个分割位置的放大图，
图2至6：由至少两个环形元件组成的隔离振动的盘状部件的各个细节或变型实施例，
图7至13：在根据本发明构成的、隔离振动的盘状部件的环形元件之间引导分割位置的各个变型实施例。
具体实施方式
图1中以截面图部分地表示一个转矩传递装置，在本例中，它构成一个所谓的双质量飞轮1。该双质量飞轮1由一个初级飞轮质量2及一个次级飞轮质量3组成。初级飞轮质量2可与一个未示出的内燃机的输出轴固定地连接，更确切地说，在所示的实施例中，借助分布在圆周上的多个螺钉4相连接。双质量飞轮1可围绕一个旋转轴线5旋转。这两个飞轮质量2及3可彼此相互转动地支承在一个支座6上，其中支座6径向设置在螺钉4的内部。
由于中间放设置了一个离合器从动盘7，在飞轮质量3上固定了一个摩擦式离合器8。借助摩擦式离合器8及离合器从动盘7，该双质量飞轮1可与一个未示出的变速器输入轴相连接及相分离。
一个减振装置9在两个飞轮质量2及3之间起作用，该装置包括储能器10，它们在所示的实施例中由螺旋弹簧构成。
两个飞轮质量2及3具有加载区域，借助这些加载区域可使储能器10压缩。在所示的实施例中，设置在初级飞轮质量2上的加载区域以公知方式通过置入到构成初级飞轮质量的部件11，12中的成型部分构成。在所示的实施例中，由次级飞轮质量3承载的加载区域由一个法兰盘状部件14的径向外部区域13构成，该部件14的径向内部通过铆钉15与构成摩擦盘7的摩擦面的环形质量部件16固定地连接。加载区域13通过法兰盘状部件14的径向臂或托架构成。
优选由金属板材冷成形制成的部件12用于将初级飞轮质量2或整个双质量飞轮1固定到内燃机的驱动轴上。部件12的径向外部具有一个在此是构成一体的轴向附件17，在该附件上固定了也是由板材制成的环形部件11。两个部件11及12构成了一个环形空间18，该空间可至少部分地注入粘性介质，例如油脂。
这种减振器的原理、其它结构及功能方面可参考DE 37 21 705A1，DE 37 21712 A1，DE 37 21 711 A1，DE 40 18 321 A1，DE 41 17584 A1，DE 41 17 582 A1及DE 41 17 579 A1。
这里用于将转矩导入双质量飞轮1的盘状或环状部件12是这样安装或构成的，即在与该部件12相连接的驱动轴，如一个内燃机的曲轴，其端部区域中出现的轴向振动及弯曲振动至少部分地被滤掉或被吸收。由此可使由这种振动产生的激励减小到可接收的程度，这种激励通常被传递到初级飞轮质量2上，还可引起该飞轮质量的轴向振动及摆动振动。
为了实现构成初级飞轮质量2的部件相对在内燃机输出轴的端部区域上出现的振动至少上部分地解耦，盘状部件12被分成至少两个环形元件19，20，它们在图1所示的实施例中彼此直接地对中。内部的环形元件20具有用于穿过固定螺钉4的孔21。这里所示的环形内元件20还具有一个整体成型的轴向凸缘22，在该凸缘上支承着次级飞轮质量3，即在该图示的实施例中通过滑动轴承支承。但轴向凸缘22也可通过分开的部件构成，该分开的部件可具有一个径向延伸的法兰盘，同时，该法兰盘也可借助螺钉4被轴向夹紧，例如压在一个仅被制成盘形的内元件20上。
环形外元件19用于构成环形空间18及对储能器10加载。
在一个特别有利的方式中，这两个元件19及20首先由同一扁平材料即彼此相连地制造，然后通过一个分割步骤分开。这种分割步骤例如借助一个冲压工具，即通过一个冲压操作来实现。当该起先彼此整体相连接的元件19及20这样地分离后，这些元件可再移动到或压回到图1所示的相对位置上。该过程可直接在完成分离后并以有利的方式在同一冲压阶段进行。对于一些应用场合，有利的还在于：在两个元件19及20相接合后它们至少被设置很小的相互轴向偏移，因为由此通过分割面相应的构型可实现两个元件19及20之间更好的摩擦连接和/或形状锁合连接。
特别有利的是，所使用的分隔方法可保证：在两个元件19，20再彼此相压或彼此挤压的情况下，在这些元件19，20上构成的分割面的区域中形成至少摩擦锁合的连接。为了改善通过两个元件19，20彼此挤压形成的、将保证这两个元件19，20之间的转矩传递的连接，有利的是，借助分割方法形成分割面，这些分割面具有一定的粗糙度或表面裂纹。由此，当两个元件19，20彼此挤压时至少形成多个小的形状锁合的连接。
如由图1中可看到的，在两个环形元件19，20之间的分割位置23在径向上相对靠近螺钉4或孔21地设置。
为了在轴向上固定两个环形元件19及20，在图1所示的实施例中，环形元件12的两侧设有垫片24、25。在此，当双质量飞轮1组装在内燃机的输出轴上时，这些垫片被轴向夹紧。为此，垫片24、25上也为螺钉4设置相应的孔。
如结合图1a可看到的，特别有利的是，构成一个分割位置23的、两个元件19、20的分割面至少在材料厚度26的部分区域上构成一个在环形元件19、20的轴向呈截锥形或锥形延伸的区段，由此至少在两个环形元件19、20之间的一个轴向相对运动可能性上构成形状锁合的连接。在该图所示的实施例中，分割位置23呈截锥形延伸在几乎整个厚度26上，并更确切地说是按照一个理想表示的楔形角27延伸。在根据图1a的分割位置23的构型中，可以去掉设置在左侧上的止动垫片24，因为当环形内元件20安装到相应的轴上后外部元件19在向左的方向上通过分割位置23的特殊构型被轴向固定。因此，在由两个元件19，20构成的盘状部件的侧向上仅需一个形状锁合的轴向连接即可，该连接部分向着分割位置23的截锥形区段的假想角尖。在图示的实施例中所述形状锁合连接通过垫片25来保证。但这种形状锁合的连接也可通过至少部分地置入分割位置23的区域中的并分布在圆周上的材料变形、如材料填缝来构成。但这种材料变形也可在分割位置23的整个圆周上施加到至少一个元件19，20上。在图4中，这种分割位置423区域中的这种变形或填缝(Verstemmung)用标号428表示。在根据图4所示的实施例中，仅在右侧上表示出至少一个材料变形或材料填缝部分。但环形元件419，420也可借助它们两侧上的材料变形彼此轴向地被固定。
如由图1可看出的，止动垫片24、25具有不同的材料厚度。如此选择构成这种垫片的材料并确定其厚度，以使得相应的垫片具有轴向弹性性能。
在图2所示的实施形式中设有两个止动垫片24、24a，它们构成相同。在止动垫片24a与螺钉4的帽之间设有一个垫圈30。以有利的方式，该垫圈30可制成环形的并用作所有螺钉4的垫圈。
在图3所示的实施形式中，分割位置323被设置在外部环形元件319与相对大直径的内部环形元件320之间。如上所述，由环形元件319，320构成的盘状部件312也可具有多于一个延伸在圆周上的分割位置323。因此，在根据图3的实施形式中，例如，也可在螺钉324外部并与它相邻地设置一个相应于图1中的分割位置23的分割位置。
在图5所示的实施形式中，在环形内元件520与环形外元件519之间的轴向固定借助多个设在相应分割位置区域中圆周上的铆钉531来保证。
在根据图6的实施形式中，在环形内元件620与环形外元件619之间设有至少一个径向地夹持在中间的部件632。该部件632可有利地由金属线材成型件构成，其中线材例如可具有一个环形横截面。该金属线材成型件623可至少近似地延伸在分割位置623的整个圆周上，因此实际上构成环形的。但也可设置多个弧段形的金属线材成型件，它们分布在圆周上。也可在两个元件619，620之间径向上设置几个最好均匀分布在圆周上的球。这些设置在两个元件619与620之间的部件可被压入这两个元件之间。为了构成用于部件632所需的结构空间，元件619，620的轮廓被相应地冲压，如果必要，通过冲压成型。为了各个部件619，632，620之间的轴向固定，如结合其它实施形式所描述的，可使用附加的止动垫片或材料变形，它们将保证轴向的连接。
尽管环形的内及外元件由相同的材料制成是有利的，但对于有些应用场合，这些部分由不同的材料构成也是合乎要求的，这些材料具有所需的特性，例如弹性和/或热膨胀系数和/或热传导系数。例如为了构成至少一个这样的元件也可使用铝或铸钢。
当使用不同材料时，如弹簧钢及结构钢，构成盘状部件的元件也可借助焊接连接尤其是激光束焊接彼此相连接。在此情况下，相应的焊接连接可局部在圆周上分布地设置。但也可使用连续的焊缝。
在根据图6的构型中，在构成盘状部件619的环形元件之间至少设有一个中间件632，为了构成这种中间件也可使用塑料或硬橡胶。在此情况下，这些中间件优选位耐热的。
虽然，当构成分割位置23，323，423，623的、彼此重叠布置的环形元件的径向对置的面实际具有圆环构型时可满足许多应用场合，但对于多个应用场合来说合乎要求的是：构成分割位置的面虽具有一个与相应盘状部件的旋转轴5重合的中心，但具有偏离圆形的轨迹。例如分割位置23或构成该分割位置的元件19及20的分割面具有椭圆的构型。这种分割位置或分割面的其它构型形状如图7至9所示。在图7中分割位置23的轨迹在圆周上形成波纹形。通过分割位置23的均匀的波纹形轨迹在外元件19的径向内边缘上及内元件20的径向外边缘上构成整圆的齿，它们在径向上彼此啮合，用于提高可传递的转矩。通过分割位置23的波纹形轨迹也使分割位置23的有效长度或面积增大。
图8表示一个类似的分割位置23a，但其中这样地导向，即在元件19，20上构成彼此径向上啮合的楔形齿部分。
在图9中，延伸在两个元件19，20之间的分割位置23b被构成多边形。
在根据图10的构型中分割位置23c被构成圆形。
图11表示图5的铆钉531在圆周上的分布。如上所述，这些铆钉用于轴向固定两个元件519，520。同时这些铆钉能够提高可传递的转矩。
在图12中表示图6的分割位置623。在此情况下，分割位置623的导向部分被构成多边形，设置在两个元件619，620之间的金属线圈632具有相应地适配的多边形构型。
图13中还表示出一个实施形式，其中为取代如图11中所示的铆钉531，在分割位置723的区域中设置了多个由塑料或硬橡胶组成的中间件731。在该图示的实施例中元件719，720被这样地构成，即在分割位置723的区域中以类似于结合图1对于分割位置23所述的方式的接触。通过中间件731的强度的相应选择，在分割位置723的区域中在中间件731之间也可设有至少一个小径向间隙。合乎要求的还在于，这种间隙仅是局部设在相邻的中间件731之间的分割位置723的区域中。

Claims (24)

1.隔离振动的盘状部件，它用于转矩传递装置中，其中该盘状部件具有用于与一个内燃机的输出轴相固定的径向内区域及用于传递转矩的径向外区域，其特征在于：该盘状部件由至少一个环形内元件及一个压在该内元件上的环形外元件组成，其中内元件(20)及外元件(19)通过一个分断面(23)由同一扁平材料制成及通过将内元件(20)压回到外元件(19)中形成这些元件的无相对转动地连接。
2.根据权利要求1的盘状部件，其特征在于：分断面(23)被冲压出。
3.根据权利要求1或2的盘状部件，其特征在于：环形内元件具有螺钉孔(21)，分割位置(23)设置在这些孔的径向外部。
4.根据权利要求1或2的盘状部件，其特征在于：环形内元件具有螺钉孔(21)，分割位置(23)径向上与这些孔相邻地设置。
5.根据以上权利要求中至少一项的盘状部件，其特征在于：构成分割位置(23)的、两个元件的分断面由冲压断面构成，这些冲压断面至少在这些彼此压接的元件(19，20)的材料厚度(26)的部分区域上形成一个在盘状部件的轴向上呈截锥形延伸的区段，由此构成轴向上形状锁合的连接。
6.根据权利要求5的盘状部件，其特征在于：在盘状部件(12)的向着截锥形区段的假想角尖的一侧上，这两个元件具有另一个在轴向上起作用的形状锁合的连接部分。
7.根据权利要求6的盘状部件，其特征在于：该另一形状锁合的连接部分由至少局部施加在分割位置的区域中的填缝材料(428)构成。
8.根据以上权利要求中至少一项的盘状部件，其特征在于：分割位置这样地延伸，即它虽具有一个与盘状部件的旋转轴(5)至少近似重合的中心点，但具有偏离圆环形的轨迹。
9.根据权利要求8的盘状部件，其特征在于：分割位置(23)具有多边形或类似齿形的轨迹。
10.根据以上权利要求中至少一项的盘状部件，其特征在于：除在构成分割位置的分断面之间设有的压接部分外，在内元件与外元件之间还附加地设有一个轴向固定部分。
11.根据权利要求10的盘状部件，其特征在于：附加的轴向固定部分由至少一个固定在该盘状部件至少一侧上的附加元件(24，25)构成。
12.根据权利要求11的盘状部件，其特征在于：至少一个附加的元件(24，25)构成盘状的。
13.根据权利要求12的盘状部件，其特征在于：盘状元件借助可穿过内元件的孔的螺钉被夹紧。
14.根据权利要求12的盘状部件，其特征在于：盘状元件被构成具有轴向弹性。
15.根据权利要求12的盘状部件，其特征在于：至少一个盘状元件与这些元件之一固定连接及以预应力弹性地接触在另一元件上。
16.根据以上权利要求中至少一项的盘状部件，其特征在于：该盘状部件是一个飞轮(1)的组成部分。
17.根据权利要求16的盘状部件，其特征在于：该盘状部件是一个双质量飞轮(1)的组成部分。
18.根据权利要求16或17的盘状部件，其特征在于：该盘状部件用于构成一个双质量飞轮(1)的初级质量(2)。
19.根据以上权利要求中至少一项的盘状部件，其特征在于：该盘状部件用其径向外部区域至少部分地构成一个用于接收作用在圆周方向上的螺旋弹簧的空腔(18)。
20.根据权利要求16至19中之一项的盘状部件，其特征在于：该盘状部件构成一个双质量飞轮的初级质量的组成部分，其中该盘状部件(12)的径向内部带有一个轴向的凸缘(22)，在该凸缘上支承次级质量。
21.根据权利要求17至20中之一项的盘状部件，其特征在于：次级质量(3)具有加载区域(13)，它们配合在至少部分地由盘状部件构成的空腔(18)中，以便对接收在该空腔中作用在圆周方向的螺旋弹簧(10)加载。
22.隔离振动的盘状部件，它用于转矩传递装置中，其中该盘状部件具有用于与一个内燃机的输出轴相固定的径向内区域及用于传递转矩的径向外区域，其特征在于：该盘状部件由至少一个环形内元件及一个由该内元件承载的环形外元件组成，其中内元件(20)通过其外轮廓与外元件(19)的内轮廓具有无相对转动地连接。
23.根据权利要求22的盘状部件，其特征在于：内轮廓及外轮廓至少局部彼此直接靠置。
24.根据权利要求22的盘状部件，其特征在于：径向上在外轮廓与内轮廓之间至少设有一个保证转矩的中间件。
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