CN102918297A - 扭转振动阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扭转振动阻尼器（1），其包括两个能够围绕该扭转振动阻尼器的旋转轴线（2）支承在彼此上并且能够围绕所述旋转轴线抵抗一弹簧装置的作用彼此有限扭转的飞轮质量（3，4）。为了改善特别是设置在机动车的驱动系中的扭转振动阻尼器的振动脱耦性能，设置一相对于所述旋转轴线支承在中央的环形质量摆（11），所述质量摆在两个飞轮质量彼此扭转时由所述两个飞轮质量之一在有限的扭转角度上旋转驱动。

Description

扭转振动阻尼器

技术领域

本发明涉及一种扭转振动阻尼器，特别是处于机动车的驱动系中，包括两个能够围绕该扭转振动阻尼器的旋转轴线支承在彼此上并且能够围绕所述旋转轴线抵抗一弹簧装置的作用彼此有限扭转的飞轮质量。

背景技术

这种扭转振动阻尼器已经例如以双质量飞轮的形式被充分公开并且长时间以来都是串联使用。在此，两个飞轮质量围绕一旋转轴线抵抗优选由弧形弹簧形成的弹簧装置的作用支承在彼此上。如果扭转振动进入到这种扭转振动阻尼器中，则在弹簧装置相应压缩的情况下在该弹簧装置中进行扭矩峰值的中间储存并且向驱动系进行时间延迟的和阻尼的输出。在此，振动隔离的质量特别是取决于例如柴油发动机形式的内燃机的激励频率和需通过该扭转振动阻尼器传递的力矩。在此，在预给定的结构空间条件的情况下，由于必然构造有较高刚性的弹簧装置，随着需传递的力矩的增大，阻尼性能也变差。

因此例如由DE 10 2004 011 380 A1公开的是，建议一种与离心力摆组合的扭转振动阻尼器，在该扭转振动阻尼器中，除了在两个盘件之间在圆周方向上起作用的弹簧装置之外还设置一个在圆周上分布地设置并且相对于一围绕扭转振动阻尼器的旋转轴线旋转的承载件有限枢转的摆质量并且形成一与转速相配的振动消除器。所述摆质量分别围绕所述旋转轴线径向外部的摆轴线枢转并且具有高的部件数量并且与承载件具有多个支承部位，所述支承部位遭受高的离心力载荷。通过所述摆质量彼此间必要的间距（以便避免彼此接触），在可供使用的结构空间的情况下所述摆质量的可供使用的最大惯性矩相对小。

发明内容

因此本发明的任务在于，提供一种改善的扭转振动阻尼器，其成本低廉并且减振元件稳固地集成，同时降低了部件数量并且实现了简单的支承。

该任务将通过一种扭转振动阻尼器解决，其特别是处于机动车的驱动系中，包括两个能够围绕该扭转振动阻尼器的旋转轴线支承在彼此上并且能够围绕所述旋转轴线抵抗一弹簧装置的作用彼此有限扭转的飞轮质量，其中，设置一相对于所述旋转轴线支承在中央的环形质量摆，所述质量摆在两个飞轮质量扭转时由所述两个飞轮质量之一在有限的扭转角度上旋转驱动。

通过仅仅唯一一个质量摆形式的质量部件（其可围绕所述旋转轴线有限移位地设置）可降低部件数量并且以更简单的方式构造支承装置。质量摆在旋转方向、旋转速度或旋转加速改变时的驱动借助于相对于一个飞轮质量的旋转带动进行，所述飞轮质量仅仅承受小的载荷并且能够以更简单的方式被支承。通过唯一一个环形的质量摆，减震质量的惯性矩可相对于多个在圆周上分布的摆质量例如以3至5倍升高。质量摆在扭转角度改变时的驱动在此特别是在通过旋转冲击激励飞轮质量时引起振动消除效应。

所述质量摆相对于两个飞轮质量之一的旋转带动或旋转耦合在此可借助于至少一个、优选多个均匀地在圆周上分布的、在所述质量摆与所述飞轮质量之间可扭转地支承在其他飞轮质量中的、与所述飞轮质量和所述质量摆分别形成力传递装置如齿结构的小齿轮形成。另外的力传递装置例如可以是其他的扭矩传递耦合元件例如摩擦锁合的滚动几何结构、曲柄铰链及类似物。

这个或这些构造为插接轴并且具有用于质量摆和驱动用飞轮的相应外齿结构的小齿轮以更简单的方式例如借助于塑料衬套支承在另一飞轮中。在此，次级飞轮可驱动所述质量摆，其中，所述小齿轮如插接轴可扭转地接收在初级飞轮中。替代地，初级飞轮可驱动所述质量摆。在该情况下，插接轴可扭转地安装在次级飞轮质量或与该次级飞轮质量连接的构件例如加载所述弹簧装置的能量储存器的法兰件中。在无飞轮质量的实施方式中或者在单独设置所述飞轮质量时，所述质量摆可通过输入侧或输出侧的构件如盘件控制如驱动并且相应的插接轴或小齿轮可扭转地设置在其他输入侧或输出侧的构件中。

在此，在质量摆与驱动该质量摆的飞轮质量之间可设置传动比，从而在质量摆的旋转加速度改变时，所述质量摆与旋转方向相关地被以一个传动比加速或减速驱动。在此，构造在小齿轮与飞轮质量为一方并且与质量摆为另一方之间的齿结构实现不同的变速比，其中，齿数和/或作用直径可不同地构成。质量摆的扭转可与驱动用飞轮质量的旋转方向相同，其中，小齿轮利用相应的外齿结构分别相对于扭转振动阻尼的旋转轴线在径向外部或径向内部旋转锁合地啮合到质量摆的或飞轮的相应齿廓中。如果应实现质量摆的反向扭转，则例如小齿轮借助于一外齿结构在径向外部啮合到一齿结构件中或者借助于其他外齿结构啮合到所述质量摆的或所述飞轮质量的其他齿结构件中。在此通过实验已经发现，取决于内燃机的特性，例如取决于缸数并且从而取决于引入到驱动系中的扭转振动，扭转振动阻尼的作用相对于所述扭转振动取决于传动比并且取决于质量摆的旋转方向相对于驱动用飞轮质量例如为2阶。例如在具有四个缸和最大扭矩为超过300Nm的柴油发动机的情况下，1.0至1.8、优选1.2至1.6的加速传动比和0.8至-0.1、优选-0.6至-0.2的减速传动比被证明是特别有利的。可以理解的是，在内燃机例如具有不同缸数（例如三缸至八缸之间）的奥托（Otto）发动机或柴油发动机的相应特性的情况下，不同的优选传动比可以是有利的。

质量摆可以一件式地构成。例如质量摆可以由板材形成，其中，在径向外部，为了提高惯性矩，多个板层可上下折叠。在径向内部，质量摆可支承在轴承法兰上。一个飞轮质量的轴承法兰可在相同或其他的直径上形成用于其他的飞轮质量的支承装置。用于与小齿轮形成齿结构的齿结构件可直接从所述板材伸出或者可由相应伸出的板材部件形成。所述支承装置可以是滑动-或滚动支承装置。此外，已被证明特别有利的是，所述质量摆由一形成一齿结构和一轴承座的承载件和一固定如铆接在所述承载件上的例如形成为铸造-或锻造部件的质量环形成。

在此，所述质量摆可设置在一初级飞轮质量的与所述次级飞轮质量对置的侧上。在这种构型中，质量摆近似设置在扭转振动阻尼器的外部并且面向内燃机的壁。初级飞轮质量在此可至少压入在径向外部区域中，从而使得质量摆可设置在一轴向突缘的径向内部，所述轴向突缘例如可接收所述起动器齿圈。

此外，为了进一步改善隔离效果，可有效地给一个或两个飞轮质量配置一个离心力摆。为此，除了所述质量摆之外还设置多个在圆周上分布的、能够相对于一承载件有限枢转的质量摆。例如，在输出侧如次级侧加载弹簧装置的法兰件可用作承载件并且将摆质量接收在该弹簧装置的径向内部。

附图说明

借助于图1至12中的实施例详细阐述本发明。在此示出：

图1：是本发明的扭转振动阻尼器的从变速器侧观察的部分剖视图；

图2：是图1的扭转振动阻尼器的从发动机侧观察的部分剖视图；

图3：是图1中的扭转振动阻尼器沿着剖割线Y-Y的剖视图；

图4：是图1中的扭转振动阻尼器沿着剖割线X-X的剖视图；

图5：是图1中的扭转振动阻尼器的解体图；

图6：是相对于图1中的扭转振动阻尼器改变的扭转振动阻尼器的部分剖视图，具有对向地相对于驱动的飞轮质量有变速比地旋转的质量摆；

图7：是相对于图6的扭转振动阻尼器改变的扭转振动阻尼器的部分剖视图，具有同向地相对于驱动的飞轮质量有变速比地旋转的质量摆；

图8：是相对于图6的扭转振动阻尼器改变的扭转振动阻尼器的部分剖视图，具有对向地相对于驱动的飞轮质量无变速比地旋转的质量摆；

图9：是一种扭转振动阻尼器的部分剖视图，具有由初级飞轮质量驱动的质量摆；

图10：是图9中的扭转振动阻尼器的部分剖视图；

图11：是一种扭转振动阻尼器的部分剖视图，具有由初级飞轮质量驱动的质量摆和相对于图9的扭转振动阻尼器改变的小齿轮支承装置；和

图12：是图11中的扭转振动阻尼器的部分剖视图。

具体实施方式

图1和2从变速器侧（图1）并且从发动机侧（图2）示出围绕旋转轴线2旋转并且被接收在内燃机、例如四缸柴油发动机的曲轴上的扭转振动阻尼器1，其呈双质量飞轮的形式。这两个飞轮质量3、4可在彼此上借助于支承装置6抵抗弹簧装置7的作用有限地相互移位，其中，飞轮质量3在输入侧作为初级飞轮质量借助于固定开口5固定在曲轴上并且飞轮质量4用作需固定在其上的摩擦离合器的反压板，所述弹簧装置在此由两个弧形弹簧8构成。为此，在初级飞轮质量3上设置一些看不见的凹入成形部并且在次级飞轮质量4上在与该次级飞轮质量连接的法兰件上设置径向扩宽的臂10。

除了可抵抗弹簧装置7有限扭转的飞轮质量3、4的扭转振动阻尼作用之外，所述扭转振动阻尼器还设有消除振动的质量摆11，所述质量摆在所述两个飞轮质量3、4扭转时被旋转驱动。为此，小齿轮12可扭转地并且在圆周上分布地被接收在所述初级飞轮质量3中，所述小齿轮在所述初级飞轮质量3中的接收部的两侧具有外齿结构13、14，所述外齿结构与法兰件9中和质量摆11中的齿结构件15、16形成靠置在行星齿轮传动装置上的齿结构17、18，在所述行星齿轮传动装置中，初级飞轮质量3可视为连接在次级飞轮质量4与质量摆11之间的桥接件，也就是所述次级飞轮质量4旋转驱动所述质量摆11。齿结构17在此在径向内部设置在法兰件9上并且齿结构18在径向外部设置在质量摆11上，从而使得质量摆的驱动在反向的旋转方向上进行。此外，通过质量摆11上的齿结构18的外齿结构14相对于法兰件9上并且从而次级飞轮质量4上的齿结构17的较大直径实现质量摆11相对于次级飞轮质量4的加速传动比。

图3和图4示出图1中的扭转振动阻尼器1的沿着剖割线X-X或Y-Y的剖视图。所述初级飞轮质量3固定地接收在轴承件19上，所述次级飞轮质量4借助于设置在固定开口5径向内部的支承装置6、如滚动轴承可扭转地接收。质量摆11在所述固定开口5的径向外部借助于支承装置20（在此是滑动支承装置）可扭转地接收在所述轴承件19上。用于接收未示出的变速器输入轴的导轴承27在径向内部设置在所述轴承件19上。

质量摆11两件式地由承载件21和质量环22制成，所述承载件由板材制成。承载件和质量环借助于铆钉23相互连接。承载件在形成轴向成形出的齿结构件16的情况下设有相应的空槽24，所述齿结构件分别通过相应的桥接件25在圆周方向上相互隔开。在径向内部，在承载件21上成形上用于形成支承装置20的轴向突缘26。

小齿轮12如具有其外齿结构13、14的插接轴借助于塑料衬套28可扭转地支承在初级飞轮质量3中的相应开口中。在两个飞轮质量3、4彼此扭转时，弧形弹簧8在输入侧由初级飞轮质量的凹入成形部29并且在输出侧由借助于铆钉30与次级飞轮质量4连接的法兰件9的臂10压缩。所述扭转例如在传递由内燃机输入到扭转振动阻尼器1中的扭矩的情况下进行。在此，旋转冲击、旋转振动等通过短时提高扭转角度储存在弹簧装置7中并且又时间延迟地输出，从而实现振动阻尼。随着扭转角度的改变，借助于所述齿结构18驱动所述小齿轮12，其中，该小齿轮以齿结构17的设定好的传动比反向驱动所述构造有预给定的惯性矩的质量摆11，从而消除通过旋转冲击和旋转振动引入的动量，从而总体上实现改善的振动隔离。在此，对于振动消除来说已被证实特别有效的是，次级飞轮质量4与质量摆11之间的传动比为1.0至1.8，特别是在1.6与1.2之间。

图5以解体图的形式示出扭转振动阻尼器1，具有接收导轴承27的轴承件19，承载件21旋转支承地接收在所述轴承件中，所述承载件具有借助于铆钉23固定的质量环22和滑动轴承31。此外，初级飞轮质量3和加强盘32与所述轴承件19固定并且定心地连接，其中，在螺接在曲轴上之后通过固定开口5进行固定连接。初级飞轮质量3此外在径向外部接收起动器齿圈33并且通过盘件34、35和磨损保护壳36以及密封环37在形成径向内部敞开的环形室的情况下变得完整，在所述环形室中放入弧形弹簧8并且置入法兰件9。小齿轮12支承在初级飞轮质量3的开口38中。法兰件9借助于铆钉30与次级飞轮质量4铆接。定心销39放入到所述次级飞轮质量4中以便定心地接收一个摩擦离合器的离合器压板。

图6示出类似于图1至5中的扭转振动阻尼器1的扭转振动阻尼器101的部分剖视图，在该扭转振动阻尼器中，在法兰件109上附加地并且在圆周侧在形成齿结构件115的空槽140之间在法兰件109的两侧接收一个可相对于法兰件109有限移位的摆质量141以形成离心力摆，就像例如在DE10 2004 011 380 A1中公开的那样。

图7示出类似于图1至6中的扭转振动阻尼器1的扭转振动阻尼器201的部分剖视图。与它们的不同之处在于，设置质量摆11的同向旋转驱动，其方式是，小齿轮212的外齿结构213、214分别与法兰件209的或质量摆211的齿结构件215、216在径向外部形成齿结构217、218。以相同的方式，在另外的实施方式中可以将齿结构分别构造在径向内部。

图8示出相应于所述扭转振动阻尼器1、101、201的扭转振动阻尼器301，其具有通过次级飞轮质量4借助于法兰件309的反向旋转驱动。通过构造有相同直径的外齿结构313、314在构造有相同齿数的小齿轮312的情况下，在法兰件309与质量摆311之间不存在传动比或者说将传动比调节为1.0。

图9和10示出扭转振动阻尼器401的部分剖视图和这样一个部分视图，在所述部分视图中，质量摆411由初级飞轮质量403驱动。为此，在法兰件409上接收有栓441，小齿轮412借助于保险环442固定且可扭转地接收在所述栓上。初级飞轮质量403包括一些具有齿结构件415的空槽440，所述齿结构件与小齿轮的外齿结构413形成齿结构417，而具有齿结构件416的外齿结构414形成具有质量摆411的齿结构418。所示的实施例相应于图1至5、6和8中的扭转振动阻尼器1、101、301，示出了质量摆41 1通过初级飞轮质量403的反向旋转驱动。

相对于图9和10的扭转振动阻尼器401改变地，图11和12示出扭转振动阻尼器501的部分剖视图和一个部分视图，同样具有由初级飞轮质量503旋转驱动的质量摆511。与扭转振动阻尼器401不同的是，质量摆511的传动比反向地减速，例如在-0.8与-0.1之间、优选在-0.5与-0.3之间。为此，向着初级飞轮质量503的齿结构517的外齿结构513具有比向着质量摆511的齿结构518的外齿结构514大的直径或大的齿数。可以理解的是，通过两侧地在径向外部或径向内部构造齿结构可设置相同旋转方向的旋转驱动。为了将小齿轮512接收在法兰件509上，从该法兰件上压出穹顶543，小齿轮512借助于栓541轴向交叉地接收在所述穹顶上

附图标记表

1       扭转振动阻尼器

2       旋转轴线

3       飞轮质量

4       飞轮质量

5       固定开口

6       支承装置

7       弹簧装置

8       弧形弹簧

9       法兰件

10      臂

11      质量摆

12      小齿轮

13     外齿结构

14     外齿结构

15     齿结构件

16     齿结构件

17     齿结构

18     齿结构

19     轴承件

20     支承装置

21     承载件

22     质量环

23     铆钉

24     空槽

25     桥接件

26     突缘

27     导轴承

28     塑料衬套

29     凹入成形部

30     铆钉

31     滑动轴承

32     加强盘

33     起动器齿圈

34     盘件

35     盘件

36     磨损保护壳

37     密封环

38     开口

39     定心销

101    扭转振动阻尼器

109    法兰件

115    齿结构件

140    空槽

141    摆质量

201    扭转振动阻尼器

209    法兰件

211    质量摆

212    小齿轮

213    外齿结构

214    外齿结构

215    齿结构件

216    齿结构件

217    齿结构

218    齿结构

301    扭转振动阻尼器

304    飞轮质量

309    法兰件

311    质量摆

312    小齿轮

313    外齿结构

314    外齿结构

401    扭转振动阻尼器

403    飞轮质量

409    法兰件

411    质量摆

412    小齿轮

413    外齿结构

414    外齿结构

415    齿结构件

416    齿结构件

417    齿结构

418    齿结构

440    空槽

441    栓

442    保险环

501    扭转振动阻尼器

503    飞轮质量

509    法兰件

511    质量摆

512    小齿轮

513    外齿结构

514    外齿结构

515    齿结构件

516    齿结构件

517    齿结构

518    齿结构

541    栓

543    穹顶

X-X    剖割线

Y-Y    剖割线

Claims (10)

1.一种扭转振动阻尼器（1，101，201，301，401，501），特别是处于机动车的驱动系中，包括两个能够围绕该扭转振动阻尼器的旋转轴线（2）支承在彼此上并且能够围绕所述旋转轴线抵抗一弹簧装置（7）的作用彼此有限扭转的飞轮质量（3，4，304，403，503），其特征在于，设置一相对于所述旋转轴线（2）支承在中央的环形质量摆（11，211，311，411，511），所述质量摆在两个飞轮质量彼此扭转时由所述两个飞轮质量（3，4，304，403，503）之一在有限的扭转角度上旋转驱动。

2.根据权利要求1的扭转振动阻尼器（1，101，201，301，401，501），其特征在于，至少一个可扭转地支承在其他飞轮质量（3）中的、与飞轮质量（4，304，403，503）和质量摆（11，211，311，411，511）形成力传递装置的小齿轮（12，212，312，412，512）在所述质量摆（11，211，311，411，511）与所述飞轮质量（4，304，403，503）之间起作用。

3.根据权利要求2的扭转振动阻尼器（1，201，401，501），其特征在于，所述力传递装置如齿结构（17，18；217，218；417，418；517，518）具有一飞轮质量（4，304，403，503）和所述质量摆（11，211，311，411，511）的不同传动比。

4.根据权利要求2的扭转振动阻尼器（1，101，201，301，401，501），其特征在于，所述质量摆（11，211，311，411，511）由一形成一齿结构（18，218，318，418，518）和一支承装置（20）的承载件（21）和一固定在所述承载件上的质量环（22）形成。

5.根据权利要求1至4中任一项的扭转振动阻尼器（1，101，201，301），其特征在于，所述质量摆（11，211，311）由一次级飞轮质量（4，304）驱动。

6.根据权利要求1至4中任一项的扭转振动阻尼器（401，501），其特征在于，所述小齿轮（412，512）可扭转配置给一次级飞轮质量并且所述质量摆（411，511）由一初级飞轮质量（403，503）驱动。

7.根据权利要求1至6中任一项的扭转振动阻尼器（1，101，201，301，401，501），其特征在于，所述质量摆（11，211，311，411，511）设置在一初级飞轮质量（3，403，503）的与所述次级飞轮质量（4，304）对置的侧上。

8.根据权利要求1至7中任一项的扭转振动阻尼器（201），其特征在于，所述质量摆（211）在所述扭转振动阻尼器（201）的旋转方向上被驱动。

9.根据权利要求1至7中任一项的扭转振动阻尼器（1，101，301，401，501），其特征在于，所述质量摆（11，311，411，511）逆着所述扭转振动阻尼器（1，101，301，401，501）的旋转方向被驱动。

10.根据权利要求1至7中任一项的扭转振动阻尼器（101，201，301），其特征在于，除了所述质量摆（211，311）之外还设置多个在圆周上分布的、能够相对于一承载件有限枢转的质量摆（141）。

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