CN103097153A - 用于机动车的电减振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的电减振器，该电减振器用于衰减在两个构件（7、11）之间产生的机械振动（B），通过其能将驱动力矩沿力矩流方向（M）传递到用于产生感生电压的发电机（17）上。根据本发明，沿力矩流方向（M）在发电机（17）上游连接有尤其是液压的减振级（III），所述减振级对高频振动分量进行衰减。

Description

用于机动车的电减振器

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于机动车的电减振器。

背景技术

这种电减振器可以应用在机动车的振动的机械***中的液压减振器的位置处。像液压减振器一样，电减振器也吸收振动***的能量。然而该能量不转化为热能。而是利用振动能来驱动配属于该电减振器的发电机，该发电机使振动能转化为电能，该电能可以被供给至机动车的车载网络/车载电网。

由DE 101 15 858 A1已知了这种用于机动车的电减振器，其用于衰减出现在两个构件之间的机械振动。机械振动被转化为驱动力矩，利用该驱动力矩可驱动用于产生感生电压的发电机。

在由DE 101 15 858 A1已知的电减振器中，由于机动车激励通常很小或波长较长而效率低。此外，在正常的行驶工作中在发电机中运转的转子的出现的旋转运动（程度）小。然而由于该正常情况下很小的转子旋转运动，使得可能在特殊的行驶情况中出现的力峰值因为发电机中磁场的低均质性而极易被察觉。此外，对电减振器来说对机械振动中的高频振动分量的衰减是有问题的，具体而言在减振器的热负荷方面。

发明内容

本发明的目的在于，提供用于机动车的电减振器，其中在减振过程期间减小电减振器的热负荷。

该目的通过权利要求1所述的特征实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选改进方案。

根据权利要求1的特征部分，沿力矩流方向在发电机上游连接有尤其是液压的减振级。借助于根据本发明的减振级能够尤其是在高频振动分量被传导至电减振器之前对该高频振动分量进行衰减。因此，在液压减振级中已经衰减了来自高频小激励的、仅很难才能通过发电机回收/再生的能量。这样导致了电减振器的良好的响应性能并且还降低了电减振器的发电机的热负荷。

对减振级液压工作的情况来说，该减振级一方面可以设计为本身已知的液压的减振轴承，该减振轴承具有被减振流体填充的且通过流动通道在流动技术方面彼此连接的工作腔室。当被加载机械振动时，减振流体在各工作腔室之间来回运动，由此尤其衰减了具有相对较小振幅的高频振动。

然而，液压减振级尤其优选是旋转活塞装置，其中旋转活塞以可转动方式支承在减振器壳体中。在旋转活塞和位于径向外侧的减振器壳体之间形成利用减振流体填充的工作腔室。在安装位置中，旋转活塞必要时能在中间连接有合适的传动机构的情况下被加载机械振动。具有较小振幅的高频振动在此可以尽可能地在旋转活塞装置中被衰减。尤其鉴于对此所需的小的结构长度以及鉴于大幅减小的结构空间要求，旋转活塞装置是有利的。

对被加载机械振动的第一构件的合适的运动传递来说，可以在液压减振级上游连接有第一传动级。第一传动级的传动比的大小在此可以为：使得在减振级中能实施对高频振动分量的有效衰减。

在一个实施方案变型中，沿力矩流方向在减振级下游保留的、仍未被衰减的振动分量可以直接被传导至发电机中。然而，优选的是沿力矩流方向在减振级和发电机之间中间连接有第二传动级。第二传动级的传动比的大小在此优选可以为：使得在发电机中能实现适合于电压感生的转子转速。

在结构空间减小方面尤其优选的是，这两个传动级设计为行星齿轮传动机构，相对于其它传动装置类型该行星齿轮传动机构的结构长度可显著减小。与设计为旋转活塞装置的减振级相结合得到了尤其紧凑的结构单元。

对进一步的结构空间减小有利的是，发电机的定子同时作为传动元件集成/内置在第一传动级或第二传动级中。通过这种设计得到了结构极小的单元。此外，并未从上述现有技术中已知通过上述设计得到的电减振器的工作原理，这是因为根据本发明定子不是固定的构件，而是相反地在减振过程中本身是主动转动的。定子的转动运动通过传动级和减振级传递至发电机的转子。通过相应的传动比可以使转子以相对于定子明显更大的转速旋转。由此发电机能以本身已知的方式产生感生电压。

第一构件示例性地可以是用于机动车的轮悬架装置的、振动的轮引导元件，而第二构件可以是固定的机动车车身。此外，轮引导元件可以通过摆轴与机动车车身旋转铰接地连接。对电减振器的极其紧凑的设计来说优选的是，铰接轴布置为与转子的转动轴线、减振级的转动轴线和/或两个传动级的转动轴线共轴。

在上述情况中，第一构件的机械旋转振动可以直接被传导至发电机的定子中。为此，形成第一构件的轮引导元件可以以不能相对转动的方式——例如在压配合下——设置在发电机的定子上，也就是说以不能相对转动的方式被***到轮引导元件的固定孔眼中。

为了在技术上实现上文简述的与集成的电减振器的铰接位置，电减振器的结构空间减小的设计是特别重要的。在该背景下优选的是，发电机的定子和第一传动级的行星齿轮传动机构的位于径向外部的齿圈一起形成了一体式的结构单元。因此，齿圈作为第一传动级的输入元件起作用。而第一传动级的输出元件优选可以是位于径向内部的太阳轮，该太阳轮直接与液压减振级连接。相反，第一行星齿轮传动机构的行星齿轮架能以不能相对转动的方式支撑在固定的第二构件上。

此外，第一行星齿轮传动机构的上述输出元件可以与第二传动级的行星齿轮传动机构的、作为输入元件起作用的行星齿轮架以不能相对转动的方式连接。在此，第二行星齿轮传动机构的行星齿轮架能以双功能的方式还附加地设计为旋转活塞，该旋转活塞像上文已经提到的那样可旋转地支承在减振器壳体中的液压减振级中。

旋转活塞装置的减振器壳体优选可以安装在固定的第二构件——即机动车车身上。

在对结构空间有利的设计方案方面，第二传动级的行星齿轮传动机构的齿圈可以与固定的第二构件以不能相对转动的方式连接，尤其优选地直接集成在减振器壳体中以及作为转矩支撑装置（Drehmomentstuetze）起作用。而第二行星齿轮传动机构的太阳轮可以作为输出元件与发电机的转子驱动连接以便把驱动力矩传导至发电机。

附图说明

下面根据附图描述本发明的实施例。附图示出：

图1粗略地示意性示出车轮的轮悬架装置；

图2以部分分解图示出机动车车身上轮悬架装置的轮引导元件的铰接位置；以及

图3以侧视剖视图示意性示出固定在机动车车身上的电减振器，轮引导元件以不能相对转动的方式安装在该电减振器上。

具体实施方式

图1中示出了机动车的车轮1的轮悬架装置。车轮1以可转动方式支承在轮毂托架3上。轮毂托架3通过横向控制臂5铰接在机动车车身7上。此外，倾斜控制臂9作用于轮毂托架3，该轮毂托架通过联接器11与机动车车身7连接。在图1中，联接器11在铰接位置S处以围绕摆动轴线D旋转铰接的方式与机动车车身7连接。

在图2中，放大了联接器11与机动车车身7之间的铰接位置S并以部分分解图示出该铰接位置。联接器11具有固定孔眼13，该固定孔眼13通过电减振器15固定在仅虚线示出的保持托架16上，像图2中示出的那样。

根据图3，电减振器15具有旋转磁场发电机17，该旋转磁场发电机17包括位于径向外部的定子18以及与定子共同作用的转子19。实施成大致为空心圆柱的定子18在其内侧上带有未详细示出的感应线圈，该感应线圈与转子19的同样未示出的电磁体共同作用。根据图2和3，定子18在其外周侧上以压置的方式带有联接器11。代替作为旋转磁场发电机的这种实施方式，也可以是线圈设置在转子上而场磁体设置在定子上。

像由图3得知的，定子18通过两个传动级I、II以及连接在它们之间的液压减振级III与发电机17的转子19驱动地连接。为此，根据图3，定子18朝着右侧视图边缘通过齿圈20向右延伸。与定子18相比在直径方面更大的齿圈20沿轴向通过一过渡台阶（Abstufung）与定子18相接并形成了设计为行星齿轮传动机构的传动级I的力矩-输入元件。

在设计为行星齿轮传动机构的传动级I中，齿圈20以其内齿部21与行星齿轮22啮合。所述行星齿轮22又与太阳轮23相啮合，该太阳轮布置为与转子19的转动轴线A共轴。根据图3，第一传动级I的行星齿轮22以可旋转方式支承在行星齿轮架25上。

行星齿轮架25又以不能相对转动的方式形成在固定的减振器壳体27上，该减振器壳体通过已经提及的保持托架16安装在机动车车身7上。

第一传动级I的太阳轮23以不能相对转动的方式被一空心轴28支承，在图3中右侧端侧处第二传动级II的行星齿轮架29形成在该空心轴28上。第二传动级II和第一传动级I一样也设计为行星齿轮传动机构，其中行星齿轮30在径向外部与固定安装在机动车车身7上的减振器壳体27的内齿部33啮合。第二传动级II的、与行星齿轮30相啮合的太阳轮35形成力矩输出元件。根据图3，太阳轮35还通过一由空心轴28共轴引导的驱动轴36与发动机17的转子19驱动连接。

像从图3中还看出的，第二传动级II的行星齿轮架29相应地用作输入元件，通过该输入元件把驱动力矩传导至第二传动级II中。以双功能的方式，行星齿轮架29不仅是第二传动级II的输入元件，而且还是减振级III的组成部分。在该实施例中，它设计为液压旋转活塞装置，像在图2中示出的那样。因此，行星齿轮架29作为盘状的旋转活塞以可转动方式支承在减振器壳体27中。在减振器壳体27的内侧与设计为具有倒圆角的大致三角形的行星齿轮架29之间总共限定了三个工作腔室37。这些工作腔室通过未示出的流动通道彼此连接。此外，工作腔室37被减振流体填充。

此外根据图2位于行星齿轮架29上的轴颈39是显而易见的，第二传动级II的行星齿轮30以可转动方式支承在该轴颈上。像已经提到的，所述行星齿轮与减振器壳体27的（图2中未示出的）内齿部33相啮合。此外，图2还示出了第二传动级II的太阳轮35，该第二传动级通过驱动轴36向图2中未示出的转子19上输出驱动。根据图2和3，驱动轴36与铰接位置5的摆动轴线D共轴。

在行驶工作中，联接器11被施加以由工作引起的机械振动，该机械振动导致联接器11关于摆动轴线D的旋转振动B。通过该旋转振动B使定子18被以驱动力矩驱动。该驱动力矩沿力矩流方向M通过齿圈20传导至第一传动级I中。该第一传动级的传动比的大小为：使得在沿力矩流方向M连接在下游的减振级III中得到尤其是对高频振动分量的有效衰减。经用作输出元件的太阳轮23，驱动力矩通过行星齿轮架29被传导至第二传动级II中。如上所述，直接在第二传动级的行星齿轮架29上进行液压减振。

在减振级III下游连接的第二传动级II的传动比的大小为：即使当机械振动很小或波长较长时也实现适合于有效的电压感生的转子转速。

Claims (15)

1.一种用于机动车的电减振器，该电减振器用于衰减在两个构件（7、11）之间产生的机械振动（B），通过其能将驱动力矩沿力矩流方向（M）传递到用于产生感生电压的发电机（17）上，其特征在于，沿力矩流方向（M）在发电机（17）上游连接有尤其是液压的减振级（III），所述减振级对高频振动分量进行衰减。

2.根据权利要求1所述的电减振器，其特征在于，所述液压的减振级（III）是旋转活塞装置，其中一旋转活塞（29）以可转动方式支承在减振器壳体（20）中，在所述旋转活塞（29）和所述减振器壳体（20）之间形成被减振流体填充的工作腔室（37），其中减振流体由于机械振动（B）而在各工作腔室（37）之间来回流动。

3.根据权利要求1或2所述的电减振器，其特征在于，在液压的减振级（III）上游连接有第一传动级（I），所述第一传动级的传动比的大小为：使得在减振级（III）中能实施对高频振动分量的有效衰减。

4.根据上述权利要求中任一项所述的电减振器，其特征在于，在减振级（III）下游连接有第二传动级（II），所述第二传动级的传动比的大小为：使得在发电机（17）中能实现适合于电压感生的转子转速。

5.根据权利要求3或4所述的电减振器，其特征在于，第一传动级（I）和/或第二传动级（II）设计为行星齿轮传动机构。

6.根据权利要求3、4或5中的一项所述的电减振器，其特征在于，发电机（17）的定子（18）作为传动元件集成在第一传动级（I）中或第二传动级（II）中。

7.根据权利要求6所述的电减振器，其特征在于，机械振动（B）能从第一构件（11）被传导至发电机（17）的定子（18）中，其中尤其是发电机（17）的定子（18）以不能相对转动的方式与第一构件（11）连接，尤其是定子（18）以不能相对转动的方式***第一构件（11）的固定孔眼（13）中。

8.根据权利要求6或7中的一项所述的电减振器，其特征在于，第一传动级（I）的行星齿轮传动机构的位于径向外部的齿圈（20）和发电机（17）的定子（18）形成一体的结构单元，和/或所述齿圈（20）是该行星齿轮传动机构的、通过其能将驱动力矩传导至第一传动级（I）中的输入元件。

9.根据权利要求8所述的电减振器，其特征在于，第一传动级（I）的行星齿轮传动机构的位于径向内部的太阳轮（23）作为输出元件起作用，该输出元件与减振级（III）连接。

10.根据权利要求9所述的电减振器，其特征在于，第一传动级（I）的行星齿轮传动机构的行星齿轮架（25）以不能相对转动的方式支承在第二构件（7）上。

11.根据权利要求9或10所述的电减振器，其特征在于，第一传动级（I）的太阳轮（23）与第二传动级（II）的行星齿轮传动机构的、作为输入元件起作用的行星齿轮架（29）以不能相对转动的方式连接。

12.根据权利要求5至11中的一项所述的电减振器，其特征在于，第二传动级（II）的行星齿轮架（29）设计为液压的减振级（III）的旋转活塞。

13.根据权利要求5至12中的一项所述的电减振器，其特征在于，第二传动级（II）的行星齿轮传动机构的齿圈（27）以不能相对转动的方式支承在第二构件（7）上。

14.根据权利要求5至13中的一项所述的电减振器，其特征在于，第二传动级（II）的行星齿轮传动机构的太阳轮（35）作为输出元件起作用，该输出元件通过驱动轴（36）与发电机（17）的转子（19）在传递驱动力矩（M）的情况下连接。

15.根据前述权利要求中的一项所述的电减振器，其特征在于，振动的第一构件（11）是轮引导元件，而固定的第二构件（7）是机动车车身，所述轮引导元件围绕转动轴线（D）铰接地支承在机动车车身上，其中尤其是转动轴线（D）布置为与转子（19）的转动轴线（A）、减振级（III）的转动轴线和/或两个传动级（I、II）的转动轴线共轴。

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