CN110662908B - 具有扭矩限制器的扭振减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有扭矩限制器的扭振减振器(10)，尤其用于机动车的动力传动系内的离合器盘，其具有能围绕转动轴线(12)转动地支承的输入部件(14)和相对于输入部件(14)能围绕转动轴线(12)抵抗弹簧装置(16)的作用有限地转动地设置的输出部件(18)，其中在输入部件(14)和输出部件(18)之间设置有至少两个传递力矩的中间元件(20)，所述中间元件在输入部件(14)和输出部件(18)相对转动时借助于凸轮传动机构(22)径向移动，其中通过凸轮传动机构(22)的设计方案和/或弹簧装置(16)的构成方案，在输入部件和输出部件之间相对转动时形成驱动力矩关于转动角的扭转特性曲线(32)，扭转特性曲线具有减振器级(34)和邻接于减振器级(34)的末级(36)，其中减振器级(34)说明驱动力矩关于转动角的减振器性能，并且末级(36)包括驱动力矩关于转动角的扭矩极限。

Description

具有扭矩限制器的扭振减振器
技术领域
本发明涉及一种具有扭矩限制器的扭振减振器，尤其用于机动车的动力传动系内的离合器盘。
此外，本发明涉及一种用于设置在机动车的动力传动系内的离合器盘，其具有根据本发明的扭振减振器。
此外，本发明涉及一种具有离合器盘的飞轮，所述离合器盘具有根据本发明的扭振减振器。
背景技术
扭振减振器是普遍已知的并且通常设置在内燃机的曲轴和机动车的驱动轴之间。通过内燃机的冲程，曲轴被周期性的干扰激励。为了使干扰不传递到动力传动系上，设有扭振减振器，所述扭振减振器将在不同运行情况下出现的干扰性的共振推移到尽可能低于运行转速的转速范围中。在运行转速范围中保留的共振能够经由集成的摩擦装置衰减。
为了在冲击时保护动力传动系免受过力矩，扭振减振器在一些应用中设计有过载离合器，所述过载离合器典型地构成为串联的摩擦离合器，所述摩擦离合器在超过一定的扭矩时滑转并且吸收冲击的能量。
从EP1602854A2中例如已知一种用于吸收扭矩波动的设备。所述设备设置在发动机的曲轴和被驱动的侧上的输入轴之间。曲轴与飞轮连接，在曲轴上设有减振单元，减振单元具有摩擦衬片。输入轴具有一对驱动盘、在所述驱动盘之间被驱动的盘和弹簧减振器。减振单元借助摩擦衬片作用在驱动盘之间，并且所述弹簧减振器将弹簧力施加在摩擦衬片上，其中当摩擦衬片吸收至少一个预设的扭矩大小时，所述摩擦衬片能滑转，由此限制扭矩或吸收冲击。
扭矩限制器的所期望的触发力矩能调节的精度通过弹簧减振器的挤压力和容纳弹簧减振器的部件的刚度限制。
此外从DE102015211899A1中已知一种扭振减振器，其具有围绕转动轴线设置的输入部件和相对于输入部件能围绕所述转动轴线抵抗弹簧装置的作用有限地转动的输出部件。在扭振减振器内部的相对振动转换为弹簧装置的轴向操纵仅基于在具有滚动的接触部的构件之间的***。扭振减振器允许在给定弹簧装置的性能的情况下通过转换的变化描绘不同的扭转特性曲线，扭转特性曲线分别利用储能器的全部容量。然而没有描述扭矩限制器的触发。
存在如下通常的需求，改进具有扭矩限制器的扭振减振器，以便能精确地调节触发力矩。此外存在如下通常的需求，降低制造成本并且简化具有扭矩限制器的扭振减振器的构造。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有扭矩限制器的扭振减振器，其中扭矩限制器的触发力矩能以简单的方式调节。目的还在于说明一种具有扭矩限制器的如下扭振减振器，该扭振减振器能具有减小的结构空间和减小的制造成本。
该目的根据本发明通过具有扭矩限制器的扭振减振器，通过离合器盘，和通过具有离合器盘的飞轮实现，所述离合器盘具有根据本发明的扭振减振器。本发明的优选设计方案在从属权利要求中并且在下面的描述中给出，所述描述分别单独地或者组合地能示出本发明的方面。在此，能一起使用在扭振减振器的特征、离合器盘的特征和具有离合器盘的飞轮的特征之间的所有组合以及各个组合。此外，也相应提出并且可行的是，任意地组合扭振减振器、离合器盘和具有离合器盘的飞轮的各个特征或多个特征。
根据本发明提出一种具有扭矩限制器的扭振减振器，尤其用于机动车的动力传动系内的离合器盘，具有能围绕转动轴线转动地支承的输入部件和相对于所述输入部件能围绕所述转动轴线抵抗弹簧装置的作用有限地转动地设置的输出部件，其中在所述输入部件和所述输出部件之间设置有至少两个传递力矩的中间元件，所述中间元件在输入部件和输出部件相对转动时借助于凸轮传动机构径向移动，其中通过所述凸轮传动机构的设计方案和/或弹簧装置的构成方案，在所述输入部件和所述输出部件之间相对转动时形成驱动力矩关于转动角的扭转特性曲线，所述扭转特性曲线具有减振器级和邻接于所述减振器级的末级，其中所述减振器级说明所述驱动力矩关于所述转动角的减振器性能，并且所述末级包括所述驱动力矩关于所述转动角的扭矩极限。
因此本发明的方面是：具有扭矩限制器的扭振减振器具有能围绕转动轴线转动地支承的输入部件和相对于所述输入部件能围绕所述转动轴线抵抗弹簧装置的作用有限地转动地设置的输出部件。输入部件能优选与设置在机动车的驱动轴上的飞轮有效连接。尤其输入部件能优选与飞轮固定地连接。驱动轴能优选是曲轴。输出部件优选与机动车变速器的驱动轴耦联或固定地连接。在输入部件和输出部件之间设有至少两个传递力矩的中间元件，所述中间元件在输入部件和输出部件相对转动时借助于凸轮传动机构径向移动地构成。在所述输入部件和所述输出部件之间相对转动时，通过所述凸轮传动机构的设计方案和/或弹簧装置的构成方案形成驱动力矩关于转动角的扭转特性曲线。所述扭转特性曲线具有减振器级和邻接于所述减振器级的末级，其中所述减振器级说明所述驱动力矩关于所述转动角的减振器性能，并且所述末级包括所述驱动力矩关于所述转动角的扭矩极限。也就是说，通过所述凸轮传动机构的设计方案和/或弹簧装置的构成方案，在所述输入部件和所述输出部件之间相对转动时，在减振器级中与扭转特性曲线相关地关于转动角实现扭矩传递。末级通过达到触发力矩即预先限定的阈值开始，其中扭矩传递在转动角增大时被限制，由此优选能吸收冲击。扭矩传递的触发力矩由此能通过凸轮传动机构的构成方案和/或弹簧装置的构成方案被精确地给出。此外，能减小结构空间，因为扭矩限制优选通过凸轮传动机构的构成方案实现。由此也能降低制造成本。
本发明的优选的扩展方案在于：所述末级的扭转特性曲线包括关于转动角下降的、恒定的和/或轻微上升的力矩曲线。因此，凸轮传动机构在达到触发力矩后即在过渡到末级中时具有转换，使得在输入部件和输出部件之间继续转动时和弹簧装置继续压缩时能减小和/或避免所传递的驱动力矩的升高。所传递的力矩优选关于末级的转动角返回、恒定地保持和/或轻微升高地设计，分别以如下方式：冲击的能量能在扭振减振器的弹簧元件中被吸收。在轻微升高的力矩曲线中，力矩升高优选小于在减振器级中的最大的力矩升高的50％。
在本发明的有利的设计方案中提出：所述凸轮传动机构分别由能径向作用的斜坡装置构成，其中所述斜坡装置在牵拉方向上和在推动方向上分别具有两个彼此邻接的、彼此不同的轮廓。这意味着，斜坡装置从中性位置开始在牵拉方向上和在推动方向上分别具有两个彼此邻接的、彼此不同的轮廓。因此，优选能够通过所述凸轮传动机构的斜坡装置的设计方案构成凸轮传动机构的转换。
在这方面，本发明的有利的扩展方案在于：彼此邻接的轮廓具有直线的、凸形的和/或凹形的设计方案和/或以自由形状构成。优选地，第一轮廓在牵拉方向上能具有凹形的设计方案并且邻接于第一轮廓的第二轮廓能具有直线的设计方案。同样可考虑的是，第一轮廓和第二轮廓具有直线的设计方案，其中直线的第一轮廓的斜率与直线的第二轮廓的斜率不同。
根据本发明的优选的扩展方案提出：在所述斜坡装置的在牵拉方向和/或推动方向上彼此邻接的轮廓之间的过渡部形成和/或限定触发力矩。以该方式能经由在轮廓之间的过渡部精确地确定触发力矩。由此经由第二轮廓的设计方案能确定凸轮传动机构的转换，使得末级的扭转特性曲线因此在达到或超过触发力矩后具有关于转动角下降的、恒定的和/或轻微升高的力矩曲线。
在本发明的优选的扩展方案中提出：在凸轮传动机构的斜坡装置的彼此互补的轮廓之间设有滚动体。滚动体优选构成为自由滚动的、滚子形的滚动元件，所述滚动元件为了轴向止动在相应的端部处优选能具有至少部分地环绕的环形边缘。以这种方式，在输入部件和输出部件之间的相对转动优选经由凸轮传动机构中的斜坡装置的轮廓借助相应的在凸轮传动机构中在两个互补的轮廓之间设置的自由滚动的滚动体能转换为中间元件的运动，由此弹簧元件——对于牵拉和推动负荷相同地——能被平行地并且纯轴向地操纵。对于运动所需的扭矩经由斜坡装置的相应的轮廓和滚动体首先从输入部件传递到中间元件上并且随后经由相应的轮廓和滚动体从中间元件传递到输出部件上。
原则上，斜坡装置的在牵拉方向和推动方向上的轮廓能相同地构成。本发明的优选的扩展方案在于：斜坡装置的在牵拉方向和推动方向上的轮廓彼此不同地构成。以这种方式能产生在牵拉方向和推动方向上不同的扭转特性曲线。
此外，本发明涉及一种用于设置在机动车的动力传动系内的离合器盘，其具有根据本发明的扭振减振器，扭振减振器具有扭矩限制器。
离合器盘优选设置在机动车的驱动轴优选曲轴和机动车变速器的驱动轴之间。尤其优选地，离合器盘设置在飞轮和机动车变速器的驱动轴之间，所述飞轮设置在曲轴上。
在本发明的优选的扩展方案中提出：扭振减振器的输入部件与飞轮抗扭地连接。在输入部件和飞轮之间的抗扭的连接能优选经由螺旋连接和/或铆接制成。然而也可以考虑：以其他方式和方法能制成在输入部件和飞轮之间的抗扭的连接。输出部件优选与机动车变速器的驱动轴抗扭地耦联。在输入部件和输出部件之间相对转动时，尤其在冲击时，即在曲轴和机动车变速器的驱动轴之间存在转速差的情况下较大的碰撞时，输入部件不滑转，如在滑动离合器中常见的那样。在输入部件和输出部件之间设有至少两个传递力矩的中间元件，所述中间元件在输入部件和输出部件相对转动时借助于凸轮传动机构径向移动地构成。在所述输入部件和所述输出部件之间相对转动时，通过所述凸轮传动机构的设计方案和/或弹簧装置的构成方案形成驱动力矩关于转动角的扭转特性曲线。所述扭转特性曲线具有减振器级和邻接于所述减振器级的末级，其中所述减振器级说明所述驱动力矩关于所述转动角的减振器性能，并且所述末级包括所述驱动力矩关于所述转动角的扭矩极限。也就是说，通过所述凸轮传动机构的设计方案和/或弹簧装置的构成方案，在所述输入部件和所述输出部件之间相对转动时，在减振器级中与扭转特性曲线相关地关于转动角实现扭矩传递。末级通过达到触发力矩即预先限定的阈值开始，其中扭矩传递在转动角增大时被限制，由此能吸收冲击。扭矩传递的触发力矩由此能通过凸轮传动机构的构成方案和/或弹簧装置的构成方案被精确地给出。
本发明还涉及一种具有离合器盘的飞轮，所述离合器盘具有根据本发明的扭振减振器，其中扭振减振器的输入部件能与飞轮抗扭地连接和/或与飞轮抗扭地连接。以该方式，离合器盘没有作为滑动离合器与飞轮耦联。经由输入部件与飞轮的抗扭的连接，优选存在力配合的抗扭的连接。抗扭的连接能优选是螺旋连接和/或铆接。然而也可考虑其他连接可行性，经由其他连接可行性能制成在飞轮和输入部件之间的抗扭的连接。
附图说明
下面参考附图根据优选的实施例示意性地阐述本发明，其中下面示出的特征不仅分别单独地而且组合地能示出本发明的方面。附图示出：
图1示出根据本发明的优选实施例的具有扭矩限制器的扭振减振器的示意图，
图2示出根据本发明的优选实施例的凸轮传动机构的示意图，
图3示出根据本发明的优选实施例的具有末级的扭转特性曲线的实施方式，
图4示出根据本发明的优选实施例的具有末级的扭转特性曲线的另一实施方式，
图5示出根据本发明的优选实施例的具有末级的扭转特性曲线的另一实施方式。
具体实施方式
图1示出具有扭矩限制器的扭振减振器10的示意图。扭振减振器10包括能围绕转动轴线12转动地支承的输入部件14和相对于所述输入部件14能围绕所述转动轴线12抵抗弹簧装置16的作用有限地转动地设置的输出部件18。在所述输入部件14和所述输出部件18之间设置有两个传递力矩的中间元件20，所述中间元件分别经由凸轮传动机构22与输入部件14和输出部件18耦联并且在输入部件14和输出部件18相对转动时径向移动地构成。在中间元件20之间设有弹簧装置16，所述弹簧装置包括至少两个彼此间隔开设置的弹簧元件24或储能器。
因此输入部件14经由中间元件20与输出部件18耦联，其中在输入部件14和相应的中间元件20之间构成有两个凸轮传动机构22并且输出部件与相应的中间元件20经由凸轮传动机构22耦联。相应的凸轮传动机构22相同地构造，其中在输入部件14和中间元件20之间的凸轮传动机构22被示意性地详细描述并且在图2中详细示出。
凸轮传动机构22通过在输入部件14上和在中间元件20上构成的彼此互补设置的斜坡装置26构成，其中相应的斜坡装置26在牵拉方向和推动方向上分别具有两个彼此邻接的、彼此不同的轮廓28，即第一轮廓28a和第二轮廓28b，并且在斜坡装置26之间设有呈滚子形的滚动元件形式的滚动体30。
原则上，彼此邻接的轮廓28能具有直线的、凸形的、凹形的设计方案或者以自由形状构成。在本实施例中，彼此邻接的第一轮廓28a和第二轮廓28b分别具有带有分别不同斜率的直线的设计方案。
在输入部件14和输出部件18之间相对转动时，通过凸轮传动机构22的设计方案和弹簧装置16的构成方案构成驱动力矩关于转动角的扭转特性曲线32，如这优选在图3至5中看到的一样。扭转特性曲线32具有减振器级34和邻接减振器级34的末级36，其中减振器级34说明所述驱动力矩关于所述转动角的减振器性能，并且所述末级36包括所述驱动力矩关于所述转动角的扭矩极限。也就是说，通过所述凸轮传动机构22的设计方案，尤其凸轮传动机构22的斜坡装置26的轮廓28的设计方案和弹簧装置16的构成方案，在所述输入部件14和所述输出部件18之间相对转动时，在减振器级34中与扭转特性曲线32相关地关于转动角实现扭矩传递。末级通过达到触发力矩38开始，其中扭矩传递在转动角增大时被限制，由此优选能吸收冲击。
在斜坡装置26的在牵拉方向和/或推动方向上的彼此邻接的轮廓28，尤其第一轮廓28a和第二轮廓28b之间的过渡部40优选限定触发力矩。扭矩传递的触发力矩38因此能通过凸轮传动机构22的构成方案精确地给出。
在图3至5中示出不同扭转特性曲线32的图表，在所述扭转特性曲线中示出关于输入部件14相对于输出部件18的转动角的扭矩或驱动力矩。扭转特性曲线32在推动方向和牵拉方向上有效并且具有两级的减振级34和随着转动角增大邻接减振级34的单级的末级36。扭转特性曲线的推动和牵拉级构成方案通过斜坡装置26尤其轮廓28的构成方案和弹簧装置16的构成方案实现。
减振级34具有较软的第一弹簧级和较硬的第二弹簧级。在达到驱动力矩的阈值、即触发力矩38和预先限定的转动角之后，在末级36中没有进行进一步的或显著的力矩增大。因此凸轮传动机构在达到触发力矩38之后，即在过渡到末级36中时具有转换，使得在继续转动时和弹簧装置16继续压缩时，所传递的力矩不再增大。所传递的力矩关于所述末级36的转动角返回，这在末级36中通过扭转曲线32的下降曲线示出。
图4示出另一扭转特性曲线32。与在图3中示出的扭转特性曲线32不同，末级36中的曲线是恒定的。
图5示出另一扭转特性曲线32。与在图3中示出的扭转特性曲线32不同，末级36中的扭转特性曲线32的曲线具有关于转动角轻微升高的力矩曲线。在轻微升高的力矩曲线中，力矩升高小于在减振级34中的最大的力矩升高的50％。
因此所传递的扭矩或驱动力矩关于所述末级36的转动角返回、恒定地保持和/或轻微升高地设计，分别以如下方式：冲击的能量能在扭振减振器10的弹簧元件16中被吸收。
附图标记列表
10 扭振减振器
12 转动轴线
14 输入部件
16 弹簧装置
18 输出部件
20 中间元件
22 凸轮传动机构
24 弹簧元件
26 斜坡装置
28 轮廓
28a 第一轮廓
28b 第二轮廓
30 滚动体
32 扭转特性曲线
34 减振器级
36 末级
38 触发力矩
40 过渡部

Claims (8)

1.一种具有扭矩限制器的扭振减振器(10)，所述扭振减振器具有能围绕转动轴线(12)转动地支承的输入部件(14)和相对于所述输入部件(14)能围绕所述转动轴线(12)抵抗弹簧装置(16)的作用有限地转动地设置的输出部件(18)，其中
在所述输入部件(14)和所述输出部件(18)之间设置有至少两个传递力矩的中间元件(20)，所述中间元件在输入部件(14)和输出部件(18)相对转动时借助于凸轮传动机构(22)径向移动，其中
通过所述凸轮传动机构(22)的设计方案和/或弹簧装置(16)的构成方案，在所述输入部件和所述输出部件之间相对转动时形成驱动力矩关于转动角的扭转特性曲线(32)，所述扭转特性曲线具有减振器级(34)和邻接于所述减振器级(34)的末级(36)，其中所述减振器级(34)说明所述驱动力矩关于所述转动角的减振器性能，并且所述末级(36)包括所述驱动力矩关于所述转动角的扭矩极限；
所述凸轮传动机构分别由径向作用的斜坡装置(26)构成，其中所述斜坡装置(26)在牵拉方向上和在推动方向上分别具有两个彼此邻接的、彼此不同的轮廓(28)；
在所述斜坡装置(26)的在牵拉方向和/或推动方向上彼此邻接的轮廓(28)之间的过渡部(40)形成触发力矩，所述末级通过达到触发力矩开始。
2.根据权利要求1所述的扭振减振器，其特征在于，所述扭振减振器用于机动车的动力传动系内的离合器盘。
3.根据权利要求1所述的扭振减振器，其特征在于，所述末级(36)的扭转特性曲线(32)包括关于转动角下降的、恒定的和/或轻微上升的力矩曲线。
4.根据权利要求1所述的扭振减振器，其特征在于，彼此邻接的轮廓(28)具有直线的、凸形的和/或凹形的设计方案和/或以自由形状构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，在凸轮传动机构(22)的斜坡装置(26)的彼此互补的轮廓(28)之间设有滚动体(30)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的扭振减振器，其特征在于，所述斜坡装置(26)的在牵拉方向上和在推动方向上的轮廓(28)彼此不同地构成。
7.一种用于设置在机动车的动力传动系内的离合器盘，其具有根据上述权利要求中任一项所述的扭振减振器(10)。
8.一种飞轮，其具有根据权利要求7所述的离合器盘，所述离合器盘具有扭振减振器，其中所述扭振减振器的输入部件能够与所述飞轮抗扭地连接。
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