CN111386409A - 带有主阻尼器和附加阻尼器的扭转振动阻尼器 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆传动链的扭转振动阻尼器包括：第一旋转元件(7)、第二旋转元件(9、10)、主阻尼器、第三旋转元件(23)、附加阻尼器，其布置为使得当第一和第二旋转元件之间的角位移大于零且小于第一阈值(A1)时，至少一个主弹簧(13)被压缩，同时第三旋转元件(23)通过未压缩的附加弹簧(25)由第一旋转元件(7)旋转；并且当第一和第二旋转元件之间的角位移大于第一阈值(A1)时，至少一个主弹簧(13)被压缩且至少一个附加弹簧(25)被同时压缩，第一旋转元件(7)和第三旋转元件(23)之间的相对旋转伴随附加弹簧的压缩。

Description

带有主阻尼器和附加阻尼器的扭转振动阻尼器

技术领域

本发明涉及动力装置中的扭矩传递领域，并且涉及一种用于车辆传动线路的扭转阻尼装置。

背景技术

动力车辆通常包括这样的扭转阻尼装置，其可被结合到传动线路的各种元件中。例如，双质量飞轮、离合器盘或扭矩限制器可以包括扭转阻尼装置，其使得可以过滤发动机的无序性和其他扭转振荡。通常，这种过滤是通过一个或多个扭转阻尼器执行的，扭转阻尼器是弹簧-阻尼器组合，其在扭转中起作用并且在传递扭矩的过程中允许联接在传动线路上游的用于传递扭矩的第一旋转元件和联接在传动线路下游的用于传递扭矩的第二旋转元件的相对旋转。弹簧可以允许相对旋转，并且可以通过设置有由弹簧垫圈轴向加载的摩擦垫圈的摩擦装置来执行阻尼，从而通过摩擦来消散存储在弹簧中的一些能量。

与两个旋转元件的相对旋转相反的扭矩取决于根据每个扭转阻尼装置的特性曲线的该相对旋转的角度。

在这种扭转阻尼装置的设计中，要特别注意弹簧的选择、尺寸和布置，以便获得适于特定应用的特性曲线。

发明内容

本发明旨在通过提出一种具有可调节特性曲线的这种装置来改进现有技术的扭转阻尼装置。

为此，本发明涉及一种用于车辆传动线路的扭转阻尼装置，包括：

-用于传递扭矩的第一旋转元件；

-用于传递扭矩的第二旋转元件；

-主阻尼器，其包括至少一个主弹簧，该主弹簧***在第一旋转元件和第二旋转元件之间，并且在其变形时允许第一旋转元件和第二旋转元件绕旋转轴线的相对旋转。

扭转阻尼装置还包括：

-用于传递扭矩的第三旋转元件，其绕所述旋转轴线相对于第一和第二旋转元件旋转安装；

-附加阻尼器，其包括安装在第一旋转元件和第三旋转元件中的至少一个附加弹簧；

第二和第三旋转元件分别包括第一止动件和互补的第二止动件，其布置为使得：当第一和第二旋转元件之间从第一和第二旋转元件的不传递扭矩的静止相对角位置的角位移大于零，并且小于第一和第二旋转元件之间的角位移的第一阈值时，所述至少一个主弹簧被压缩，同时第三旋转元件经由未压缩的附加弹簧可旋转地联接至第一旋转元件；并且当第一和第二旋转元件之间的角位移大于所述第一阈值时，第一止动件和互补的第二止动件压靠着彼此，至少一个主弹簧被压缩，并且在第一旋转元件和第三旋转元件之间平行地压缩至少一个附加弹簧。

换句话说，第二和第三旋转元件分别包括第一止动件和互补的第二止动件，其布置为使得：

-当第一和第二旋转元件之间从第一和第二旋转元件的不传递扭矩的静止相对角位置的角位移大于零且小于第一阈值时，附加弹簧允许第一元件使第三元件相对于第二元件旋转，而弹簧不变形；并且

当第一和第二旋转元件之间从不传递扭矩的静止相对角位置的角位移大于零且大于第一阈值时，第一止动件和互补的第二止动件压靠着彼此，并且至少一个附加弹簧经由第三旋转元件在第一旋转元件和第二旋转元件之间与主弹簧平行地变形。

在说明书和权利要求书中，当涉及弹簧时，术语“被压缩”或“压缩”以及“受预应力”或“预应力”如下使用：

-弹簧的预应力表示该弹簧安装在小于弹簧初始长度的一个或多个凹部中，因此弹簧由于其弹性而对凹部的壁施加力；

-弹簧的压缩表示该弹簧被靠近在一起的两个活动部件压缩。

因此，即使在扭转阻尼装置处于静止时，弹簧的预应力也有效，而没有传递任何扭矩。弹簧的压缩仅在扭矩传递过程中发生；相对彼此移动的部件改变弹簧凹部的构造并压缩其。

对于从阻尼器的没有扭矩传递到阻尼器的端部位置的静止角位置的第一和第二旋转元件的相对旋转，根据本发明的扭转阻尼装置具有两个操作阶段：

-第一操作阶段，其中第一旋转元件和第二旋转元件之间的角位移小于所述第一阈值，主阻尼器布置成在该第一阶段期间变形，而第三旋转元件能够通过第一旋转元件在没有附加弹簧变形的情况下借助于附加弹簧旋转；和

-第二操作阶段，其中传递的扭矩足以使第一旋转元件和第二旋转元件之间的角位移大于所述第一阈值，主阻尼器的变形在该第二阶段期间继续，而通过第一止动件压靠在互补的第二止动件上来防止第三旋转元件和第二旋转元件的相对旋转，从而传递的扭矩也使附加弹簧变形，并允许第一旋转元件和第二和第三旋转元件的相对旋转。

因此，在第二操作阶段期间以可靠且稳定的方式获得了阻尼装置的刚度的增加，在该第二操作阶段中，主阻尼器和附加阻尼器同时工作，而在第一操作阶段期间仅主阻尼器工作。

这样的装置有利地代替了第一和第二旋转元件之间的端部止动件，从而避免了任何机械冲击和相关振动。

在大位移的主阻尼器的情况下，例如具有大于30度的角度阻尼行程，该第二操作阶段特别有利。

扭转阻尼装置可单独或组合地包括以下附加特征：

-第一旋转元件包括至少一个第一附加凹部，并且第三旋转元件包括至少一个第二附加凹部，至少一个第一和第二附加凹部轴向地面向布置，使得至少一个附加弹簧***到这些面向凹部中；

-第一旋转元件包括在两个主弹簧之间径向延伸并沿周向布置的至少一个臂，所述第一附加凹部中的一个形成在该臂上；

-第一旋转元件包括径向延伸的至少一个臂、沿周向直接或间接压靠在该臂上的主弹簧、第二附加凹部形成在该臂上；

-至少一个主弹簧和至少一个附加弹簧布置成使得附加弹簧的至少一部分径向位于与主弹簧的一部分相同的垂直于所述轴线的平面中。整个附加弹簧径向位于与主弹簧的一部分相同的垂直于所述轴线的平面中；

-至少一个主弹簧包括外径向边缘和内径向边缘，并且至少一个附加弹簧至少部分地布置在芯部中，该芯部以所述轴线为中心并且由至少一个主弹簧的内外径向边缘径向地界定；

-主阻尼器包括至少两个主弹簧，并且附加弹簧沿周向布置在两个主弹簧之间；

-主阻尼器包括至少两组主弹簧，主弹簧在每组中串联布置，并且附加弹簧沿周向布置在两组主弹簧之间；

-主弹簧通过定相元件在每组中串联布置，定相元件在每组中连接串联布置的两个连续主弹簧；

-主阻尼器的主弹簧分为第一弹簧级和第二弹簧级，第一弹簧级和第二弹簧级通过定相元件串联布置，扭转阻尼装置布置成使得当第一旋转元件和第二旋转元件之间的角位移从没有传递扭矩时第二旋转元件和第一旋转元件所采用的静止相对角位置达到第一旋转元件和第二旋转元件之间的角位移的第三阈值时，第二弹簧级停止压缩；

因此，通过从具有串联的两个级的操作阶段切换到主阻尼器上具有单个弹簧级的操作阶段，可以增加阻尼器的角刚度。例如，当第一和第二级的弹簧相同时，当第一旋转元件和第二旋转元件之间的角位移增加超过第三阈值时，主阻尼器的刚度加倍。特别地，这可以使得能够减小附加弹簧的尺寸或减小其线的质量；

-扭转阻尼装置布置成使得当第一旋转元件和第二旋转元件之间的角位移增加到超过第三阈值时，第二弹簧级停止压缩；

-扭转阻尼装置布置成使得第二弹簧级在第一旋转元件和第二旋转元件之间的大于第三阈值的任何角位移上停止压缩；

-扭转阻尼装置布置成使得当第一旋转元件和第二旋转元件之间的角位移超过第三阈值时，第一弹簧级继续压缩；

-当定相元件和第二旋转元件之间的角位移从没有扭矩传递时定相元件和第二旋转元件所采用的静止相对角位置达到定相元件和第二旋转元件之间的角位移的第四阈值时，第二弹簧级停止压缩；

-第一旋转元件和第二旋转元件之间的角位移的第三阈值小于或等于第一和第二旋转元件之间的角位移的第一阈值。

因此，通过从具有串联的两个级的操作阶段切换到主阻尼器上具有单个弹簧级的操作阶段，在第一止动件和互补的第二止动件压靠着彼此之前，在期望更大刚度的整个角位移范围内，即在其中压缩附加弹簧的角位移范围内，阻尼器的角刚度增加。

-第一旋转元件和第二旋转元件之间的角位移的第三阈值小于或大于第一和第二旋转元件之间的角位移的第一阈值。获得具有三个连续刚度的阻尼曲线。

-将第一角位移阈值(A1)和第三角位移阈值(A3)分开的角度有利地小于10度，优选地小于5度。这样就可以产生连接梯度，并在起始角刚度和终止角刚度之间建立过渡；

-第一旋转元件和第二旋转元件之间的第三角位移阈值小于或等于第一和第二旋转元件之间的第一角位移阈值；

-第二弹簧级包括螺旋弹簧，主阻尼器的第二级布置成使得当第一旋转元件和第二旋转元件之间的角行程达到第三阈值时，第二级的弹簧达到其压缩极限，尤其是其线圈为实心；

-第二旋转元件和定相元件分别包括第三止动件和第四止动件，其布置成使得：当第一旋转元件和第二旋转元件之间的角位移从没有传递扭矩时第二旋转元件和第一旋转元件所采用的静止相对角位置达到第一旋转元件和第二旋转元件之间的角位移的第三阈值时，第三止动件和第四止动件压靠着彼此并且第二弹簧级在第一旋转元件和第二旋转元件之间的角位移增加超过第三阈值时停止压缩；。

-第三止动件由凸耳形成，该凸耳刚性地连接到第二旋转元件以随其旋转。该凸耳可以轴向延伸；

-第四止动件由凸耳形成，该凸耳刚性地连接到定相元件以随其旋转。该凸耳可以径向延伸；

-根据一实施例，第一弹簧级的角刚度不同于第二弹簧级的刚度；

-当第一和第三阈值使得第三阈值A3小于第一阈值A1时，并且当特性阻尼曲线在一个传递方向上显示出三个连续的刚度梯度K1、K2和K3时；K1是对于小于第三阈值的角位移获得的刚度，K2是对于大于第三阈值且小于第一阈值的角位移获得的刚度，且K3是对于大于第一阈值的角位移获得的刚度；1<K2/K1<5，且优选地：2<K2/K1<4；

-所述第一阈值在15至65度之间，优选地在25至50度之间；

-该装置包括限制第一和第二旋转元件之间的相对角位移的角端止动件，并且将所述第一阈值与角端位置分开的角度在3至15度之间，优选地在3至10度之间；

-附加阻尼器的刚度与主阻尼器的刚度之比在2到10之间，优选地在3到8之间，例如4或5。例如，主阻尼器的角刚度约为3Nm/°且附加阻尼器的角刚度在10Nm/°和15Nm/°之间，例如在12Nm/°和15Nm/°之间，例如14Nm/°。当主阻尼器包括串联布置的两个弹簧级时，当主阻尼器的第一弹簧级和第二弹簧级串联操作时，即当第一旋转元件和第二旋转元件之间的角位移小于第三阈值时，应考虑该比率；

-第一旋转元件和第二旋转元件中的一个可旋转地联接至离合器盘，并且第一旋转元件和第二旋转元件中的另一个可旋转地联接至毂；

-第三旋转元件包括布置在第一旋转元件的任一侧上并轴向保持附加弹簧的两个附加导向垫圈，并且第二旋转元件包括轴向保持主弹簧的两个主导向垫圈，每个附加导向垫圈轴向布置在第一旋转元件和主导向垫圈之间；

-所述第二止动件由布置在每个附加导向垫圈上的至少一个径向突片形成；

-所述互补的第一和第二止动件径向布置在主弹簧外部。

本发明的另一目的涉及一种用于车辆传动线路的扭转阻尼装置，包括：

-用于传递扭矩的第一旋转元件，其设置有第一凹部；

-用于传递扭矩的第二旋转元件，其设置有第二凹部；

-弹性装置，其***在第一旋转元件和第二旋转元件之间，并在其变形时允许绕第一和第二旋转元件的旋转轴线的相对旋转，弹性装置包括安装在第一凹部和第二凹部中的至少一个弹簧；

-摩擦装置，包括：

●摩擦垫圈，其布置成直接或间接摩擦第二旋转元件；

●轴向支撑件，其刚性地连接到第二旋转元件以随其旋转；

●弹簧垫圈，其布置在轴向支撑件和摩擦垫圈之间，以在第二旋转元件的方向上向摩擦垫圈施加轴向力；

●致动垫圈，其包括致动凸耳，该致动凸耳沿周向布置在所述弹簧的第一端和第一旋转元件之间，从而当弹簧的第一端被第一旋转元件移动时允许致动垫圈和第二旋转元件经由致动凸耳在弹簧的与第一端相对的第二端的方向上的相对旋转；

●致动垫圈能够旋转摩擦垫圈，以便在致动垫圈和第二旋转元件相对于彼此旋转时，摩擦垫圈直接或间接摩擦第二旋转元件。

扭转阻尼装置可单独或组合地包括以下附加特征：

-致动垫圈包括至少一个轴向指状件，其与摩擦垫圈的凹口接合，以确保由致动垫圈驱动摩擦垫圈；

-致动垫圈和摩擦垫圈安装成共同旋转；

-致动垫圈包括至少一个轴向指状件，其与摩擦垫圈的凹口联接；

-如果需要，在轴向指状件和摩擦垫圈凹口的周向端之间有周向间隙。因此，可以延迟通过致动垫圈驱动摩擦垫圈。周向间隙可以为3至5度；

-致动垫圈包括连接致动凸耳和轴向指状件的环形部分，并且第二旋转元件包括被摩擦垫圈压靠着的环形摩擦表面，致动垫圈的环形部分以及弹簧垫圈、轴向支撑件和摩擦垫圈布置在第二旋转元件的环形摩擦表面的任一侧；

-在第一旋转元件和致动垫圈的环形部分之间留有轴向间隙；

-致动垫圈的环形部分以轴向间隙安装在第一旋转元件和环形摩擦表面之间，从而允许致动垫圈相对于第一旋转元件旋转；

-摩擦装置布置成使得垫圈将摩擦垫圈压靠在第二旋转元件上，而不将致动垫圈的环形部分保持靠在第一旋转元件上。因此允许第一旋转元件和致动垫圈之间的相对旋转，从而当弹簧的第二端在弹簧的第一端的方向上被第一旋转元件压缩时，摩擦垫圈不被第一旋转元件驱动。因此，仅对于扭矩的一个传递方向获得由摩擦垫圈产生的摩擦，例如沿发动机的方向从变速箱输入轴。

-致动垫圈的环形部分可以安装在第一旋转元件和第三扭矩传递旋转元件之间，第三扭矩传递旋转元件绕轴线可旋转地移动，还具有轴向间隙，以允许致动垫圈相对于第一旋转元件旋转；

-第二旋转元件包括狭槽，轴向指状件通过该狭槽穿过第二旋转元件；

-轴向支撑件由刚性地连接至第二旋转元件的轴环形成，弹簧垫圈和摩擦垫圈布置在该轴环与第二旋转元件的环形摩擦表面之间；

-摩擦装置包括***在弹簧垫圈和摩擦垫圈之间的中间垫圈；

-轴向指状件与中间垫圈相距一定距离；

-致动垫圈的环形部分轴向地布置在第一旋转元件和第二旋转元件之间；

-弹性装置包括至少两组弹簧，弹簧通过定相元件在每组中串联布置，定相元件在一组弹簧内连接弹簧的端部；

-第一旋转元件和第二旋转元件中的一个可旋转地联接至扭矩输入元件，并且这些元件中的另一个可旋转地联接至扭矩输出元件；

-致动垫圈还包括角止动件且第二旋转元件包括互补止动件，角止动件和互补止动件布置成使得当第二旋转元件沿弹簧的与第一端相反的第二端的方向压缩弹簧的第一端时，致动垫圈可旋转地联接至第二旋转元件。因此，由于止动件，仅在扭矩的一个传递方向上获得由摩擦垫圈产生的摩擦，例如沿发动机的方向从变速箱输入轴，该止动件防止致动垫圈在扭矩的另一传递方向上相对于第二旋转元件旋转，例如从发动机到变速箱输入轴；

-将致动和摩擦垫圈联接的轴向指状件形成所述角止动件，而狭槽形成所述互补止动件；

-角止动件布置在致动垫圈的致动凸耳上且互补止动件布置在第二旋转元件的第二凹部上，使得致动凸耳沿周向***在弹簧的第一端与第二凹部的支承面之间；

-在不传递扭矩时由该装置所采用的静止角位置，至少一个弹簧安装在所述第一和第二凹部中，从而使其端部同时压靠在第一凹部的第一支承区域和第二凹部的第二支承区域上；

-根据一实施例，弹性装置包括至少两个弹簧，与致动垫圈的致动凸耳接合的弹簧是延迟动作弹簧，在阻尼装置的静止角位置在致动凸耳和弹簧的第一端之间留有周向间隙。因此可以“延迟动作”获得摩擦。

-根据一实施例，弹性装置包括四个弹簧且致动垫圈包括两个致动凸耳，并且两个弹簧分别与致动垫圈的致动凸耳接合，这两个弹簧是延迟动作弹簧，在阻尼装置的静止角位置在每个致动凸耳和每个延迟动作弹簧的第一端之间留有周向间隙。

本发明还涉及一种用于车辆的传动线路，其包括联接至第一旋转元件和第二旋转元件中的一个的离合器盘以及可旋转地联接至第一旋转元件和第二旋转元件中的另一个的毂。

根据一实施例，传动线路包括能够安装在曲轴上的飞轮以及扭矩传递机构，比如布置成在飞轮和离合器盘之间传递扭矩的扭矩限制器或离合器机构。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的优选实施例，其中：

-图1是根据本发明的扭转阻尼装置的分解图；

-图2是图1中装置的前视图；

-图3是沿图2中的线A-A的视图；

-图4是与图2相似的视图，示出了装置的内部；

-图5是示出根据本发明的扭转阻尼装置的操作的框图；

-图6是与图5中的图相对应的特性曲线；

-图7是图1中的扭转阻尼装置的前视图，示出了阻尼装置的第一操作阶段；

-图8是图1中的扭转阻尼装置的前视图，示出了阻尼装置的第二操作阶段；

-图9示出了安装在车辆的扭矩限制器中的图1和2中的扭转阻尼装置；

-图10示意性地示出了本发明的第二实施例；

-图11示出了第二实施例的两个变型的两个阻尼曲线；

-图12示出了第二实施例的变型。

具体实施方式

图1示出了扭转阻尼装置，其联接至扭矩限制器(图1中未示出)的离合器盘2，该扭矩限制器在正常操作中旨在通过绕轴线X旋转来传递扭矩并且当该扭矩超过一定值时限制该传递。

在说明书和权利要求书中将使用术语“外”和“内”以及定向“轴向”和“径向”来表示根据说明书中给出的定义的阻尼装置的元件。旋转轴线X确定“轴向”定向。“径向”定向垂直于轴线X。“周向”定向垂直于旋转轴线X且垂直于径向方向。术语“外”和“内”用于通过参考旋转轴线X来定义一个部件相对于另一个部件的位置；因此，靠近所述轴线的部件被描述为内，与径向地沿径向布置的外部件相对。此外，相对于旋转轴线X定义表示的角度和角扇区。

阻尼装置1包括：

-周边扭矩传递构件，其在此由离合器盘2构成，该离合器盘的任一侧通过第一组铆钉4固定有两个摩擦衬片3；

-中央扭矩传递构件，其在此由毂5构成。

离合器盘2通过第二组铆钉6固定至第一扭矩传递旋转元件，其在此由称为“驱动板”7的盘构成。

毂5通过第三组铆钉8固定到第二扭矩传递旋转元件，其在此由称为导向垫圈9、10的一对盘构成。第一导向垫圈9固定在毂5的一侧上，而第二垫圈10固定在毂5的相对侧上。导向垫圈9、10每个包括沿着两个垂直直径布置在垫圈的圆周上的四个角止动件39，每个导向垫圈9、10的四个角止动件39布置成面向另一个导向垫圈9、10的四个角止动件39。角止动件39通过弯曲导向垫圈9、10的材料而产生。

阻尼装置包括***在驱动板7和导向垫圈9、10之间的扭转阻尼装置，使得驱动板7和导向垫圈9、10可通过压缩阻尼装置而相对于彼此旋转。

阻尼装置1旨在安装在扭矩传递线路中，例如在发动机和车辆的车轮之间，从而离合器盘2及其衬片3通过弹性加载的压力板压靠在刚性地安装到飞轮的支承板上，并且使得毂5连接到传动轴。驱动元件使摩擦衬片3旋转且因此使刚性连接至其的驱动板7旋转。驱动板7压缩阻尼装置，其将扭矩传递至导向垫圈9、10且因此传递至与之刚性连接的毂5。在驱动板7和导向垫圈9、10之间传递扭矩时，阻尼装置由于其弹性和摩擦特性在它们穿过时过滤无序性和其他不希望的扭转运动。

阻尼装置1还包括第一端部止动件和第二互补端部止动件，从而允许扭矩直接从摩擦衬片3传递至毂5，使扭转阻尼装置短路，超过驱动板7和导向垫圈9、10之间的相对旋转的预定角度。

在此，第一端部止动件由布置在毂5的圆周上的外齿11构成，而第二互补端部止动件由在驱动板7的中心的内齿12构成。

扭转阻尼装置包括主阻尼器和附加阻尼器。

主阻尼器包括：

-沿周向布置的四个弹簧13；

-用于安装这些弹簧13的四个短柱14；

-用于定相弹簧13的元件，其包括在两个定相盘16之间沿直径彼此相对安装的两个***件15。

驱动板7和导向垫圈9、10均包括限定两个凹部的用于安装弹簧13的开口，每个凹部用于一对弹簧13。驱动板7的凹部每个具有第一支承区域19和相对的第二支承区域20。同样，每个导向垫圈9、10的凹部每个具有第一支承区域21和相对的第二支承区域20。

阻尼装置还包括第三扭矩传递旋转元件，其在该示例中由两个相同的附加导向垫圈23构成，这些垫圈安装在驱动板7的任一侧并通过两个间隔件24刚性连接。

附加阻尼器包括两个附加弹簧25，每个布置在驱动板7的附加凹部中。为此，驱动板7包括两个直径相对的臂43，每个带有这些凹部之一。主弹簧13安装在臂43之间。附加导向垫圈23还包括用于安装附加弹簧25的凹部。为了安装附加弹簧25，驱动板7的附加凹部每个都包括第一附加支承区域26和第二附加支承区域27，且附加导向垫圈23的凹部每个包括第一附加支承区域37和第二附加支承区域38。

阻尼装置1还包括摩擦装置，其旨在耗散弹簧的能量并避免振荡现象。摩擦装置包括通过第三组铆钉8固定在第二导向垫圈10上的轴向支撑件28。在轴向支撑件28和第二导向垫圈10之间布置有以下部件：摩擦垫圈29；中间垫圈30；以及弹簧垫圈31，后者通过中间垫圈30向摩擦垫圈29施加载荷。

另外，致动垫圈32设置在第二导向垫圈10的另一侧并且包括两个致动凸耳33以及四个轴向指状件34。致动垫圈32安装成使得四个轴向指状件34穿过在第二导向垫圈10中制成的四个对应狭槽35。四个轴向指状件34分别***到摩擦垫圈29的凹口36中。致动垫圈32因此可旋转地联接到摩擦垫圈29。致动垫圈32也抵靠着驱动板7安装，从而致动凸耳33每个按压在驱动板7的第一支承区域19之一上。

在图2的前视图中示出了主弹簧13的安装。阻尼盘1的笔直直径包括串联安装的第一对主弹簧13，并且该图的笔直直径包括串联安装的第二对主弹簧13。图2示出了处于静止位置的阻尼盘1，即当其不传递任何扭矩时，因为其弹簧未加载。每个弹簧13在其一端处安装在短柱14中，并且在其另一端处抵靠着***件15安装。每个短柱14跨过驱动板7和两个导向垫圈9、10而被支撑，因此按压在三个支承区域上：驱动板7的支承区域和每个导向垫圈9、10的支承区域。因此，每对弹簧13安装在两个短柱14之间，其中一个短柱同时按压在驱动板7的第一支承区域19和每个导向垫圈9、10的第一支承区域21上，另一个短柱14同时按压在驱动板7的第二支承区域20和每个导向垫圈9、10的第二支承区域22上。因此，弹簧13成对地在第一支承区域19、21和第二支承区域20、22之间受预应力。在成对的弹簧13之间，***件15通过定相盘绕轴线X可旋转地移动，其确保成对的弹簧13串联放置，并确保各对之间的定相，即角度协调。

图3中的剖视图示出了阻尼装置1内的部件的堆叠。

两个附加导向垫圈23布置在驱动板7的任一侧，致动垫圈32布置在驱动板7与这些附加导向垫圈23之一之间。

定相盘16布置在两个附加导向垫圈23的任一侧，而两个导向垫圈9、10布置在整个组件的任一侧。借助于轴向支撑件28，仅摩擦装置轴向位于导向垫圈9、10外部。

图4示出了图2中的阻尼盘1，没有第一导向垫圈9，示出了布置有弹簧13、25、驱动板7和附加阻尼器25。

附加弹簧25与主弹簧13类似地安装，横跨驱动板7和附加导向垫圈23。每个附加弹簧25在一侧在驱动板7的第一附加支承区域26上和在两个附加导向垫圈23的两个第一附加支承区域37上的同时压力与在另一侧在驱动板7的第二附加支承区域27上和在两个附加导向垫圈23的两个第二附加支承区域38上的同时压力之间受预应力。

另外，附加导向垫圈23的凹部的沿径向方向的尺寸略小于驱动板7的附加凹部的尺寸，从而附加弹簧25安装成横跨驱动板7并且通过附加导向垫圈23而包含在驱动板7的任一侧。

附加导向垫圈23在其径向端部包括突片40，间隔件24固定至其。

参照图1和4，离合器盘2包括两个沿直径相对的凹处41，而驱动板7包括两个沿直径相对的凹处42，凹处41、42彼此面向。这些凹处41、42通过由附加弹簧25允许的角行程允许附加导向垫圈23和驱动板7相对旋转。

图5和6示出了扭转阻尼装置如何工作，特别是主阻尼器和附加阻尼器的行为。

图5是框图，其中该图的左侧部分示出了驱动板7，而右侧部分示出了导向垫圈9、10。该图以示意图形式示出了以下元件：

-端部止动件，其由毂5的外齿11和驱动板7的内齿12构成；

-止动件，其由附加导向垫圈23的突片40和导向垫圈9、10的角止动件39构成；

-弹簧13；

-带有附加弹簧25的附加导向垫圈23，它们都与弹簧13平行安装。

图5中沿所示两个箭头的压缩，即该图的左侧部分和右侧部分的一起相互闭合，示意性地示出了驱动板7和导向垫圈9、10的相对旋转。

因此，图5可被压缩在图中示出的弹簧未加载的静止位置与止动件11和12接触的在行程A2末端的端部位置之间。

因此，当该图从静止位置被压缩时(因此，当驱动板7和导向垫圈9、10之间存在相对旋转时)，阻尼装置根据第一操作模式工作，在该模式下弹簧13处于压缩，因此仅主阻尼器工作。在行程A1的末端，止动件39和40相互接触，然后弹簧25开始与弹簧13平行地被压缩。这是第二操作阶段，其一直持续到行程A2的末端。超过行程A2，阻尼器保持压缩，但扭矩可以直接在驱动板7和导向垫圈9、10之间传递。

图6示出了扭转阻尼装置施加的返回扭矩(在y轴上)的变化，其是驱动板7和导向垫圈9、10之间的相对旋转角度(在x轴上)的函数。该曲线示出了对应于上述两个操作模式的两个梯度。

在原点和角行程A1之间，只有主阻尼器是活动的，这由曲线上的第一梯度反映，其对应于主阻尼器的第一特征刚度。在对应于扭矩T1的角行程A1之外，第二操作阶段通过较陡的第二梯度来反映，其对应于主阻尼器和附加阻尼器的刚度的组合，它们然后平行地工作。该操作阶段持续到对应于到达端部止动件的扭矩T2。

图7和8示出了在前述的阻尼装置1中这些原理的实施方式。

图7示出了阻尼盘1，在驱动板7与导向垫圈9、10之间具有对应于角行程A1的相对角行程。换句话说，图7示出了当在驱动板7与导向垫圈9、10之间施加扭矩T1时阻尼盘1处于其采用的位置。

图8示出了阻尼盘1，在驱动板7与导向垫圈9、10之间具有对应于角行程A2的相对角行程。换句话说，图8示出了当在驱动板7与导向垫圈9、10之间施加大于或等于扭矩T2的扭矩时阻尼盘1处于其采用的位置。

驱动板7和导向垫圈9、10之间的这些相对位置是相对于静止下的平衡位置评估的，如图2和4所示，其中弹簧13、25尽管在其各自凹部中受预应力但没有被其他元件压缩。在该静止位置，驱动板7的第一支承区域19和导向垫圈9、10的第一支承区域21彼此轴向对准。类似地，驱动板7的第二支承区域20和导向垫圈9、10的第二支承区域22彼此轴向对准。最后，驱动板7的第一26和第二27附加支承区域分别与附加导向垫圈23的第一37和第二38附加支承区域轴向对准。在该静止位置，弹簧13、25同时按压在第一和第二支承区域上，而这些支承区域没有任何角度偏移。

从该静止位置，如果在驱动板7和导向垫圈9、10之间施加扭矩T1，则阻尼盘1因此采用图7中的构造。在该示例中，假设导向垫圈9、10固定且扭矩T1沿顺时针方向施加到驱动板7。为了更加清楚，未示出主弹簧13。

因此，图7对应于第一操作阶段的结束。导向垫圈9、10的第一支承区域21各自相对于驱动板7的相应第一支承区域19成角度地偏移等于角行程A1的角度。类似地，导向垫圈9、10的第二支承区域22各自相对于驱动板7的相应第一支承区域20成角度地偏移相同角度。因此，弹簧在驱动板7的第一支承区域20和导向垫圈9、10的第一支承区域21之间压缩，它们一起移动更靠近。

关于附加阻尼器，驱动板7已经旋转，因此***驱动板7的凹部中的附加弹簧25也已经旋转。这些附加弹簧25又使附加导向垫圈23旋转，而没有这些弹簧25的额外压缩，因为没有什么阻止附加导向垫圈23相对于导向垫圈9、10在角位移A1上的该旋转。因此，在图7中，驱动板7、附加导向垫圈23和附加弹簧25的相对位置与空转位置相同。

在角行程A1的末端(图7)，附加导向垫圈23的每个突片40与导向垫圈9、10的角止动件39接触。

然后，图8对应于第二个操作阶段的结束。如果从图7中的位置，驱动板7相对于导向垫圈9、10的旋转继续，从而达到角行程A2，扭转阻尼装置则进入其第二操作阶段。

在角行程A1(图7)的末端，附加导向垫圈23的每个突片40与导向垫圈9、10的角止动件39接触。驱动板和附加导向垫圈23的沿相同方向的同时旋转因此不再可能。当驱动板7继续其角行程而附加导向垫圈23抵靠着角止动件39保持就位时，附加弹簧25在驱动板7的第二附加支承区域27和附加导向垫圈23的第一附加支承区域37之间被压缩，它们因此一起移动更靠近。因此，在该角行程期间，根据第二操作阶段，主阻尼器与附加阻尼器(平行地)共同工作。在图8中，未示出弹簧13、25以露出支承区域。

在图8中的位置中，对应于第二个操作阶段的结束，驱动板7的内齿12和毂的外齿11接触，如果相对旋转继续，则直接经由这些元件传递扭矩，而没有阻尼。

图7和8相对于驱动板7和导向垫圈9、10的相对旋转的一个方向。在从静止位置的相对旋转的另一方向上，弹簧在两个阶段中的压缩以相同方式发生。

所描述的扭转阻尼装置具有大阻尼位移范围。在该示例中，角行程A1的值为42°并且角行程A2的值为47°。

图9示出了安装在车辆的扭矩限制器50中的扭转阻尼装置1。该扭矩限制器50包括两个爪51，在它们之间安装有摩擦衬片3。弹簧垫圈52将中间垫圈53抵靠着摩擦衬片3加载。因此，扭矩阻尼装置1夹持在中间垫圈53和爪51之间，以使其可以随扭矩限制器50旋转。扭矩限制器50安装在车辆发动机的飞轮54上，毂5安装在该车辆的传动轴(未示出)上。弹簧垫圈52的负载被校准，使得当由飞轮54传递至传动轴或从传动轴传递至飞轮54的扭矩超过预定极限时，摩擦衬片可相对于扭矩限制器50滑动。在所有情况下，扭转阻尼装置1过滤在飞轮54和传动轴之间发生的扭转振荡。

根据本发明的第二实施例，主阻尼器的主弹簧被分成第一弹簧级S1和第二弹簧级S2，第一弹簧级S1和第二弹簧级S2通过定相元件13串联布置，扭转阻尼装置布置成使得当第一旋转元件7和第二旋转元件9、10之间的角位移从没有传递扭矩时第二旋转元件9、10和第一元件所采用的静止相对角位置达到第一旋转元件7和第二旋转元件9、10之间的角位移的第三阈值A3、A3’时，第二弹簧级S2停止压缩。该实施例的框图在图10中示出。这尤其可以使得能够减小附加弹簧的尺寸或减小其线的质量。

当第二弹簧级S2在第一旋转元件7和第二旋转元件9、10之间的大于第三阈值A3的任何角位移上停止压缩时，主阻尼器的角刚度增加超过第三阈值A3。当定相元件13与第二旋转元件9、10之间的角位移从没有传递扭矩时定相元件与第二旋转元件所采用的静止相对角位置达到定相元件和第二旋转元件之间的角位移的第四阈值A4时，第二弹簧级停止压缩。

优选地，扭转阻尼装置布置成使得当第一旋转元件7和第二旋转元件9、10之间的角位移超过第三阈值A3时，第一弹簧级S1继续压缩。

在图11中示出了两个变型的阻尼曲线。在这两个变型中，第一旋转元件7和第二旋转元件9、10之间的角位移的第三阈值A3和A3’小于或等于在第一7和第二9、10旋转元件之间的角位移的第一阈值A1。

因此，通过从具有串联的两个级的操作阶段切换到主阻尼器上具有单个弹簧级的操作阶段，在第一止动件39和互补的第二止动件40压靠着彼此之前，阻尼器的角刚度在需要更大刚度的整个角位移范围内即在其中附加弹簧25被压缩的角位移范围内增加。

因此，如果比较图6中的曲线和图11中的方案2曲线，如果每个弹簧的角刚度被认为相同，则与图6中的示例相比，对于图11中的方案2获得了第二梯度上的更大角刚度(为其压缩附加弹簧)。由于定相元件13和第二旋转元件9、10彼此停止而获得了角刚度的该增加。

在图11中，示出了两种方案的特征阻尼曲线。在方案1中，第一旋转元件7和第二旋转元件9、10之间的角位移的第三阈值A3小于第一7和第二9、10旋转元件之间的角位移的第一阈值A1。

优选地，将第一角位移阈值A1和第三角位移阈值A3分开的角度小于10度，优选地小于5度。

这使得可以产生连接梯度并且在起始角刚度和终止角刚度之间产生过渡。

在方案1中，第一和第二阈值A1、A3使得第三阈值A3小于第一阈值A1。

该特性阻尼曲线在直接传递方向上示出三个连续的刚度梯度K1、K2和K3；K1是对于小于第三阈值A3的角位移获得的刚度，K2是对于大于第三阈值A3且小于第一阈值A1的角位移获得的刚度，且K3是对于大于第一阈值A1的角位移获得的刚度。

优选地，在此1<K2/K1<5，且优选地：2<K2/K1<4

因此，避免不连续性的产生，这可能例如产生与发动机中的一阶滤波有关的问题。

优选地，在特征阻尼曲线中，两个连续的梯度之间的比率小于3。

在方案2中，第一旋转元件7和第二旋转元件9、10之间的角位移的第三阈值A3’基本上等于第一7和第二9、10旋转元件之间的角位移的第一阈值A1。必须注意，对于方案1，弹簧25的刚度小于方案2中的弹簧25的刚度，这就是为什么位移结束时曲线的梯度是不同的。

两种变型可以用于固定第二弹簧级。

首先，当第一旋转元件7和第二旋转元件9、10之间的角位移达到第三阈值A3时，第二级S2的弹簧可以达到其压缩极限，尤其是其线圈为实心。

在一变型中，可以规定，第二旋转元件9、10和定相元件13分别包括第三止动件52和第四止动件51，其布置成使得：当第一旋转元件7和第二旋转元件9、10之间的角位移从没有传递扭矩时第二旋转元件9、10和第一元件所采用的静止相对角位置达到第一旋转元件7和第二旋转元件9、10之间的角位移的第三阈值A3、A3’时，第三止动件52和第四止动件51压靠着彼此并且第二弹簧级S2在第一旋转元件7和第二旋转元件9、10之间的角位移增加超过第三阈值A3时停止压缩。

在图12中示出了该变型的示例。在该示例中，第三止动件件52由并入第二旋转元件的导向垫圈10中的凸耳形成。该凸耳52轴向延伸。

根据一实施例，第四止动件51由形成在定相元件13的***件15上的凸耳形成。该凸耳可以径向向外延伸。

可以在不脱离本发明的范围的情况下实现扭转阻尼装置的其他变型。例如，安装有扭矩阻尼装置的***可以是扭矩传动线路内需要扭转阻尼的任何***，比如离合器盘或双质量飞轮。

主阻尼器和辅助阻尼器的功能可以通过单个弹簧或任意数量的弹簧(可选地串联或并联)来执行。

附加导向垫圈在第二旋转元件上的停止可以不同地进行，例如通过布置在靠近垫圈中心的其他止动件。

驱动板和导向垫圈的作用可以互换，驱动板成为第二旋转元件，而导向垫圈成为第一旋转元件。

Claims (17)

1.一种用于车辆传动线路的扭转阻尼装置，包括：

-用于传递扭矩的第一旋转元件(7)；

-用于传递扭矩的第二旋转元件(9、10)；

-主阻尼器，其包括至少一个主弹簧(13)，该主弹簧***在第一旋转元件(7)和第二旋转元件(9、10)之间，并且在其变形时允许第一旋转元件(7)和第二旋转元件(9、10)绕旋转轴线(X)的；

该扭转阻尼装置的特征在于，它还包括：

-用于传递扭矩的第三旋转元件(23)，其绕所述旋转轴线(X)相对于第一旋转元件(7)和第二旋转元件(9、10)旋转安装；

-附加阻尼器，其包括安装在第一旋转元件(7)和第三旋转元件(23)中的至少一个附加弹簧(25)；

所述第二旋转元件(9、10)和第三旋转元件(23)分别包括第一止动件(39)和互补的第二止动件(40)，其布置为使得：当第一和第二旋转元件之间的角位移大于零，并且小于第一和第二旋转元件之间从第一和第二旋转元件不传递扭矩的静止相对角位置到角位移的第一阈值(A1)时，所述至少一个主弹簧(13)被压缩，同时第三旋转元件(23)经由未压缩的附加弹簧(25)可旋转地联接至第一旋转元件(7)；并且当第一和第二旋转元件之间的角位移大于所述第一阈值(A1)时，第一止动件和互补的第二止动件压靠着彼此，至少一个主弹簧(13)被压缩，并且在第一旋转元件(7)和第三旋转元件(23)之间平行地压缩至少一个附加弹簧(25)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一旋转元件(7)包括至少一个第一附加凹部，并且所述第三旋转元件(23)包括至少一个第二附加凹部，所述至少一个第一和第二附加凹部轴向地面向布置，使得至少一个附加弹簧(25)***到这些面向凹部中。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一旋转元件(7)包括在两个主弹簧(13)之间径向延伸并沿周向布置的至少一个臂(43)，所述第一附加凹部中的一个形成在该臂(43)上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个主弹簧(13)和至少一个附加弹簧(25)布置成使得附加弹簧(25)的至少一部分径向与主弹簧(13)的一部分位于垂直于所述轴线(X)的相同平面中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个主弹簧(13)包括外径向边缘和内径向边缘，并且所述至少一个附加弹簧(25)至少部分地布置在芯部中，该芯部以所述轴线(X)为中心并且由至少一个主弹簧(13)的内外径向边缘径向地界定。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述主阻尼器包括串联布置的至少两个主弹簧(13)，并且附加弹簧(25)沿周向布置在两个主弹簧(13)之间。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述主阻尼器包括至少两组主弹簧(13)，所述主弹簧在每组中串联布置，并且附加弹簧(25)沿周向布置在两组主弹簧(13)中的两个弹簧之间。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述主弹簧(13)通过定相元件(13)在每组中串联布置，所述定相元件在每组中连接串联布置的两个连续主弹簧。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述主阻尼器的主弹簧分为第一弹簧级(S1)和第二弹簧级(S2)，所述第一弹簧级(S1)和第二弹簧级(S2)通过定相元件(13)串联布置，扭转阻尼装置布置成使得当第一旋转元件(7)和第二旋转元件(9、10)之间的角位移从第二旋转元件(9、10)和第一元件没有传递扭矩时所采用的静止相对角位置达到第一旋转元件(7)和第二旋转元件(9、10)之间的角位移的第三阈值(A3、A3’)时，第二弹簧级(S2)停止压缩。

10.根据前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述第一旋转元件(7)与第二旋转元件(9、10)之间的角位移的第三阈值(A3，A3')小于或大于第一阈值(A1)，并且第一角位移阈值(A1)和第三角位移阈值(A3)小于10度，优选地小于5度。

11.根据权利要求9至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二旋转元件(9、10)和定相元件(13)分别包括第三止动件(52)和第四止动件(51)，其布置成使得：当第一旋转元件(7)和第二旋转元件(9、10)之间的角位移从第二旋转元件(9、10)和第一元件在没有传递扭矩时所采用的静止相对角位置达到第一旋转元件(7)和第二旋转元件(9、10)之间的角位移的第三阈值(A3、A3’)时，第三止动件(52)和第四止动件(51)压靠着彼此，并且第二弹簧级(S2)在第一旋转元件(7)和第二旋转元件(9、10)之间的角位移增加超过第三阈值(A3)时停止压缩。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的装置，其特征在于，当所述第一和第三阈值(A1、A3)使得第三阈值(A3)小于第一阈值(A1)时，并且当特性阻尼曲线在一个传递方向上显示出三个连续的刚度梯度K1、K2和K3时；K1是对于小于第三阈值(A3)的角位移获得的刚度，K2是对于大于第三阈值(A3)且小于第一阈值(A1)的角位移获得的刚度，且K3是对于大于第一阈值(A1)的角位移获得的刚度；

1<K2/K1<5，且优选地：2<K2/K1<4

13.根据权利要求9至12中任一项所述的装置，其特征在于，当所述主阻尼器的第一弹簧级和第二弹簧级串联工作时，所述附加阻尼器的刚度与所述主阻尼器的刚度之比在2到10之间，优选地在3到8之间，例如3、4或5。

14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一阈值(A1)在15度至65度之间，优选地在25度至50度之间。

15.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一旋转元件(7)和所述第二旋转元件(9、10)中的一个旋转连接至摩擦衬片(3)，而第一旋转元件和第二旋转元件中的另一个与毂(5)旋转连接。

16.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第三旋转元件包括布置在第一旋转元件(7)的任一侧上并轴向保持附加弹簧(25)的两个附加导向垫圈(23)，并且所述第二旋转元件包括轴向保持主弹簧(13)的两个主导向垫圈(9、10)，每个附加导向垫圈(23)轴向布置在第一旋转元件(7)和主导向垫圈(9、10)之间。

17.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一(39)和第二(40)互补止动件径向布置在主弹簧(13)外部。

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