專利名稱：扭轉(zhuǎn)振動減振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種扭轉(zhuǎn)振動減振裝置、尤其是曲柄臂緩沖器，用于安裝在活塞式發(fā)動機(jī)的、特別是內(nèi)燃機(jī)的曲軸上。本發(fā)明還涉及一種曲軸及設(shè)有該曲軸的活塞式發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的曲軸上的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置、尤其是曲柄臂緩沖器通常包括多個鑄件或鍛造件，對它們必須進(jìn)行費(fèi)用高的后加工。
發(fā)明任務(wù)本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種開始部分所述類型的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置、尤其是曲柄臂緩沖器，它可成本便宜地被制造。
該任務(wù)在一種用于安裝在活塞式發(fā)動機(jī)的、特別是內(nèi)燃機(jī)的曲軸上的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置、尤其是曲柄臂緩沖器中這樣來解決該扭轉(zhuǎn)振動減振裝置包括一個攜動盤，該攜動盤在徑向外部具有一個在圓周方向上尤其是連續(xù)的支承和/或摩擦面，在該支承和/或摩擦面上可轉(zhuǎn)動地支承一個回轉(zhuǎn)質(zhì)量(Schwungmasse)裝置。不僅是攜動盤而且回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置以及扭轉(zhuǎn)振動減振裝置的其它部件均由薄板(例如金屬薄板)構(gòu)成。這些板材制件提供了一個優(yōu)點(diǎn)，即它們可既簡單又低成本地制造。這些板材制件例如可由拉伸的薄板制成。板材制件的各個區(qū)域如孔或缺口可被沖壓出來。也可以是，板材制件的各個區(qū)域被切削加工。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)型的攜動盤實(shí)現(xiàn)了盡可能旋轉(zhuǎn)對稱的造型。根據(jù)本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置既在軸向方向上又在徑向方向上比傳統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動減振裝置需要大的結(jié)構(gòu)空間。有意地付出較大的結(jié)構(gòu)空間的代價，以便增大振動部件的慣性矩。曲軸的轉(zhuǎn)矩可通過攜動盤導(dǎo)入到扭轉(zhuǎn)振動減振裝置中。在攜動盤上可施加摩擦襯和/或滑動支承面。
該扭轉(zhuǎn)振動減振裝置的一個優(yōu)選實(shí)施例的特征在于回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置在徑向外部具有一個彎折的邊緣區(qū)域，該邊緣區(qū)域用其內(nèi)圓周面靠置在攜動盤的支承和/或摩擦面上。優(yōu)選回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置的振動質(zhì)量主要設(shè)置在徑向外部。由此提高了回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置的慣性矩。
該扭轉(zhuǎn)振動減振裝置的另一個優(yōu)選實(shí)施例的特征在于攜動盤與一個反壓盤(Gegenscheibe)無相對轉(zhuǎn)動地連接，該反壓盤在軸向方向上與攜動盤隔開一個間距。反壓盤優(yōu)選借助多個間隔栓固定在攜動盤上。
該扭轉(zhuǎn)振動減振裝置的另一個優(yōu)選實(shí)施例的特征在于反壓盤在徑向外部具有在圓周方向上中斷的支承和/或摩擦面，在所述面上可轉(zhuǎn)動地支承另一個回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置。反壓盤基本上具有馬蹄形鐵的構(gòu)型。
該扭轉(zhuǎn)振動減振裝置的另一個優(yōu)選實(shí)施例的特征在于所述另一個回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置被設(shè)置在第一回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置與反壓盤之間。所述兩個回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置相對攜動盤及反壓盤可有限轉(zhuǎn)動地被支承。
該扭轉(zhuǎn)振動減振裝置的另一個優(yōu)選實(shí)施例的特征在于所述兩個回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置基本上各具有一個帶有中心孔的圓盤的構(gòu)型。該中心孔用于接收曲軸的軸頸。
該扭轉(zhuǎn)振動減振裝置的另一個優(yōu)選實(shí)施例的特征在于攜動盤、反壓盤及回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置各具有多個窗孔。這些窗孔用于接收壓力彈簧，這些回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置通過這些壓力彈簧與攜動盤及反壓盤相耦合。
在用于活塞式發(fā)動機(jī)、尤其是內(nèi)燃機(jī)的具有多個曲柄臂的曲軸上，上述任務(wù)這樣地解決在曲軸的曲柄臂上固定了一個以上所述的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置。曲柄臂的構(gòu)型優(yōu)選適配于該扭轉(zhuǎn)振動減振裝置。
在活塞式發(fā)動機(jī)，尤其是在內(nèi)燃機(jī)上，上述任務(wù)通過上述的曲軸來解決。


本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征及細(xì)節(jié)可從以下參照附圖對實(shí)施例的詳細(xì)說明中得出。這里，說明書及其它申請文件中所述的特征可各自單獨(dú)地或以任意的組合作為本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。附圖表示圖1根據(jù)本發(fā)明的、裝配到活塞式發(fā)動機(jī)的曲軸上的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置的一個截面圖，圖2該減振器的俯視圖，圖3圖1中的一個放大的局部，圖4與圖3中類似的、一個間隔栓的剖面圖，圖5根據(jù)本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置的一個解體圖，圖6標(biāo)注有彈簧預(yù)加載力矢量的、根據(jù)本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置的一個橫截面，及圖7圖解表示的、圖6中彈簧預(yù)加載力矢量的求和。
具體實(shí)施例方式
扭轉(zhuǎn)振動減振裝置——也被稱為振動緩沖器——主要用于當(dāng)曲軸在其固有頻率上受激勵時減小曲軸的扭轉(zhuǎn)振動幅值。在許多場合中，這種固有頻率在約100至450Hz的范圍中。這尤其受到在活塞式發(fā)動機(jī)的汽缸中進(jìn)行的壓縮及膨脹的不均勻性的激勵，該不均勻性通過活塞及連桿傳遞到曲軸上。扭轉(zhuǎn)諧振方式的振動可導(dǎo)致曲軸的破裂，因此需使用扭轉(zhuǎn)振動減振器或扭轉(zhuǎn)振動緩沖器。該扭轉(zhuǎn)振動減振裝置也被稱為扭振減振裝置。
使用彈簧耦合的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置主要由具有確定慣性矩的轉(zhuǎn)動質(zhì)量組成，該轉(zhuǎn)動質(zhì)量通過一些彈簧部件與曲軸耦合。這些由彈簧部件的扭轉(zhuǎn)剛度及該轉(zhuǎn)動質(zhì)量的慣性矩可得到減振器的固有頻率，該頻率必須與曲軸的固有頻率相協(xié)調(diào)。通過該扭轉(zhuǎn)振動減振裝置將使曲軸的振動特性改變。該系統(tǒng)得到一個附加的自由度，其中在減振時原始的諧振點(diǎn)完全被消除。對此出現(xiàn)了兩個新的諧振。在很強(qiáng)的減振時不產(chǎn)生任何作用，因?yàn)闇p振器這時在一定程度上剛性地耦合。減振器這時近似地表現(xiàn)出曲軸的基波諧振。當(dāng)正確地設(shè)計(jì)減振器時，既不會干擾地引起新的諧振，也不會干擾地出現(xiàn)原始的諧振。
在圖1至圖5中表示出一個包括曲軸1的內(nèi)燃機(jī)的細(xì)節(jié)。曲軸1可轉(zhuǎn)動地支承在該內(nèi)燃機(jī)的一個(未示出的)殼體中。曲軸1具有一個曲柄銷2，在其上以公知方式支承著一個連桿4，該連桿也被稱為推桿。曲軸1用于由(未示出的)活塞的往復(fù)運(yùn)動產(chǎn)生出轉(zhuǎn)矩。
在圖1至圖5中僅表示出一個活塞式發(fā)動機(jī)的可能結(jié)構(gòu)的原理圖。在所述的活塞式發(fā)動機(jī)更精確的結(jié)構(gòu)方面可參考專業(yè)文獻(xiàn)，例如Dubbel的“機(jī)械制造手冊”第18版第80-87頁及Bosch的“機(jī)動車技術(shù)手冊”第22版第382-399頁。
曲柄銷2的兩側(cè)各延伸出一個曲柄臂5，在圖1至4中僅表示出其中的一個。由曲柄臂5延伸出一個軸頸6，該軸頸用于使曲軸1支承在內(nèi)燃機(jī)的殼體中。曲軸1的旋轉(zhuǎn)軸線與軸頸6的旋轉(zhuǎn)軸線相一致。在其另一端上，曲軸1具有另一個(未示出的)軸頸。
在軸頸6與曲柄臂5之間的一個過渡區(qū)域中，在曲軸1上構(gòu)造有一個具有多個貫通孔10、11的環(huán)形法蘭盤8，這些貫通孔延伸在軸向方向上并分布地被設(shè)置在環(huán)形法蘭盤8的圓周上。這些貫通孔10、11設(shè)有一些內(nèi)螺紋，這些內(nèi)螺紋與一些螺釘12的外螺紋互補(bǔ)地構(gòu)造，借助這些螺釘使一個總地用14標(biāo)示的振動減振器固定在所述環(huán)形法蘭盤上。
振動減振器14包括一個攜動盤16，它由一個具有中心穿孔18的圓盤17構(gòu)成。該穿孔18用于接收軸頸6。穿孔18的徑向外部設(shè)有多個用于穿過螺釘12的貫通孔19、22。此外，在圓盤17中還設(shè)有用于固定間隔栓23、24的多個穿孔20、21。此外，在圓盤17中在圓周方向上開設(shè)有一些長形的窗孔26、27，這些窗孔用于部分地接收一些壓力彈簧28、29。這些壓力彈簧28、29在他們的端部被夾持在導(dǎo)向帽32、33之間。圓盤17的徑向外部構(gòu)造有一個或多個摩擦/滑動面36。
在攜動盤16的摩擦/滑動面36上的徑向外部靠置著一個輪緣40，該輪緣40被構(gòu)造在一個第一回轉(zhuǎn)質(zhì)量41上。該第一回轉(zhuǎn)質(zhì)量41基本上具有一個帶有中心穿孔43的圓盤42的構(gòu)型。該中心穿孔43用于接收軸頸6。輪緣40從圓盤42基本上彎過90°。在圓盤42中設(shè)有多個窗孔45、46、47，用于部分地接收壓力彈簧28、29。此外，在圓盤42中設(shè)有一些用于間隔栓23、24的穿孔48、49。這些穿孔48、49被構(gòu)成長形孔，由此允許間隔栓23、24在圓周方向上運(yùn)動。
在第一回轉(zhuǎn)質(zhì)量41的背對攜動盤16的側(cè)上設(shè)有一個具有輪緣50的第二回轉(zhuǎn)質(zhì)量51，該輪緣50相對第一回轉(zhuǎn)質(zhì)量41的輪緣40延伸在相反的方向上。該第二回轉(zhuǎn)質(zhì)量51也具有圓盤52的構(gòu)型，該圓盤具有一個用于軸頸6的中心穿孔53。在圓盤52中開設(shè)有多個用于部分地接收壓力彈簧28、29的窗孔56、57。在第二回轉(zhuǎn)質(zhì)量51中，該輪緣50不是構(gòu)造成連續(xù)的，而在一個橋接片55的區(qū)域中是中斷的。
從軸向方向上看，所述兩個回轉(zhuǎn)質(zhì)量41、51被設(shè)置在攜動盤16與一個反壓盤60之間，后者基本上具有馬蹄形鐵61的構(gòu)型。在反壓盤60的徑向外部上構(gòu)造有多個滑動/摩擦面62、63。在滑動/摩擦面62、63上靠置著第二回轉(zhuǎn)質(zhì)量51的輪緣50。反壓盤60具有多個窗孔65、66，這些窗孔用于部分地接收壓力彈簧28、29。反壓盤60中的這些窗孔與攜動盤16及回轉(zhuǎn)質(zhì)量41、51中的窗孔對準(zhǔn)。此外，馬蹄形鐵61形式的反壓盤60具有多個穿孔68、69，它們用于固定間隔栓23、24。借助間隔栓23、24，反壓盤60被固定在攜動盤16上。通過間隔栓23、24在攜動盤16與反壓盤60之間形成一個中間空間，在該中間空間中可轉(zhuǎn)動地設(shè)置回轉(zhuǎn)質(zhì)量41及51。
根據(jù)本發(fā)明的扭振減振器14用于減小一個內(nèi)燃機(jī)的曲軸1的扭轉(zhuǎn)振動。該減振器14相對曲軸定心并借助螺釘12被軸向旋緊，相對連桿4有足夠的自由空間。通過攜動盤16使曲軸1的轉(zhuǎn)矩導(dǎo)入振動減振器14中。攜動盤16通過間隔栓23、24與反壓盤60鉚接，以使得部分轉(zhuǎn)矩傳遞到反壓盤60上。在徑向外部，在攜動盤16及反壓盤60上粘接或以其它方式固定有摩擦襯或滑動支承，它們構(gòu)成了摩擦/滑動面36、62、63。所述兩個回轉(zhuǎn)質(zhì)量41及51位于攜動盤與反壓盤之間并且既可彼此連接、例如被鉚接，也可以彼此松動地置入。為了達(dá)到盡可能大的慣性矩，回轉(zhuǎn)質(zhì)量41、51徑向上很向外地布置且基本上構(gòu)造成罐狀的?；剞D(zhuǎn)質(zhì)量41及51通過摩擦/滑動面36、62、63定心并支承在這些面上。
圖6中表示壓力彈簧被構(gòu)造成螺旋壓力彈簧并在彈簧帽之間被預(yù)加載。壓力彈簧的預(yù)加載力通過矢量72至77表示。此外在圖6中表示振動減振器14的重心70相對攜動盤16的中心間隔一個間距71地布置。由此產(chǎn)生的離心力由矢量79表示。壓力彈簧的預(yù)加載力72至77及離心力79被利用，以便在摩擦/滑動面36、62、63上施加確定的支承力。
圖7圖解表示了彈簧預(yù)加載力72至77與離心力79的矢量求和。通過根據(jù)本發(fā)明的振動減振裝置14可使內(nèi)燃機(jī)工作中曲軸的振動明顯地減小。
附圖標(biāo)號清單1.曲軸2.曲柄銷4.連桿5.曲柄臂6.軸頸
8.環(huán)形法蘭盤10.設(shè)有內(nèi)螺紋的貫通孔11.貫通孔12.螺釘14.振動減振器16.攜動盤17.帶有中心穿孔的圓盤18.穿孔19.穿孔20.穿孔21.穿孔22.穿孔23.間隔栓24.間隔栓26.圓周方向上的長形的窗孔27.圓周方向上的長形的窗孔28.壓力彈簧29.壓力彈簧32.帽＝>導(dǎo)向33.帽＝>導(dǎo)向36.摩擦/滑動面40.輪緣41.第一回轉(zhuǎn)質(zhì)量42.圓盤43.中心穿孔45.窗孔
46.窗孔47.窗孔48.用于間隔栓23、24的穿孔49.用于間隔栓23、24的穿孔50.輪緣51.第二回轉(zhuǎn)質(zhì)量52.圓盤53.中心穿孔55.橋接片56.窗孔57.窗孔60.反壓盤61.馬蹄形鐵62.滑動/摩擦面63.滑動/摩擦面65.窗孔66.窗孔68.穿孔69.穿孔70.重心71.間距72.壓力彈簧的預(yù)加載力的矢量73.壓力彈簧的預(yù)加載力的矢量74.壓力彈簧的預(yù)加載力的矢量75.壓力彈簧的預(yù)加載力的矢量76.壓力彈簧的預(yù)加載力的矢量
77.壓力彈簧的預(yù)加載力的矢量79.離心力
權(quán)利要求
1.扭轉(zhuǎn)振動減振裝置、尤其是曲柄臂緩沖器，用于安裝在活塞式發(fā)動機(jī)的、特別是內(nèi)燃機(jī)的曲軸(1)上，其特征在于該扭轉(zhuǎn)振動減振裝置(14)包括一個攜動盤(16)，該攜動盤在徑向外部具有一個在圓周方向上尤其是連續(xù)的支承和/或摩擦面(36)，在所述面上可轉(zhuǎn)動地支承一個回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置(41)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置，其特征在于回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置(41)在徑向外部具有一個彎折的邊緣區(qū)域(40)，該邊緣區(qū)域用其內(nèi)圓周面靠置在攜動盤(16)的支承和/或摩擦面(36)上。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置，其特征在于攜動盤(16)與一個反壓盤(60)無相對轉(zhuǎn)動地連接，該反壓盤在軸向方向上與該攜動盤(16)隔開一個間距。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置，其特征在于反壓盤(60)在徑向外部具有在圓周方向上中斷的支承和/或摩擦面(62，63)，在所述面上可有限轉(zhuǎn)動地支承另一個回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置(51)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置，其特征在于所述另一個回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置(51)被設(shè)置在所述第一回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置(41)與反壓盤(60)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置，其特征在于所述兩個回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置(41，51)基本上各具有一個帶有中心孔(43，53)的圓盤(42，52)的構(gòu)型。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中一項(xiàng)的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置，其特征在于攜動盤(16)、反壓盤(60)及回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置(41，51)各具有多個窗孔。
8.用于活塞式發(fā)動機(jī)、尤其是內(nèi)燃機(jī)的曲軸，具有多個曲柄臂，其特征在于在曲軸(1)的一個曲柄臂上固定了一個根據(jù)以上權(quán)利要求中一項(xiàng)的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置(14)。
9.活塞式發(fā)動機(jī)、尤其是內(nèi)燃機(jī)，具有根據(jù)權(quán)利要求8的曲軸(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及扭轉(zhuǎn)振動減振裝置、尤其是曲柄臂緩沖器，用于安裝在活塞式發(fā)動機(jī)的、特別是內(nèi)燃機(jī)的曲軸上。為了提供一種可低成本制造的扭轉(zhuǎn)振動減振裝置，扭轉(zhuǎn)振動減振裝置包括一個攜動盤，該攜動盤在徑向外部具有一個在圓周方向上尤其是連續(xù)的支承和/或摩擦面，在所述面上可轉(zhuǎn)動地支承一個回轉(zhuǎn)質(zhì)量裝置。
文檔編號F16F15/22GK1734121SQ20051009162
公開日2006年2月15日 申請日期2005年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月11日
發(fā)明者斯特芬·萊曼, 克里斯蒂安·費(fèi)希勒 申請人:盧克摩擦片和離合器兩合公司