具有減震元件的雙質(zhì)量飛輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于汽車的傳動系的、具有減震元件(8)的雙質(zhì)量飛輪(1)，其具有：-可圍繞旋轉(zhuǎn)軸(11)轉(zhuǎn)動的初級質(zhì)量飛輪(2)，-可相對初級質(zhì)量飛輪(2)旋轉(zhuǎn)的次級質(zhì)量飛輪(3)，-至少一個具有螺旋匝圈(6)和兩個端部(7)的螺旋彈簧(4)，其中，螺旋彈簧(4)這樣設(shè)置，使得其在初級質(zhì)量飛輪(2)相對次級質(zhì)量飛輪(3)旋轉(zhuǎn)時負載，其中，減震元件(8)由柔性材料構(gòu)成，并且在未負載狀態(tài)中僅沿螺旋彈簧(4)的延伸方向(a)在至少兩個螺旋匝圈(6)之間延伸。
【專利說明】具有減震元件的雙質(zhì)量飛輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于汽車的傳動系的、具有減震元件的雙質(zhì)量飛輪。
【背景技術(shù)】
[0002]由EP0216476A1公開了一種按比例延遲摩擦的離合器輪。在螺旋彈簧中設(shè)置減震彈簧，其在螺旋彈簧被壓縮時通過摩擦減緩沖擊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種雙質(zhì)量飛輪，其使得螺旋彈簧較小地加固并且在運行中產(chǎn)生較少的滑動摩擦。
[0004]所述技術(shù)問題通過一種用于汽車的傳動系的、具有減震元件的雙質(zhì)量飛輪解決，其具有:
[0005]-可圍繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動設(shè)置的初級質(zhì)量飛輪，
[0006]-可相對初級質(zhì)量飛輪旋轉(zhuǎn)或扭轉(zhuǎn)設(shè)置的次級質(zhì)量飛輪，
[0007]-至少一個具有螺旋匝圈和兩個端部的螺旋彈簧，其中螺旋彈簧這樣設(shè)置，使得其在初級質(zhì)量飛輪相對次級質(zhì)量飛輪旋轉(zhuǎn)時負載，
[0008]其中減震元件由柔性材料構(gòu)成，并且在未負載狀態(tài)中僅沿螺旋彈簧的延伸方向、在至少兩個螺旋匝圈之間延伸。
[0009]雙質(zhì)量飛輪可以在汽車的傳動系中設(shè)置在發(fā)動機和變速器之間。其中，初級質(zhì)量飛輪具有發(fā)動機的輸出，次級質(zhì)量飛輪具有扭矩變換器、離合器或變速器的輸入。雙質(zhì)量飛輪可消除在內(nèi)燃機中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速波動并且緩沖沖擊。
[0010]螺旋彈簧的端部沿周向支承在初級質(zhì)量飛輪或次級質(zhì)量飛輪上。通過減震元件在未負載狀態(tài)中僅設(shè)置在螺旋匝圈之間而不在這些螺旋匝圈內(nèi)部，在減震元件和螺旋彈簧之間僅出現(xiàn)相對較小的滑動摩擦。通過減震元件僅設(shè)置在螺旋匝圈之間，減震元件本身僅不明顯地加固或增強所述螺旋彈簧。
[0011]在一種擴展技術(shù)中，所述減震元件設(shè)置在螺旋彈簧的端部中，其中該端部在汽車的牽引運行中抵靠在次級質(zhì)量飛輪的彈簧座上，在該牽引運行中驅(qū)動力矩和從動力矩反向作用，或者說從動力矩抵制驅(qū)動力矩。
[0012]由于在相對較高的轉(zhuǎn)速中出現(xiàn)的離心力，螺旋彈簧通過其螺旋匝圈支承在初級質(zhì)量飛輪的內(nèi)緣上，并且產(chǎn)生滑動摩擦，該滑動摩擦(從抵靠在初級質(zhì)量飛輪上的末端螺旋匝圈開始計算)由于螺旋匝圈的慣性和扭矩中的高頻的波動通過(多個)單獨的螺旋匝圈疊加。由此產(chǎn)生動態(tài)的剛性，其在螺旋彈簧的延伸方向上是不恒定的，而是朝向次級質(zhì)量飛輪側(cè)的彈簧座增大。由此動態(tài)剛性在最后的最靠近次級質(zhì)量飛輪的彈簧座的螺旋匝圈上是最大的。
[0013]通過將減震元件設(shè)置在該區(qū)域中，這些減震元件在牽引運行中僅相對輕微地負載。在減震時在減震元件中出現(xiàn)的摩擦降低了雙質(zhì)量飛輪的效率以及因而防振的效率。因此合適的是在這樣長的時間內(nèi)避免摩擦，如其對較大扭矩的減震是不需要的。通過僅在端 部區(qū)域中設(shè)置減震元件，這些減震元件僅當(dāng)在初級質(zhì)量飛輪和次級質(zhì)量飛輪之間出現(xiàn)較大 和相對罕見的相對旋轉(zhuǎn)角時發(fā)揮作用。相應(yīng)地在其它的、日常最多出現(xiàn)的運行區(qū)域中(旋 轉(zhuǎn)角保持較小)，在雙質(zhì)量飛輪中產(chǎn)生的摩擦相對較小。因此減震元件改善了傳動系中防震 的效率。通過將減震元件僅沿螺旋彈簧的伸展或延伸方向設(shè)置在螺旋匝圈之間，減震元件 向內(nèi)和向外都有足夠的空間用于在螺旋彈簧被壓縮時進行避讓，而不會受損。
[0014]在另一種技術(shù)方案中，螺旋彈簧在端部的升角相對螺旋彈簧在中部區(qū)域的升角減 小。
[0015]由此提供一種彈簧，其在設(shè)置有減震元件的端部中比在其它區(qū)域中剛性更大。因 此減震元件僅在螺旋彈簧壓縮較大時得以應(yīng)用，也就是在雙質(zhì)量飛輪即將達到其最大旋轉(zhuǎn) 角或最大扭轉(zhuǎn)角之前的短時間內(nèi)使用。
[0016]按照另一種方案，螺旋彈簧在其安裝位置中是彎曲的，其中減震元件僅局部地設(shè) 置到在這樣的區(qū)域前終止，在該區(qū)域中在螺旋彈簧壓縮時相鄰的螺旋匝圈在內(nèi)部半徑處接 觸。
[0017]由此避免了減震元件在相鄰的螺旋匝圈接觸時被壓壞和從螺旋彈簧中擠出。通過 將減震元件僅設(shè)置在沒有減震元件也不會接觸的螺旋匝圈之間，保留了用于減震元件的足 夠的自由空間。
[0018]在此減震元件由熱交聯(lián)的硅酮-橡膠構(gòu)成。
[0019]雙質(zhì)量飛輪由于在耦連中產(chǎn)生的摩擦熱量通常被加熱到250°C。此外由于運行在 雙質(zhì)量飛輪中產(chǎn)生污染微粒。在此已證明的是，熱交聯(lián)的硅酮-橡膠具有很好減震特性并 且能夠承受熱負載和污染。
[0020]按照一種擴展技術(shù)，雙質(zhì)量飛輪具有至少一個另外的、比設(shè)置有減震元件的螺旋 彈簧剛性更大的螺旋彈簧。
[0021]通常在雙質(zhì)量飛輪中使用多個螺旋彈簧并且均勻地分布在圓周上。所述螺旋彈簧 可以并聯(lián)地連接并因此這樣設(shè)置，剛性更大的螺旋彈簧只是在初級質(zhì)量飛輪和次級質(zhì)量飛 輪之間達到一定的扭轉(zhuǎn)角或旋轉(zhuǎn)角后才負載。在較軟的螺旋彈簧被擠壓到一定的轉(zhuǎn)動角 后，較剛性的彈簧也負載。當(dāng)?shù)诙椈梢脖粔嚎s一段行程后減震元件才較大地負載。在這 種運行時刻作用有相對較高的扭矩，例如在沖擊時。該扭矩在該相應(yīng)的運行時刻是發(fā)動機 輸出的最大扭矩的10至40倍。在這種運行時刻減震元件可阻止在傳動系中的沖擊。
[0022]由此在減震元件中產(chǎn)生的摩擦僅相對罕見的出現(xiàn)。因此在運行中減震元件僅當(dāng)螺 旋彈簧如此強烈地被擠壓時才會負載，即，當(dāng)相鄰的螺旋匝圈沖擊式地接觸而由此導(dǎo)致扭 矩沖擊可能傳遞至傳動系中時。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]以下結(jié)合附圖進一步闡述一些實施例。在附圖中:
[0024]圖1示意示出雙質(zhì)量飛輪的正視圖，
[0025]圖2示意示出處于未擠壓狀態(tài)中的、具有在端側(cè)設(shè)置在螺旋匝圈之間的減震元件 的彈簧的局部剖切的細節(jié)圖，和
[0026]圖3示意示出處于擠壓狀態(tài)中的、具有在端側(cè)設(shè)置在螺旋匝圈之間的減震元件的彈簧的局部剖切的細節(jié)圖。
[0027]在附圖中功能相同的構(gòu)件標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記。
【具體實施方式】
[0028]圖1示出雙質(zhì)量飛輪I的上半部。雙質(zhì)量飛輪I可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn)動地設(shè)置 在未顯示的汽車中。雙質(zhì)量飛輪I具有初級質(zhì)量飛輪2和次級質(zhì)量飛輪3，它們通過連個 相互同軸布設(shè)的螺旋彈簧4和5相互耦連，即位于外部的具有剛性Cl的第一螺旋彈簧4和 位于內(nèi)部的具有剛性c2的第二螺旋彈簧5。螺旋彈簧4和5沿弧形的延伸方向a延伸，因 此它們對應(yīng)圓形的負載方向承受力。兩個螺旋彈簧4和5以已知方式由多個螺旋匝圈6構(gòu) 成。
[0029]對于可能的安裝位置，附圖1中顯示出在牽引運行中作用的力矩。在牽引運行中， 驅(qū)動力矩MAn作用在初級質(zhì)量飛輪2上。從動力矩MAb與其反向作用。雙質(zhì)量飛輪I在未 示出的下半部中同樣具有螺旋彈簧，其支承所述力矩。初級側(cè)的彈簧座15從初級質(zhì)量飛輪 2的內(nèi)緣17徑向向內(nèi)延伸，其局部被次級側(cè)的彈簧座15遮蓋并且因此用虛線表示。次級 側(cè)的彈簧座16從次級質(zhì)量飛輪3的外緣徑向向外延伸。在彈簧座15和16上支承螺旋彈 簧4和5。通過彈簧座15和16軸向錯開地設(shè)置，則在初級質(zhì)量飛輪2相對次級質(zhì)量飛輪3 旋轉(zhuǎn)時彈簧座15或16始終作用在螺旋彈簧4上。由此螺旋彈簧4始終被擠壓。驅(qū)動力矩 MAn在此不是恒定的，在此存在波動。相反從動力矩MAb是相對均勻不變的。在運行中初級 質(zhì)量飛輪2和次級質(zhì)量飛輪3均旋轉(zhuǎn)。這種轉(zhuǎn)動引起徑向向外作用的離心加速度。由于該 離心加速度，外部(第一)彈簧4壓在初級質(zhì)量飛輪2的內(nèi)緣17上。因為驅(qū)動力矩MAn的 波動是相對高頻的，由于螺旋匝圈6的慣性首先是那個在牽引運行中與初級質(zhì)量飛輪2的 彈簧座18最接近的螺旋匝圈6被負載。相反地，在次級質(zhì)量飛輪3的彈簧座19上作用著 均勻不變的從動力矩MAb。因此規(guī)定，在牽引運行中與次級質(zhì)量飛輪3的彈簧座19最接近 的端部區(qū)域7中設(shè)置一個或多個減震元件8。減震元件8在牽引運行中在驅(qū)動扭矩MAn波 動時基本不受負載或不受壓。
[0030]位于外側(cè)的第一螺旋彈簧4的剛性Cl小于位于內(nèi)側(cè)的第二螺旋彈簧5的剛性c2。 在初級質(zhì)量飛輪2和次級質(zhì)量飛輪3之間的旋轉(zhuǎn)角較大時，也就是扭矩MAn和MAb之間的 差較大時，第一螺旋彈簧4承受負載,直到彈簧座15和16貼靠在內(nèi)部第二彈簧5上并使之 也負載。若扭矩的差繼續(xù)增大，則螺旋彈簧4承受負載直到第一螺旋彈簧4的螺旋匝圈6 相互接觸。
[0031]減震元件8可以緩沖通過螺旋匝圈6的相互接觸所產(chǎn)生的沖擊。要不然這種沖 擊會導(dǎo)致在傳動系中的扭矩峰值，其會減少舒適性并且降低耐久性，并且可能使螺旋彈簧4 和5、以及扭矩傳遞裝置(未顯示)和驅(qū)動軸(未顯示)承受強烈負載。
[0032]減震元件8僅沿螺旋彈簧4的延伸方向a在位于外部的螺旋彈簧4的端部區(qū)域7 中的末端螺旋匝圈6之間延伸。減震元件8朝向內(nèi)側(cè)半徑Ri縮成尖狀，因此使得在該區(qū)域 中螺旋匝圈6可相互接觸，而不會將減震元件8從螺旋匝圈6中擠出。為了裝配減震元件8 不需要附加的構(gòu)件。減震元件8由彈性材料構(gòu)成，優(yōu)選是熱交聯(lián)的硅酮-橡膠。通過將減 震元件8插入端部區(qū)域7中的螺旋匝圈6之間就可以順利地將減震元件8裝配在新的和已 經(jīng)存在的雙質(zhì)量飛輪I上。因此這種減震元件8適用于裝備業(yè)已存在的設(shè)計結(jié)構(gòu)的雙質(zhì)量飛輪I。
[0033]在運行中，由于在初級質(zhì)量飛輪2和次級質(zhì)量飛輪3之間交變的扭矩，螺旋彈簧4 和5以上述方式被擠壓。在扭矩差值相對較大時(其通常僅非常短時間地出現(xiàn)并且是沖擊 式的)，第一螺旋彈簧4這樣程度地被擠壓，使得減震元件8也被擠壓，因此在其內(nèi)部由于切 力和壓力出現(xiàn)摩擦。這種摩擦?xí)鹁彌_。
[0034]圖2示出用于設(shè)置在圖1所示的雙質(zhì)量飛輪I中的弧形的螺旋彈簧4，該螺旋彈 簧4在其端部區(qū)域7中具有設(shè)置在相鄰的螺旋匝圈6之間的減震元件8。在圖2的上半部 中，螺旋彈簧4和減震元件8被剖切顯示。在圖2的下半部中螺旋彈簧4和減震元件8未 被剖切地顯示。其中，減震元件8的剖切區(qū)域由45°的交叉陰影表示，外表面由0°的交叉 陰影表示，以便將減震元件8在視圖中與螺旋彈簧4和自由面區(qū)分開。螺旋彈簧的升角dE 在端部區(qū)域7中相對在中部區(qū)域12中的螺旋彈簧4的升角dS有所減小。減震元件這樣構(gòu) 造，使得位于螺旋匝圈6之間的減震元件8在兩側(cè)與倒圓10接觸以支承螺旋匝圈6。減震 元件8具有內(nèi)凹結(jié)構(gòu)9?？梢钥闯?，減震元件8朝向內(nèi)部半徑Ri在末端區(qū)域14中終結(jié)，因 此螺旋匝圈6可以在內(nèi)部半徑Ri處在區(qū)域13中接觸，而不會損壞減震元件8。在切面圖 (上半部分)中還可以看出，減震元件8設(shè)計為凹陷地向內(nèi)彎曲。這種設(shè)計可以實現(xiàn)減震元 件8更大的變形。
[0035]圖3示意示出處于擠壓狀態(tài)中的螺旋彈簧4，其中螺旋匝圈6在內(nèi)部半徑Ri處相 互接觸并且減震元件8也被壓縮。減震元件8在這種狀態(tài)中是被壓得鼓起。
[0036]盡管上述概述中公開了一些本發(fā)明的實施形式，應(yīng)該理解的是，通過所有所述的 和此外所有專業(yè)人員可想而知的技術(shù)特征和實施形式的組合，仍存在著大量的實施形式的 變型。還應(yīng)理解的是，所述示范性的實施形式僅是舉例，而不應(yīng)認為是對按照本發(fā)明的保護 范圍、應(yīng)用性和設(shè)備構(gòu)造以任何形式的限定。更確切的說，前面的描述是為專業(yè)人員提供用 于實施至少一個示范性的實施形式的適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)說明。其中應(yīng)被理解的是，在示范性的實 施形式中描述的元件能夠施行大量的變化，只要不背離權(quán)利要求書所確定的字面保護范圍 及等同保護范圍。
[0037]附圖標(biāo)記清單
[0038]I雙質(zhì)量飛輪
[0039]2初級質(zhì)量飛輪
[0040]3次級質(zhì)量飛輪
[0041]4第一螺旋彈簧
[0042]5第二螺旋彈簧
[0043]6螺旋匝圈
[0044]7端部區(qū)域
[0045]8減震元件
[0046]9減震元件的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)
[0047]10 倒圓
[0048]11旋轉(zhuǎn)軸
[0049]12中部區(qū)域
[0050]13 區(qū)域[0051]14末端區(qū)域
[0052]15初級側(cè)的彈簧座
[0053]16次級側(cè)的彈簧座
[0054]17內(nèi)緣
[0055]18在牽引運行中的初級質(zhì)量飛輪的彈簧座
[0056]19在牽引運行中的次級質(zhì)量飛輪的彈簧座
[0057]a延伸方向
[0058]Cl第一螺旋彈簧的剛性
[0059]c2第二螺旋彈簧的剛性
[0060]dS中部區(qū)域中的螺旋升角
[0061]dE端部區(qū)域中的螺旋升角
[0062]MAn驅(qū)動力矩
[0063]MAb從動力矩
[0064]r 內(nèi)徑
[0065]Ra外部半徑
`[0066]Ri內(nèi)部半徑
【權(quán)利要求】
1.一種用于汽車的傳動系的、具有減震元件(8)的雙質(zhì)量飛輪(1)，其具有: -可圍繞旋轉(zhuǎn)軸(11)轉(zhuǎn)動的初級質(zhì)量飛輪(2), -可相對初級質(zhì)量飛輪(2)旋轉(zhuǎn)的次級質(zhì)量飛輪(3), -至少一個具有螺旋匝圈(6)和兩個端部(7)的螺旋彈簧(4)，其中，螺旋彈簧(4)這樣設(shè)置，使得其在初級質(zhì)量飛輪(2)相對次級質(zhì)量飛輪(3)旋轉(zhuǎn)時負載， 其中，減震元件(8)由柔性材料構(gòu)成，并且在未負載狀態(tài)中僅沿螺旋彈簧(4)的延伸方向(a)在至少兩個螺旋匝圈(6)之間延伸。
2.按照權(quán)利要求1所述的雙質(zhì)量飛輪(1)，其中，所述減震元件(8)設(shè)置在螺旋彈簧(4)的端部(7)中，其中該端部(7)在汽車的牽引運行中抵靠在次級質(zhì)量飛輪(3)的彈簧座(19)上,在該牽引運行中驅(qū)動力矩(MAn)和從動力矩(MAb)反向作用。
3.按照權(quán)利要求2所述的雙質(zhì)量飛輪(1)，其中，螺旋彈簧(4)在端部的升角(dE)相對螺旋彈簧(4)在中部區(qū)域的升角(dS)減小。
4.按照前述權(quán)利要求之一所述的雙質(zhì)量飛輪(I)，其中，螺旋彈簧(4)在其安裝位置中是彎曲的，其中，減震元件(8)僅局部地設(shè)置到在這樣的區(qū)域(13)前終止，在該區(qū)域中在螺旋彈簧(4)壓縮時相鄰的螺旋匝圈在內(nèi)部半徑(Ri)處接觸。
5.按照前述權(quán)利要求之一所述的雙質(zhì)量飛輪(1)，其中，減震元件(8)由熱交聯(lián)的硅酮-橡膠構(gòu)成。
6.按照前述權(quán)利要求之一所述的雙質(zhì)量飛輪(I)，其中，雙質(zhì)量飛輪(I)具有至少一個另外的、具有比設(shè)置有減震元件(8)的所述螺旋彈簧(4)的剛性(Cl)更大的剛性(c2)的螺旋彈簧(5)。
【文檔編號】F16F15/30GK103573912SQ201310331446
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】D.斯蒂威 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司