用于机动车辆的传扭装置的扭转减震器的制作方法

技术领域

本发明涉及一种用于配备在传扭装置中的扭转减震器。本发明更具体地涉及用于机动车辆的传动机构的领域。

背景技术：

在汽车传动机构的领域中，已知在传扭装置中配备扭转减震器，该类扭转减震器允许吸收并减轻由内燃机产生的振动和非周期性(acyclismes)。

扭转减震器具有围绕公共转动轴可转动的输入元件和输出元件、以及用于在输入元件与输出元件之间传递扭矩并减轻转动的非周期性的弹性减震部件。

这种扭转减震器尤其配备在双减震飞轮(DVA)中；在手动或半自动(robotisée)传动的情况下配备在离合器摩擦片中；在自动传动的情况下配备在也被称为“闭锁”离合器的锁紧离合器中，该锁紧离合器配备在液压连接装置中。

专利文献FR 2894006、FR 2913256和FR 2922620说明了分别配备在双减震飞轮、离合器摩擦片和闭锁离合器中的扭转减震器。配备在这些扭转减震器中的弹性减震部件是周向作用式的螺旋弹簧，其端部一方面抵靠与输入元件连接在一起的止挡件，另一方面抵靠与输出元件连接在一起的止挡件。因此，所述元件中的一个相对于另一个的任何转动都引起沿一方向或另一方向压缩减震器的弹簧，并且所述压缩施加回复力，该回复力能够使所述元件朝息止相对角位置返回。螺旋弹簧可以是直簧或是弯簧。

这种减震器的刚度根据构成该减震器的螺旋弹簧的数量、弹簧的固有刚度和弹簧的安装直径确定。这种扭转减震器的刚度的选择是刚度减小时增大的对非周期性滤除的效能与在簧圈没有彼此挡靠的情况下传递最大发动机扭矩的能力之间的折衷的结果，其中在簧圈没有彼此挡靠的情况下传递最大发动机扭矩需要足够的刚度。

为了提高小扭矩情况下的振动滤除性能，已知提供一种扭转减震器，该扭转减震器的随角行程变化的所传递的扭矩的特征曲线具有多个斜率。因此，在小扭矩情况下，减震器的刚度较小，而当接近待传递的最大发动机扭矩时，扭转减震器的刚度较大。在专利文献EP 2157336中尤其对这种扭转减震器进行了说明。但是，刚度变化区域引起有损于对非周期性减缓的质量的突变和冲击。

此外，由于螺旋弹簧周向地布置，因而螺旋弹簧对离心力极为敏感。此外，输入元件和/或输出元件应配备有允许径向保持弹簧、从而避免弹簧弹出的径向保持件。但是，所述径向保持件引入寄生摩擦，这些寄生摩擦在转速过大时通过锁定弹簧而影响减震功能。当然，考虑了通过设计复杂的几何形状、表面处理或注入润滑剂以降低这些寄生摩擦的影响。但是，这些措施使扭转减震器的制造复杂化，因而不能完全令人满意。

最后，由于给予螺旋弹簧的空间有限，因此在扭转减震器的输入端和输出端之间的角行程有限，螺旋弹簧应具有允许传递最大发动机扭矩的足够刚度。

因此，螺旋弹簧式扭转减震器不能完全令人满意。

技术实现要素：

本发明旨在通过提出一种性能提高的扭转减震器来解决上述问题。

为此，根据第一方面，本发明涉及一种用于传扭装置的扭转减震器，该扭转减震器包括：

－围绕转动轴X相对于彼此可转动的第一元件和第二元件；以及

－减震部件，该减震部件用于传递扭矩，并减轻第一元件与第二元件之间的转动的非周期性。

扭转减震器的特点在于，弹性减震部件具有弹性片，该弹性片被安装成与第一元件相固连，并设置有凸轮表面；并且，扭转减震器具有凸轮随动件，该凸轮随动件由第二元件支承，并设置成与所述凸轮表面配合。此外，凸轮表面被设置成使得，对于第一元件与第二元件之间相对于息止角位置的角行程，凸轮随动件对弹性片施加挠应力，弹性片从而产生反作用力，该反作用力能够使所述第一元件和所述第二元件朝所述息止角位置返回。

因此，减震部件相较于现有技术的螺旋弹簧而言对离心力较不敏感，并且当内燃机的转速变大时，减震部件的减震能力不受影响。

此外，这种减震器的结构允许获得较大的行程。

此外，这种减震器可以具有表示根据角行程的所传递的扭矩的变化的特征曲线，该特征曲线示出了没有拐点或没有突变的斜率变化。

最后，由于凸轮表面由弹性片承载，因此，根据本发明的减震器的制造可以被部分标准化。实际上，当减震器的特征应适应所针对的应用的特征、尤其应适应待传递的最大发动机扭矩时，只需调整弹性片的几何形状和特征。

根据其他有利的实施方式，这种扭转减震器可以具有以下特征中的一个或多个：

－凸轮随动件径向地布置在弹性片的外侧。这种布置允许在弹性片受到离心力时径向地保持弹性片。此外，这种布置允许增大弹性片在离心力作用下的刚度。

－凸轮表面形成在弹性片的自由端。

－弹性片具有径向朝向的部分，该径向朝向的部分由弯曲部分延长，在该弯曲部分的自由端形成凸轮表面。这种结构允许同时获得较小的刚度和令人满意的机械强度。

－减震器具有设置有凸轮表面并且被安装成与第一元件相固连的第二弹性片、以及设置成与所述第二弹性片的凸轮表面配合的第二凸轮随动件。这种布置允许增大减震器的扭矩能力。

－第一弹性片和第二弹性片相对于转动轴X对称。因此，减震器得到平衡。

－第一弹性片和第二弹性片由一整体件形成。

－凸轮随动件是可转动地安装在第二元件上的滚轮。

－滚轮通过滚动轴承可转动地安装在第二元件上。

根据第二方面，本发明涉及一种尤其用于机动车辆的传扭元件，该传扭元件具有根据本发明的第一方面的扭转减震器。

在一实施方式中，传扭元件具有串联布置的两个扭转减震器。这种布置允许进一步增大角行程。

在另一实施方式中，传扭元件具有并联布置的两个扭转减震器。因此，传扭元件可以具有较高的扭矩能力。

附图说明

通过下文参照附图对仅作为说明而非限制性给出的本发明的多个具体实施方式的说明，本发明将得到更好的理解，本发明的其他目的、细节、特征和优点将更清楚地得到体现。

附图中：

－图1是根据第一实施方式的扭转减震器的透视图。

－图2示出了图1的扭转减震器的弹性片在输入元件与输出元件之间沿正向方向出现角行程时的挠曲。

－图3示出了弹性片在沿反向方向出现角行程时的挠曲。

－图4是根据第二实施方式的扭转减震器的透视图。

－图5详细地示出了图4的扭转减震器的减震部件。

－图6a、图6b、图6c示出了通过符合本发明的教导的减震部件获得的特征曲线的实例，这些特征曲线表示随角行程变化的所传递的扭矩。

具体实施方式

图1所示的扭转减震器用于与机动车辆的传动链的传动元件成一体。该传动元件例如可以是配备有扭转减震器的发动机飞轮，该发动机飞轮例如是双减震飞轮、液压连接装置的闭锁离合器、或是离合器摩擦片。还应注意到，在离合器摩擦片的情况下，根据本发明的扭转减震器可以形成作为主减震器和/或预减震器。

扭转减震器具有在传动链中分别布置在内燃机侧和变速箱侧的输入元件1和输出元件2。举例来说，当根据本发明的扭转减震器与双减震飞轮成一体时，输入元件1可以由第一惯性飞轮构成或由第一惯性飞轮支承,该第一惯性飞轮用于固定在例如内燃机曲轴的主动轴的端部，而输出元件2由第二惯性飞轮构成或支承，该第二惯性飞轮通常形成用于连接到从动轴的离合器的反作用板，从动轴例如是变速箱的输入轴。

输入元件1和输出元件2围绕公共转动轴X可转动。通过例如滚动轴承3的轴承引导输入元件和输出元件2相对于彼此转动。

输入元件1和输出元件2通过减震部件转动相连。减震部件能够传递从输入元件1向输出元件2(正向)传递的驱动扭矩、以及从输出元件2向输入元件1(反向)传递的阻力扭矩。另一方面，减震部件产生弹性回复扭矩，该扭矩趋向于使输入元件1和输出元件2回到息止相对角位置。

减震部件具有弹性片4，该弹性片被安装成与输入元件1一体转动。弹性片4在自由端具有设置成与凸轮随动件配合的凸轮表面6，该凸轮随动件是安装在输出元件2上的滚轮5。弹性片被设计成能够承受较大应力，应力可以直至1500MPa。弹性片4例如由经过专门热处理的51CV4钢制成，所述热处理例如是淬火、然后回火。

弹性片4固定在输入元件1上，靠近转动轴X。弹性片4具有从其固定于输入元件1用的固定区域朝外基本径向地延伸的部分41。部分41经由弯头通过弯曲部分42延长。弯曲部分42基本周向地延伸。弯曲部分42的曲率半径以及在部分41与弯曲部分42之间延伸的弯头之间的距离根据弹性片4的所希望的刚度决定。弹性片4可以根据选择由单一整体件制成，或由彼此轴向固定在一起的多个薄片组成。

滚轮5围绕转动轴7可转动地安装在输出元件2上。滚轮5保持抵靠凸轮表面6，并且被设置成在输入元件1与输出元件2之间发生相对运动时抵靠所述凸轮表面6滚动。滚轮5径向地布置在凸轮表面6的外侧，以便在弹性片4受到离心力时径向地保持弹性片。为了减小可能影响减震功能的寄生摩擦，滚轮5通过滚动轴承转动安装在输出元件2上。举例来说，滚动轴承可以是滚珠轴承或滚子轴承。在一实施方式中，滚轮5具有抗摩擦涂层。

图1示出了位于息止相对角位置的输入元件1和输出元件2。

凸轮表面6设置成使得，对于在这种息止相对角位置两侧的在输入元件与输出元件之间的角行程，滚轮5在凸轮表面6上移动，并因此对弹性片4施加挠应力。通过反作用，弹性片4对滚轮5施加回复力，该回复力趋向于使输入元件1和输出元件2朝其息止相对角位置返回。

现在参照图2和图3，对扭转减震器的功能进行详细说明。

当驱动发动机扭矩从输入元件1向输出元件2(正向)传递时，待传递扭矩引起输入元件1与输出元件2之间沿第一方向的相对行程(见图2)。因此，滚轮5相对于弹性片4移动角度α。滚轮5在凸轮表面6上的移动引起弹性片4沿箭头Δ的挠曲。为了示出弹性片4的挠曲，弹性片4在其息止角位置以实线表示，在发生角行程时用虚线表示。

挠应力P尤其取决于弹性片的几何形状及其材料、特别是材料的横向弹性模量。挠应力P分解为径向分量Pr和切向分量Pt。切向分量Pt允许传递发动机扭矩。作为反应，弹性片4对滚轮5施加反作用力，该反作用力的切向分量构成回复力，该回复力趋向于使输入元件1和输出元件2朝其息止相对角位置返回。

当阻力扭矩从输出元件2向输入元件1(反向)传递时，待传递扭矩引起输入元件1与输出元件2之间沿相反的第二方向的相对行程(见图3)。因此，滚轮5相对于弹性片4移动角度β。在这种情况下，挠应力的切向分量Pt的方向与图2所示的挠应力的切向分量的方向相反。同样地，弹性片沿与图2所示的方向相反的方向施加反作用力，以便使输入元件1和输出元件2朝其息止相对角位置返回。

由内燃机产生的转矩的振动和扭矩的不规则性通过主动轴传递到输入元件1，还在输入元件1与输出元件2之间产生相对转动。这些振动和不规则性通过弹性片4的挠曲而得以减轻。

图6a、图6b和图6c示出了符合本发明的教导生产的扭转减震器的特征曲线。图6a示出了用于配备在离合器摩擦片中的预减震器的特征曲线，而图6b和图6c示出了用于配备在离合器摩擦片中的主减震器的特征曲线。这些特征曲线表示随角行程变化的所传递的扭矩，其中角行程以度为单位，所传递的扭矩以N.m为单位。输入元件1与输出元件2之间沿正向的相对行程用虚线表示，而沿反向的行程用实线表示。注意到，根据本发明的扭转减震器尤其允许获得斜率逐渐变化而没有突变的减震特征曲线。

有利地，凸轮表面6和弹性片4设置成，使得随角行程变化的所传递的扭矩的特征函数是单调函数。

此外，凸轮表面6和弹性片4设置成使得当滚轮5到达凸轮轨道4的两端时，可传递扭矩大于最大发动机扭矩。

对于一些应用，凸轮表面6和弹性片4可以设置成，使得沿反向和正向的随角行程变化的所传递的扭矩的特征曲线相对于息止角位置对称。

图4和图5示出了本发明的第二实施方式，在该实施方式中，扭转减震器具有两个弹性片4。第一弹性片和第二弹性片4由一个整体件形成并且相对于转动轴X对称。弹性片4中的每一个具有与凸轮随动件5配合的凸轮表面6。这种结构一方面允许获得平衡的扭转减震器，另一方面可以在待传递的发动机扭矩较大时是有利的。

在未示出的一实施方式中，根据本发明的传扭元件配备有串联布置的两个如上所述的减震器。

在未示出的另一实施方式中，传扭元件配备有并联布置的两个如上所述的减震器。

尽管本发明已结合多个具体实施方式予以了说明，但显然本发明不局限于此，并且本发明包括所述部件的所有技术等同及其属于本发明的范围的组合。特别地，显然，即便在上述实施方式中弹性片被安装成与输入元件相固连并且凸轮随动件安装在输出元件上，但是，弹性片也同样可以安装在输出元件上而凸轮随动件安装在输入元件上。