本发明涉及一种用于车辆传动系的扭转减振设备，其包括可被驱动围绕旋转轴线转动的输入区域和输出区域，其中，在所述输入区域和输出区域之间设有第一扭矩传递路径和与其平行的第二扭矩传递路径以及用于叠加经由扭矩传递路径传送的扭矩的耦合装置，其中，在第一扭矩传递路径中设有用于产生经由第一扭矩传递路径传送的转动不均匀性相对于经由第二扭矩传递路径传送的转动不均匀性的相位移动的移相装置。
背景技术：
由德国专利申请de102011007118a1已知一种扭转减振设备，该扭转减振设备将例如通过内燃机的曲轴导入到输入区域中的扭矩分配成经由第一扭矩传递路径传递的扭矩份额和通过第二扭矩传递路径传送的扭矩份额。在该扭矩分配过程中，不仅分配静态的扭矩，而且在有待传递的扭矩中包含的、例如通过在内燃机中周期性进行的点火产生的振动或者说转动不均匀性，也会按份额地分配给两条扭矩传递路径。耦合装置在这里重新汇聚两条扭矩传递路径，并且将经过汇聚的总扭矩引导到例如摩擦离合器或者诸如此类的输出区域。
在所述扭矩传递路径的其中至少一条中设有移相装置，所述移相装置根据减振器的类型构造有初级元件和通过弹簧装置的可压缩性可关于初级元件转动的次级元件。尤其当该振动系统过渡到过临界状态中、也即由处于振动系统的共振频率之上的振动激励时，产生多达180°的相位移动。这意味着，在相位移动最大时，由振动系统发出的振动份额关于由振动系统接收的振动份额存在180°的相位移动。因为经由另一扭矩传递路径传送的振动份额不会或者必要时才获取相位移动，所以包含在经过汇聚的扭矩中并且关于彼此相位移动的振动份额彼此抵消性地叠加，从而在理想情况下被引导到输出区域中的总扭矩是基本上不包含振动份额的、静态的扭矩。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种扭转减振设备，该扭转减振设备以简单的构造具有改进的减振性能。根据本发明，该目的通过一种用于车辆传动系的扭转减振设备来实现，所述扭转减振设备包括：能被驱动围绕旋转轴线(a)转动的输入区域和输出区域，其中，在所述输入区域和所述输出区域之间彼此平行地设有第一扭矩传递路径和第二扭矩传递路径，所述第一扭矩传递路径用于传递有待在所述输入区域和所述输出区域之间传递的总扭矩的第一扭矩份额并且所述第二扭矩传递路径用于传递有待在所述输入区域和所述输出区域之间传递的总扭矩的第二扭矩份额；至少在所述第一扭矩传递路径中的移相装置，所述移相装置用于产生通过所述第一扭矩传递路径传送的转动不均匀性相对于通过所述第二扭矩传递路径传送的转动不均匀性的相位移动，其中，所述移相装置包括具有初级元件和次级元件的振动系统，所述次级元件可克服阻尼元件装置的复位作用相对于所述初级元件围绕所述旋转轴线(a)转动；以及用于汇聚经由所述第一扭矩传递路径传递的第一扭矩份额和经由所述第二扭矩传递路径传递的第二扭矩份额并且用于将经汇聚的扭矩转送到输出区域的耦合装置，其中，所述耦合装置包括与所述第一扭矩传递路径连接的第一输入元件、与所述第二扭矩传递路径连接的第二输入元件以及与所述输出区域连接的输出元件，其中，所述耦合装置实施为磁性耦合传动机构。在此，也可以被称作磁性传动机构的磁性耦合传动机构的工作原理相对于已知的行星齿轮传动机构的功能是可对比的。所述磁性耦合传动机构包括外转子，所述外转子在其内侧面上安装有交替地具有磁性的北极和南极的永久磁体。内转子沿径向布置在所述外转子内部，所述内转子同样安装有具有交替的极的永久磁体。
调制器环沿径向位于两个转子或者磁体组件之间，所述调制器环交替地具有铁磁性的区段和非磁性的区段。
在实际的实施过程中，首先出于强度的原因有利的是，所述调制器环的铁磁性的元件嵌入在闭合的支撑结构中。永久磁体在转子上的固定也是已知的，于是这里就不再做进一步说明。
通过所述外转子和内转子上的磁体组件，相应地产生磁场。在此需将两个组件中磁体的数量调整为，在没有调制器环的情况下磁场不会彼此影响。但是通过所述调制器环的铁磁性区段的数量和布置方式，将磁场调制成，在内转子和外转子之间发生磁性的耦合。
用于确定在内转子和外转子上的磁体对的必要数量的数学-物理关系以及调制器环的铁磁性的元件由现有技术已知，在这里就不再详细阐述。但对此需要指出的是，通过相应地设计，可以实现在三个传动机构元件之间的大带宽的传动比，并且该大带宽的传动比仅通过磁体对和调制器区段的数量的比例来确定；以及对于两个转子的每种数量的极对来说都可以实现两种不同数量的调制器区段，利用该两种不同数量的调制器区段，参照另外的转子分别实现调制器环的另一种转动方向。
这种传动机构在其基本功能上与行星齿轮传动机构类似地起作用。因此也可以作为用于带有两条扭矩传递路径的扭转减振设备的耦合装置来使用。
在将磁性传动机构用作也被称为磁性耦合传动机构的耦合装置时可以是特别有利的，因为该传动机构可以免润滑介质地运行，传动机构部件并不接触，因此无磨损地并且除了轴承噪音之外无噪音地工作，并且所述磁性传动机构可靠地防止过载，因为其在超过最大转矩时仅仅会打滑，而不会受到损害。
此外，在磁性传动机构中可以非常灵活地设置各个转子之间的传动比。在此，所述传动比与传动机构部件的半径无关。也可以参照转子自由地设置调制器环的转动方向，从而在具有两条扭矩传递路径的传动系中可以有更多数量的接通变型方案。
另一种有利的实施方式规定，所述磁性耦合传动机构包括外转子、相对于所述外转子同心地布置的内转子以及沿径向同心地布置在外转子和内转子之间的调制器环，其中，所述外转子、内转子和调制器环至少部分地沿轴向彼此重叠地布置。为了在所述外转子、所述内转子和所述调制器环之间有利地使用磁性力，有利的是，它们沿轴向方向完全重合。在此，所述外转子和内转子均不与调制器环接触。更确切地说，在它们之间存在很小的气隙。
在另一种设计方案中，所述外转子由多个永久磁体构成，所述永久磁体沿周向以交替的顺序具有磁性的北极和磁性的南极，或者所述外转子在其径向内部的侧面上设有多个永久磁体，所述永久磁体沿周向以交替的顺序具有磁性的北极和磁性的南极。对于容纳永久磁体来说，以有利的方式设有形式为支承环的支承元件，所述永久磁体粘贴或者以可类比的方式固定到所述支承元件上。这对于外转子的强度来说是特别有利的。
另一种实施方式规定，所述内转子由多个永久磁体构成，所述永久磁体沿周向以交替的顺序具有磁性的北极和磁性的南极，或者所述内转子在其径向外部的侧面上设有多个永久磁体，该永久磁体沿周向以交替的顺序具有磁性的北极和磁性的南极。对于容纳永久磁体来说，以有利的方式设有形式为支承环的支承元件，所述永久磁体粘贴或者以可类比的方式固定到所述支承元件上。这对于内转子的强度来说是特别有利的。
在另一种有利的设计方案中，所述调制器环由铁磁性的区段和非磁性的区段构成，这些区段沿周向以交替的顺序布置。
另一种有利的设计方案规定，所述外转子与所述第一输入元件连接，并且所述内转子与所述第二输入元件连接，并且所述调制器环与所述输出元件连接。这是特别有利的，因为在该实施方式中，外转子的高的惯性矩与移相装置的次级元件相关联，这有助于移相器在过临界的区域中的运行，进而积极地影响相位移动。
在另一种实施变型方案中，所述外转子与所述第二输入元件连接，并且所述调制器环与所述第一输入元件连接，并且所述内转子与所述输出元件连接。
另一种有利的变型方案规定，所述外转子与所述第二输入元件连接，并且所述调制器环与所述输出元件连接，并且所述内转子与所述第一输入元件连接。
另一种实施变型方案也可以规定，所述外转子与所述输出元件连接，并且所述调制器环与所述第一输入元件连接，并且所述内转子与所述第二输入元件连接。
可以认为有利的还有，所述外转子与所述输出元件连接，并且所述调制器环与所述第二输入元件连接，并且所述内转子与所述第一输入元件连接。
另一种有利的实施方式规定，所述外转子和所述调制器环和所述内转子可转动地支承在一轴上，该轴与所述旋转轴线(a)同心并且与所述输入区域连接。这种形式的支承是特别有利的，因为磁性传动机构的所有构件都支承在一根共同的轴上。由此围绕所述旋转轴线a延伸的在外转子和调制器环之间的、以及在调制器环和内转子之间的气隙可以保持很小，因为这里不会产生轴心差或者轴偏距。具体地，这意味着，磁性耦合传动机构的所有构件径向支承在例如由曲轴构成的输入侧上。
另一种设计方案规定，所述外转子和所述调制器环和所述内转子可转动地支承在一轴上，该轴与所述旋转轴线(a)同心并且与所述输出区域连接。由此围绕所述旋转轴线a延伸的在外转子和调制器环之间的、以及持在调制器环和内转子之间的气隙同样可以保持很小，因为在这里不会产生轴心差或者轴偏距。具体地，这意味着，磁性耦合传动机构的所有构件径向支承在例如由传动机构输入轴构成的输出侧上。
另一种设计方案规定，所述外转子或者所述调制器环或者所述内转子中的至少一者可转动地支承在与所述旋转轴线(a)同心并且与所述输入区域连接的轴上，并且所述外转子或者所述调制器环或者所述内转子中的至少一者可转动地支承在与所述旋转轴线(a)同心并且与所述输出区域连接的轴上。由此将所述磁性耦合传动机构的径向支承一方面分配到例如为曲轴的输入侧上，并且另一方面分配到例如为传动机构输入轴的输出侧上。当径向支承被分配到两个区域上时，这在径向支承的空间需求方面可以是有利的。
附图说明
接下来参照附图详细描述本发明。其中：
图1示出了扭矩传递路径分为两条扭矩传递路径和具有作为耦合装置的磁性耦合传动机构的扭转减振设备的示意图；
图2示出了磁性耦合传动机构的一种结构上的设计方案；
图3至图7示出了扭转减振设备中的磁性耦合传动机构的不同的连接变型方案；
图8示出了磁性耦合传动机构的支承变型方案。
具体实施方式
接下来参照图1来描述整体上以附图标记10表示的扭转减振设备的第一实施方式，所述扭转减振设备根据功率分支原理或者扭矩分支原理工作。所述扭转减振设备10可以在例如车辆的传动系中布置在动力设备(例如内燃机)与传动系的后续部件(例如摩擦离合器、液力变矩器或者诸如此类的部件)之间。
在图1中示意性示出的扭转减振设备10包括整体上以附图标记50表示的输入区域。该输入区域50例如可以通过螺纹连接与动力设备60的曲轴结合。在输入区域50中，由动力设备接收的扭矩分支为第一扭矩传递路径47和第二扭矩传递路径48。在整体上以附图标记51表示的耦合装置的区域中，通过两条扭矩传递路径47、48传送的扭矩份额ma1和ma2又汇聚成输出扭矩maus并且传送到输出区域55、在这里比如为传动机构65。
在所述第一扭矩传递路径47中集成有整体上以附图标记56表示的振动系统。所述振动系统56作为移相装置44起作用并且包括可例如与动力设备65联接的初级元件1以及传送扭矩的次级元件2。在此所述初级元件1可克服阻尼元件装置4相对于所述次级元件2相对扭转。
由以上描述可知，所述振动系统56按照扭转减振器的类型构造有一个或者多个弹簧组。通过选择所述初级元件1和次级元件2的质量以及也通过选择一个或多个弹簧组的刚度可以将振动系统56的共振频率设定在期望的区域中，以便实现第一扭矩传递路径47中的扭转振动相对于第二扭矩传递路径48的合适的相位移动。所述扭转减振设备10的耦合装置51构造为磁性耦合传动机构61，其类似于已知的行星齿轮传动机构工作。在这里示出的实施方式中，外转子21位于径向外侧，在图2中可更好地看出，所述外转子在径向内部设有永久磁体22、23。内转子31位于径向内部，在图2中更好地看出，所述内转子在径向外部也设有永久磁体32、33。在所述外转子21和内转子31之间布置有调制器环41，在图2中更好地看出，所述调制器环沿圆周方向交替地具有铁磁性的区段42和非磁性的区段43。
在此需示例性地理解在图1中所示的实施方式，尤其是关于不同磁体对的尺寸和数量以及调制器环41中的区段。在实际的实施过程中，出于强度原因，调制器的铁磁性的元件42也优选嵌入在封闭的支撑结构中，而不是如这里所示的那样，不同的区段仅仅沿圆周方向彼此相邻地接合。但是这由现有技术已知。对于永久磁体22、23、32、33在转子上的固定同样适用。
通过磁体组件22、23和32、33相应地产生磁场。调整在两个组件中的磁体的数量，使得在没有调制器环41的情况下磁场不会相互影响。然而通过调制器环41的铁磁性的区段42的数量和布置方式将磁场调制成，在所述内转子31和外转子21之间发生磁性的耦合。用于确定在内转子和外转子上的磁体对的必要数量的数学-物理学关系以及调制器环41的铁磁性的元件42早已由现有技术已知，并且在这里就不再详细阐释。但对此需要指出的是，通过相应地设计，可以实现在三个传动机构部件之间的大带宽的传动比，并且该带宽仅通过磁体对和调制器区段的数量的比例来确定，以及对于两个转子21、31的每种数量的极对来说都能得到两种不同数量的调制器区段42、43，利用两种不同数量的调制器区段，参照另外的转子21、31之一分别实现调制器环41的另一种转动方向。
这种磁性耦合传动机构61以其与行星齿轮传动机构类似的基本功能起作用，所述磁性耦合传动机构目前由针对带有两条扭矩传递路径的扭转减振设备的现有技术已知。因此也可以作为用于带有两条扭矩传递路径的扭转减振设备10的耦合装置51来使用。在此产生不同的优点。一方面，所述磁性耦合传动机构61可无润滑剂地运行，因为所述传动机构部件21、31、41并不接触。此外，所述磁性耦合传动机构61无磨损地并且除了由传动机构部件21、31、41的支承部发出的噪声之外几乎无噪声地工作。所述磁性耦合传动机构61也可靠地不会发生过载，因为与步进电机可比较地，在超过最大转矩时仅仅会打滑，而不会受到损害。通过在磁性传动机构、比如这里的磁性耦合传动机构61中可以非常灵活地调整传动比并且传动比与传动机构部件21、31、41的半径无关，以及通过调制器环41的可与传动比无关地调整的转动方向，也能够实现具有两条扭矩传递路径的扭转减振设备10的更多种的连接变型方案。
图2示出了磁性耦合传动机构61的一种结构上的设计方案。该传动机构包括外转子21，所述外转子在其内侧面上安装有永久磁体22、23，所述永久磁体交替地具有磁性北极22和磁性南极23。在径向内部布置有内转子31，所述内转子同样安装有带有交替的极性的永久磁体32、33。
沿径向在两个转子或者说磁体组件之间设有调制器环41，所述调制器环交替地具有铁磁性的区段42和非磁性的区段43。在此其工作原理已经在图1中进行了描述。
在图3至图7中示出了与已经在图1中所示的扭转减振设备10的接通变型方案不同的其他可行方案，这些可行方案使得所述磁性耦合传动机构61的各个部件21、31、41与两条扭矩传递路径47、48以及输出区域55相连接。
即使原则上所有这些接通变型方案都是可能的，由图3和图4所示的接通变型方案也是特别有利的，因为在这里移相装置44的次级元件2被分配有外转子21的高的惯性矩。
接下来描述的发明构思仅仅根据由图3所示的布置方式进行阐述，但是对于其他可能的接通方式来说也是有意义的。
在此，图3示意性地示出了扭转减振设备10，其具有两条扭矩传递路径47、48和作为用于两条扭矩传递路径47、48的耦合装置51的磁性耦合传动机构61，其中，这里与在图1中所示的接通变型方案相反，所述输出区域55与内转子31连接并且所述调制器环41与第二扭矩传递路径48连接。
在图4中与图3所示不同，所述第一扭矩传递路径47与所述调制器环41连接并且所述第二扭矩传递路径48与外转子21连接。
在图5中与图4所示不同，所述第一扭矩传递路径47与内转子31连接并且所述调制器环41与输出区域55连接。
图6示出了一种接通变型方案，在该接通变型方案中，所述外转子21与输出区域55连接、所述第一扭矩传递路径47与调制器环41连接并且所述第二扭矩传递路径与内转子31连接。
在图7中，与图6不同地，仅仅交换了针对内转子31和调制器环的接通方式。
图8示出了所述磁性耦合传动机构61的一种径向支承变型方案。在此，所述外转子21这里径向地支承在配属于输出区域55的轴58上。该轴58例如可以是传动机构输入轴。另外所述内转子31同样支承在轴58上。所述调制器环41和移相装置径向地支承在配属于输入区域50并且例如可以是曲轴的轴57上。
在这里未示出的其他变型方案中，也可以在轴57或轴58上进行整体的径向支承。
这可以是有利的，因为其避免了从传动机构输入轴到曲轴的可能的轴心差，并且改善了构件围绕旋转轴线a的同心的运行。由此可以在所述外转子21和调制器环41之间以及在所述调制器环41和内转子31之间保持很小的气隙，这对于传动机构部件之间的磁力是有利的。
附图标记列表：
1初级元件
2次级元件
4阻尼元件装置
10扭转减振设备
20第一输入元件
21外转子
22永久磁体北极
23永久磁体南极
30第二输入元件
31内转子
32永久磁体北极
33永久磁体南极
40输出元件
41调制器环
42铁磁性的区段
43非磁性的区段
44移相装置
47第一扭矩传递路径
48第二扭矩传递路径
50输入区域
51耦合装置
52锁止离合器
55输出区域
56振动系统
57轴
58轴
60动力设备
61磁性耦合传动机构
65传动机构
a旋转轴线
mges总扭矩
ma1扭矩份额1
ma2扭矩份额2
maus输出扭矩