带有支承装置的扭振减振器和用于制造支承装置的方法

摘要

本发明涉及一种粘性扭振减振器，其具有下列特征：环形的减振器壳体(1)，该减振器壳体限定出减振室(2)；设置在减振室(2)内的惯性环(3)；将惯性环(3)支承在减振器壳体内的支承装置，该支承装置具有至少一个或多个支承元件(5，6；5′，6′)，其中的至少一个支承元件(5，6；5′，6′)构造为在装配状态中非周缘封闭的环；在惯性环(3)与减振器壳体(1)之间的填充有粘性流体的剪切间隙(4)，其中，所述至少一个构造为非周缘封闭的环的支承元件(5，6；5′，6′)由带材定长剪切而成。为了制造支承元件而提供带材，在该带材上构造有一个或多个轴向支承段(7)和一个或多个径向支承段(8)以及优选一个或多个接筋。然后，由所提供的带材定长剪切支承元件(5，6；5′，6′)以及将定长剪切的支承元件(5，6；5′，6′)在支承座处置入开放的减振器壳体(1)中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的扭振减振器和一种用于制造扭振减振器的支承装置所用的支承元件的方法。

背景技术

这种类型的扭振减振器用于在机器轴体(常常是发动机曲轴)上对扭转振动进行阻尼衰减。在机器轴体上，扭振减振器的减振器壳体抗扭刚性地与机器轴体(常常是发动机曲轴)连接，应该对该机器轴体的扭转振动进行阻尼衰减。减振器壳体和惯性环(Schwungring)无打滑地跟随机器轴体的平均转速运动。而它们的扭转振动(该扭转振动叠加于均匀的旋转)首先只是传递到减振器壳体上。若不是粘性流体例如硅油(该流体填满狭窄的剪切间隙)将惯性环耦联于减振器壳体，则惯性环也会同样转动。这个耦联是有弹性的和产生阻尼的。因此，在减振器壳体与惯性环之间随着激起的轴体振动的节奏出现例如达±1角度的相对旋转角。惯性环于是就在减振器壳体室内能够相对减振器壳体略微旋转，因此该惯性环通常需要至少一个支承装置以实现其支承，所述支承装置具有一个或多个支承元件。

在设计扭振减振器的支承装置时，一个重要的要求是：将位于减振室内的惯性环与支承装置可自由活动地支承并且杜绝与减振室或者与构成减振室的减振器壳体发生碰撞。这一点通过规定惯性环、支承装置和减振室的适当的额定值及公差得以实现。在发动机或者内燃机上用于扭振减振器的结构空间通常是有限制的。同时，由于发动机或者内燃机的进一步发展，对扭振减振器功能的要求也在提高。

作为支承装置，特别是松动置入的支承元件业已证明可行，所述支承元件构成了在惯性环与减振室之间的一个滑动支座。因此已知的是，将一个在其周缘的某一位置处开缝的径向环与两个轴向环相组合(EP 0 423 243)或者作为支承装置设置大量轴向的小导板作为支承元件(GB 1 307 607)。

由DE 195 19 261 A1已知一种扭振减振器，其带有一个用于在减振器壳体内对惯性环进行导向的支承装置，其中，作为支承装置设置有至少一个横截面呈L形的支承元件，所述支承元件这样地置入减振器壳体中，使L形支承元件的一个径向支承段将惯性环相对减振器壳体沿着径向方向支承和导向，并使该L形支承元件的一个轴向支承段保证轴向的支承和导向。在惯性环与减振器壳体之间存在着剪切间隙，所述剪切间隙填充有粘性流体。根据这一文献的变型方案，规定：所述L形支承元件中的两个支承元件设置在惯性环的内侧或者外侧周向间隙中，或者所述L形支承元件中的一个支承元件与一个轴向带相组合。L形支承元件可以设计为周缘封闭的角形环或者构造成在其周缘的一个位置上开缝的。

由同类型文献DE 101 26 477 C1已知，L形支承元件在周缘的一个位置上具有一个对接缝，该对接缝通过至少一个或多个材料接筋跨接，从而构成一个周缘封闭的环。优选所述材料接筋按照标定断裂点的方式构成，使得它们在衬套受热长度增加时发生断裂或者弹-塑性变形。根据DE 101 26 477 C1的另一变型方案，所述对接缝通过一个或两个构造为断裂接筋的材料接筋跨接，该材料接筋与径向支承部分对齐和/或与轴向支承部分对齐。同样已知的是，所述对接缝通过一个构造为折回接筋的材料接筋跨接，并且该材料接筋是一种膜片接筋。根据DE 101 26 477 C1的说明，在装配之前还是周缘封闭的环比起非周缘封闭的环，可以更加容易存放，因为它们不会相互钩连。此外，标定断裂点能够实现在支承座直径略微不同的情况下使用这种环。然而问题在于：针对并非仅仅略微不同的支承座直径，还是必须要制造不同的支承环。

发明内容

本发明的目的是消除上述问题。

本发明通过权利要求1和18的方案实现该目的。由从属权利要求可得知一些有益的设计。

根据权利要求1，提出了一种粘性扭振减振器，其具有下列特征：环形的减振器壳体，该减振器壳体限定出减振室；设置在减振室内的惯性环；将惯性环支承在减振器壳体内的支承装置，该支承装置具有至少一个或多个支承元件，其中的至少一个支承元件构造为在装配状态中非周缘封闭的环；在惯性环与减振器壳体之间的填充有粘性流体的剪切间隙，其中，在所述至少一个构造为非周缘封闭的环的支承元件上沿周缘分布设置有一个或多个轴向支承段和一个或多个径向支承段，并且构造为非周缘封闭的环的该支承元件由带材定长剪切而成。

这个构成所述支承元件的定长剪切零件的长度与减振器壳体的支承座的周长相符，使得支承元件一方面可以良好地装配在该支承座上以及另一方面在支承元件的端部之间不形成过大的间隙，该间隙将会影响支承功能。“非周缘封闭的”意味着：支承元件的端部不是以材料接合方式相互连接的。

此外，本发明还提出一种方法，该方法用于制造这样的粘性扭振减振器的支承装置所用的支承元件，包括下列步骤：

步骤A)：提供带材，在该带材上具有下列特征中的至少一项或者两项：一个或多个轴向支承段和一个或多个径向支承段以及优选一个或多个接筋，特别是径向接筋；所述接筋必要时(亦即如果存在的话)将多个轴向支承段和/或径向支承段相互连接；

步骤B)：由所提供的带材定长剪切支承元件；和

步骤C)：将在步骤C)中定长剪切的支承元件在减振器壳体的支承座处置入所提供的开放的减振器壳体中。此外，在步骤C)中还要将定长剪切的支承元件(如果该支承元件还未具有所需的半径的话)弯曲成非周缘封闭的环的形状。步骤C)也可以包括：将支承元件与惯性环共同安置于支承座处。然而优选在惯性环之前将支承元件安置到减振器壳体中。

权利要求1和18的方案提供了多个优点。

利用带状材料或者说带材，能够实现针对于不同直径的支承座的支承元件。这一点节省了模具(工具)成本，因为不必再针对不同的支承座周长/直径提供不同模具用以制造不同周长的环形支承元件。简单地按照相应周长由所提供的带材中定长剪切出支承元件，其长度与支承座的周长相符。在制造期间的物流同样得以简化。随之而来的是库存成本的节省。此外还缩短了原型机构建时间并避免了装配缺陷。此外，根据本发明，在所述至少一个支承元件上设置有多个轴向支承段和多个径向支承段。这带来了一系列的优点。因为轴向支承段和/或径向支承段不再在支承元件的整个周缘或者几乎整个周缘上延伸，而是仅仅沿周缘分布设置有三个或更多个轴向和/或径向支承段，所以就减少了相应支承元件在剪切间隙中填占的空间，并产生了相应附加的空间，该附加的空间可以填装粘性介质并且在该附加的空间内可以实现惯性环与减振器壳体之间的粘性耦联。这就能够实现将可利用的剪切间隙最大化以及将惯性环与减振器壳体之间的附接最佳化。如下所述的区段被称为轴向支承段和/或称为径向支承段，在这些区段上，可以沿着轴向或者径向方向通过所述区段在运行中连续地实现减振器壳体与惯性环之间的滑动支承。

此外，有益和适宜的是，简单地由唯一一个带材定长剪切出粘性扭振减振器的多个支承元件。但如果支承元件不能全部由同一带材定长剪切，例如由于它们的横截面不同，也可提供不同结构型式的带材。

特别是如果应该实现一种相对惯性环而言位于轴向外侧的支承元件，则定长剪切的带材由于其抗弯刚度之故在装入减振器壳体中时向外紧贴到外侧的减振器壳体上，从而惯性环在制造扭振减振器时在一个步骤中便能以简单方式放置于减振器壳体中。

根据一种有益的变型方案，所述至少一个非周缘封闭的支承元件由带材定长剪切而成，该带材作为平直的带材被提供。然而同样有益的是，所述至少一个支承元件由弯曲的带材定长剪切而成，其中优选带材弯曲所具有的半径大于支承座的半径。例如，该带材可以如连续带材那样在卷筒上提供，卷筒的直径优选比待实现的支承元件的直径大得多。

所述带材可以由塑料构成并且优选利用挤出法经济地制备。

在惯性环之前装配支承元件是有益的。然而也可以考虑(尽管不是那么优选)：将支承元件安置于惯性环上并且然后将这个预装的单元安置到仍开放的减振器壳体中。若该支承元件或者支承元件中的多个要被装配在壳体的内侧角区中，则可以选择这种变型方案。

然后优选的是，为了完成扭振减振器本身的制造，将所提供的开放的减振器壳体在另一步骤中例如用一封盖加以封闭，在此情况下仍然保留用于粘性介质的注入口。然后填入粘性介质并将减振器壳体的注入口封闭。这样还实现了一种完整的方法，用于由所提供的元件，即带有封盖的减振器壳体、带有根据前述方法制造的支承元件的支承装置、惯性环和粘性介质，来装配扭振减振器。

优选的是，轴向支承段中的和/或径向支承段中的至少三个沿周缘分布设置在一个或两个或更多个支承元件上。

为了将附加填满粘性介质的区域构造得大一些，根据一种优选的实施方式，轴向支承段的和/或径向支承段的总计周缘长度小于整个支承元件周长的50％、优选小于40％并且特别优选小于30％。

优选的是，径向支承段和轴向支承段分别沿周缘分布地互相补充成为横截面呈L形的支承段，这些支承段沿周缘分布设置在支承元件上。通过这种L形支承段，使惯性环特别好地得以对中和导向。此外，在该构造设计中装配变得非常简单，因为这样构成的支承元件能够良好地放置在剪切间隙中，然后，在置入支承元件和惯性环之后将减振器壳体(该减振器壳体通常为了装配起初在一侧开放的)封闭起来以及在注入口(该注入口再往后也要予以封闭)处填充粘性流体。

为了实现良好的支承，适宜的是，所述支承元件中的两个支承元件设置在减振室内。尽管理论上也可以设置所述支承元件中的更多个支承元件。然而通常两个支承元件就足以用于惯性环的支承了。因此装配也很简单。

有益的是，减振室具有基本上呈矩形的横截面，包括内侧的和外侧的角区。这些角区然后优选简单地构成用于支承元件的支承座。那么，根据一种变型方案，所述支承元件中的两个支承元件可以设置在减振器壳体与惯性环之间减振室的外侧角区中。该设计形式能够特别容易地实现装配。这一设计是有益的，但并非强制性的。也可以考虑采取其他的横截面，如C形等等。

作为备选方案，所述支承元件中的两个支承元件可以设置在减振器壳体与惯性环之间减振室的内侧角区中。

最后也可考虑，所述支承元件中的一个支承元件设置在外侧角区之一中，而所述支承元件中的另一支承元件设置在减振器壳体与惯性环之间减振室的内侧角区之一中。在此优选的是，各支承元件设置在减振室内沿对角彼此对置的角区中，因为这样使惯性环得以良好对中。

为了保证良好的支承，优选所述支承装置的支承元件无预应力地设置在减振器壳体与惯性环之间。因为这样确保实现良好的支承，所以这是特别优选的。优选将塑料用作所述支承装置的支承元件的材料。所述粘性流体优选是硅油。然而在个别情况下也可以带有预应力地装配支承元件。

在本发明的范围内还可实现支承装置的这样一种实施方式，其中，所述支承元件中的至少一个支承元件仅仅具有径向支承段和仅仅将这些径向支承段相连接的、带材厚度较小的径向接筋。然后将这些支承元件优选地(但非强制性地)与径向支承段和轴向支承段分别沿周缘分布地互相补充成为横截面呈L形支承段的支承元件相组合。于是，支承元件中的一个支承元件优选沿着径向和轴向方向引导所述环，而另一支承元件只沿着所述径向和轴向方向之一引导所述惯性环。

由其他从属权利要求可获知本发明的一些有益设计。

附图说明

下文将参照附图借助实施例进一步详细地说明本发明。附图示出：

图1为第一个环形粘性扭振减振器的半环的剖视图；

图2在a)中为构造成非周缘封闭的环的支承元件的透视图，以及在b)中为图2a中支承元件的细节视图；

图3为第二个环形粘性扭振减振器的半环的剖视图；

图4在a)中为另一构造成非周缘封闭的环的支承元件的透视图，以及在b)中为图4a中支承元件的细节视图；

图5为第三个环形粘性扭振减振器的半环的剖视图；和

图6为流程图，该流程图示出本发明制造方法的过程。

具体实施方式

图1示出了一个带有环形减振器壳体1的粘性扭振减振器，该减振器壳体限定出一个减振室2并具有一个封盖1′，该封盖封闭所述减振器壳体。

减振器壳体1能够可旋转地连接于在此未示出的机器轴体M(特别是发动机曲轴)，应该对该机器轴体的扭转振动进行阻尼衰减。

周缘封闭的惯性环3装入到减振室2中。在此，该惯性环3在优选的(但并非强制性的)构造设计中具有基本上呈矩形的横截面。惯性环3通过支承装置支承在减振器壳体1内。所述支承装置优选松动地(亦即无预应力地)设置在惯性环3与减振器壳体1内壁之间。在减振器壳体1内壁与惯性环3之间，在减振室2中构造有一剪切间隙4，该剪切间隙填充有粘性阻尼介质，特别是粘性流体。

所述支承装置具有支承元件5、6，这些支承元件构造为在其周缘的一个位置上非周缘封闭的环。支承元件5、6用于将惯性环3在减振器壳体1内相对该减振器壳体1可旋转地支承。这些支承元件5、6优选由塑料构成并且分别形成了在支承壳体1与惯性环3之间的滑动支座。支承元件5、6优选构造为单件式的(这样使得操作特别简单)或者在其他实施方式中构造为两件式的或多件式的。

图2a示出了支承元件5。图示的是装配的状态，尽管在此并未示出减振器壳体1。另一支承元件6在此构造为与支承元件5相同，因而后续说明也适合于支承元件6。支承元件5、6采取相同构造具有如下优点：只须为生产制造提供一种结构型式的支承元件5。但是，如果惯性环3的横截面不是构造成矩形的，而是例如成台阶式，因此必须在不同直径上实现沿着轴向方向的支承(这里未示出)，则也可以考虑将两个支承元件5、6构造成不同的。

支承元件5除了其周缘的一个位置之外是构造成环形的并且沿周缘分布地具有至少两个或更多个轴向支承段8和/或至少两个或更多个径向支承段7。根据图1，轴向支承段8和径向支承段7沿周缘分布地优选设置在对应的角位置处，使得在图1的横截面中观察沿周缘分布地构成L形支承段，该L形支承段的翼边分别构成了轴向支承段8之一和径向支承段7之一。

在剪切间隙4内，在减振器壳体1与惯性环3之间构造有剪切间隙-轴向区域4c、4d和剪切间隙-径向区域4a、4b。轴向支承段8在所有的设计形式中均位于剪切间隙-轴向区域4c或者4d中，而径向支承段7位于剪切间隙-径向区域4a或者4b中。在扭振减振器技术中以及在本申请中，在附图和说明书中，在半径恒定处未示出的发动机轴的方向(该方向对应于图1中下部点划线的方向)被称为“径向”，在半径可变处与其垂直的方向被称为“轴向”。

分别带有径向支承段7之一和轴向支承段8之一的L形支承段5并不在环形支承元件5的整个周缘上延伸。确切地说，它们仅仅局部地设置。这些支承段总计沿着周向方向优选在小于支承元件5的整个周长的50％上、优选小于40％上、特别是小于30％上延伸。

相邻的径向支承段7通过径向接筋9沿着周向方向相互连接。

根据图2a，支承元件5不是构造/制造成周缘封闭的，而是在其周缘的一个位置上开放的。在这个位置，在装配的状态中构成一个间隙11。该间隙在装配的状态中可以非常小并且接近于零。如果带材很薄，那么理论上甚至有可能使端部搭接(未示出)。作为非周缘封闭的环的构造设计能够以简单方式实现公差补偿。支承元件5并不是象EP 0 423 243 B1所提出的支承元件那样直接就加工成一个非周缘封闭的环。原因在于，这还会要求针对不同的半径分别提供用于支承元件的各自的制造模具。

按照本发明的制造支承元件5的优选方式避免了这一情况。优选实施下列步骤(为此也参见图6)：

步骤A)：

在该步骤A)中提供带材，该带材具有下列特征中的至少一个或两个：

-轴向支承段8之一或者多个轴向支承段8，和/或

-一个径向支承段7或者多个径向支承段7。

此外在带材上优选构造一个或多个

-轴向接筋；和/或

-径向接筋9，

所述接筋必要时将多个轴向支承段8和/或径向支承段7相互连接。

在步骤a)中提供的带材可以是平直的或者略微弧形弯曲的。在最后提到的情况中，带材可以如“连续带材”那样卷绕在卷筒上，这就再次简化了操作。在此，所提供的带材的弯曲半径大于支承座的半径。

步骤B)：

在该步骤b)中，根据减振器壳体1内支承座的相应周长从所提供的带材定长剪切出支承元件5。根据图1，减振器壳体1的角区12、13分别构成了支承座之一。

步骤C)：

将至少一个在步骤b)中定长剪切的支承元件5装入到尚未由封盖1′封闭的减振器壳体1的支承座中。

在此有益的是，在惯性环3前装配一个或多个所述支承元件5、6。

然后，为了完成扭振减振器的制造，利用封盖1′将所提供的减振器壳体1封闭起来，此时仍然保留用于粘性介质的注入口(未示出)。然后注入粘性介质并将减振器壳体1的注入口封闭。

特别是如果应该实现相对惯性环3而言位于轴向外侧的支承元件5、6，定长剪切的带材由于其抗弯刚度之故在装入减振器壳体1中时向外紧贴在外侧的减振器壳体1上，从而惯性环3在步骤d)中能够以简单方式放置在减振器壳体1中。

可以考虑由唯一一个带材定长剪切出粘性扭振减振器的多个支承元件5、6。但如果支承元件5、6不能全部由同一带材定长剪切，也可以提供不同结构型式的带材。

利用带状材料或者说带材，能够实现针对于不同直径的支承座(优选为减振器壳体12、13的和/或惯性环3的角区)的支承元件。这就节省了模具成本和库存成本。在制造期间的物流同样得以简化。此外还缩短了原型机构建时间并避免了装配缺陷。

因为支承段8、9不再几乎在支承元件或者说支承环的整个周缘上延伸，而仅仅是成角度分布地按区段设置，所以产生了可以附加填满粘性介质的区域，从而，与同类的现有技术相比，能够形成附加的区域，在这些区域中可以实现惯性环3与减振器壳体1之间的粘性耦联。这一点能够实现将剪切间隙最大化并将惯性环3与减振器壳体1之间的耦联最佳化。为使附加填满粘性介质的区域构造得大一些，轴向支承段8的和/或径向支承段7的总计周缘长度应该优选小于支承元件的和/或惯性环3的周长的所述的50％，优选小于40％以上，特别是小于30％。

优选的是，轴向支承段8的和/或径向支承段7的带材厚度X1和/或Y1大于在将支承段相连的轴向和径向接筋9区域内的带材厚度X2和/或Y2。此外优选的是，与在支承段自身之内相比，轴向支承段8的轴向宽度和/或径向支承段7的径向宽度更大。这还相应带来了用于粘性流体的附加空间的优点，其用以在惯性环3与减振器壳体1之间实现耦联。

支承元件5、6可以在减振室2内被置入惯性环3与减振器壳体1之间的外侧角区12、13中。为此，惯性环3在对应角区12、13的区域中具有优选至少沿径向延伸或者越过角部在径向和在轴向延伸的凹部14、15，所述凹部的结构深度小于支承元件5、6的带材厚度，这样有利于将剪切间隙4构造得窄小并且将支承元件5、6所占据的空间保持很小以及在剪切间隙4内提供适当尺寸的用于粘性流体的空间。角区12、13(这里为凹部14、15)在此分别构成支承座之一。

图3示出了扭振减振器的一种备选的变型方案，其中，支承元件5′、6′构成为，使得它们装入两个惯性环3与减振器壳体1之间减振室2的径向内侧角区16、17中。这些支承元件5′和6′以及该扭振减振器也按照上述方法制造。角区16、17在此分别构成了用于支承元件5′、6′的支承座之一。

图4示出了一个适合于图3所示结构设计的支承元件6′。图示的是装配的状态，尽管这里并未示出减振器壳体1。图4的支承元件在此状态中已经被装入粘性扭振减振器中，如其在图3中示出的那样。在其他方面，图3中粘性扭振减振器的构造与图1的构造一致。

图5示出另一变型方案，其中一个支承元件5按照图2的方式构成并且被装入减振室2的一个外侧角区11中，而另一支承元件6′则按照图4的方式构成并且被装入减振室2的一个内侧角区17中。在此，支承元件5、6沿对角彼此对置，也就是说，它们装入减振室2的沿对角彼此对置的角区12、17中。角区11和17和/或惯性环3的相应角区在此分别构成了用于支承元件5、6′的支承座。

有益的是，支承元件5、6的轴向支承段8和径向支承段7并非分别通过轴向接筋和径向接筋9相互连接，而是只通过径向接筋9相互连接。这样能够将由所提供的带材定长剪切的支承元件特别好地弯曲成具有所需直径的环形。因而，根据图2和图4均规定：只有径向支承段7通过径向接筋9相互连接。

最后也可以考虑(未示出)，轴向支承段8和径向支承段7不是设置在周缘的相同位置处，而是沿周缘彼此错开。在此情况中，例如各轴向支承段8以40°间隔构造在图2的支承元件5上，并且径向支承段7分别与其错开角度20°。在此，轴向支承段和径向支承段7、8则再次具有比将它们相连的径向接筋9更大的带材厚度。

根据图1、2和3，减振器壳体1分别具有至少一个用于装配在(未示出的)机器轴体上的区段。在此，这个区段分别是沿径向向内延伸的法兰18。

附图标记列表

1减振器壳体

1′ 封盖

2减振室

3惯性环

4剪切间隙

4a，b 剪切间隙-径向区域

4c，4d剪切间隙-轴向区域

5，5′ 支承元件

6，6′ 支承元件

7径向支承段

8轴向支承段

9径向接筋

11 间隙

12 角区

13 角区

14 凹部

15 凹部

16 角区

17 角区

18 法兰

X1，Y1带材厚度

X2，Y2带材厚度