专利名称：带有扭转振动减振器的活塞式发动机及该扭转振动减振器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有扭转振动减振器的活塞式发动机以及一种与活塞式发动机一起使用、或者应用于活塞式发动机中的扭转振动减振器。
这种类型的扭转振动减振器已在例如DEOS19519261中提出。这些扭转振动减振器或扭转振动阻尼器具有一个环形的壳体，该壳体与一个机器轴连接，并在其中相对一个粘性阻尼可转动地安置一个飞轮环。在此，扭转振动减振器被螺栓连接在曲轴的一个端部区域的端面上，并且对安装空间有相对大的需求。但是在现代汽车制造上，特别是在从驾驶方向看来是横向安放的发动机中，在大多数情况下并不具有这么大的空间。
通过DEOS4025848同样公开了一种带有飞轮环的用于活塞式发动机的扭转振动减振器，这些飞轮环通过橡胶弹簧装置与安装在发动机曲轴上的扭转振动减振器的轮毂弹性扭转地连接在一起。在此，轮毂同时承载一个皮带机构，通过该机构可驱动发动机的分支组件和/或凸轮轴。
使用扭转振动减振器的一个目的是为了减低曲轴的扭转固有频率。在很多情况下，该固有频率处于大约300-450HZ的范围。这个频率特别是由于在活塞中所发生的压缩和膨胀而产生的不均匀性而被激发。在扭转共振下的振动会导致曲轴的断裂，因此使用扭转振动阻尼器或扭转振动减振器。
为了达到所希望的减振，必须充分精确地调节减振器频率。正如前述的现有技术所显示的那样，那些公知制造型式的减振器都至少具有一个质量环(Massenring)，该质量环通过一个橡胶道(Gummispur)(作为能量存储器的弹簧元件)或者通过一个由粘胶纤维介质所产生的连接件而与一个轮毂或者一个输入部件能振动地连接起来。这些所应用的实现方法的一个原则性的缺点在于，所使用的粘胶纤维阻尼介质或橡胶物质的弹簧率与温度相关，因为，在该正好具有的减振器频率与正好具有的温度之间有本质上的相关性。再此，应加以注意的是，该减振器都是位于在运转时很热的内燃机很近之处。为了部分地弥补这一缺陷，就要使用更大质量的减振器，以使减振器所工作的频率范围增大。但是，一个大的附加质量或减振器质量导致油耗增加和发动机转动能力减小。
本发明的任务是，提出一种活塞式发动机或一种用于这种活塞式发动机的减振器，该减振器可承受高的热负载，并且在使用时得到最佳减振器工作效果。特别地，应通过对扭转振动减振器的结构安排，来减小热对减振器工作频率范围的作用。此外，通过根据本发明的扭转振动减振器的结构安排，应将扭转振动减振器所必需的空间减小，使得扭转振动减振器可以按照节约空间的方式被安装在活塞式发动机的一个结构部件上。另外，还应通过根据本发明的扭转振动减振器的结构安排和配置，使得扭转振动减振器的制造简单并且成本合理。
本发明的任务可主要通过如下方法来解决，即，将扭转振动减振器安置在发动机的壳体内，并且由曲轴来支承。通过根据本发明的扭转振动减振器的配置，使得相互间可以相对运动的部件自动地由通常存在于发动机壳体中的油来润滑，这样，就可大大地减少相应部件的磨损。
如果在输入部件和减振器的至少一个惯性质量或减振质量之间设置能量存储器、例如特别是螺旋弹簧，是特别适宜的，由此，减振器质量相对于输入部件被弹性地或扭转弹性地悬挂。使用钢弹簧，特别是螺旋弹簧的优点是，就其弹簧特性而言，这种类型的弹簧具有相对小的温度敏感性，由此就可保证减振器频率或者频率范围的精确调节，并且在运行时实际上保持不变。这样也不再需要大的减振器质量，从而就使扭转振动减振器构造得相对小。根据本发明的扭转振动减振器在发动机壳体内温度高达130℃和更高时也可正常地工作。
至少在输入部件和减振器的至少一个减振质量之间有一个摩擦阻尼装置，对于根据本发明的扭转振动减振器的功能也有好处，该摩擦阻尼装置最好与能量存储器并联作用，由此产生了能量存储器的阻尼。
对于一些应用场合，至少一个曲轴曲柄臂支撑一个扭转振动减振器可以是有利的。在此，可将扭转振动减振器如此设计，使得相应的曲轴曲柄壁构造为用于扭转振动减振器的输入部件。也可将减振质量扭转弹性地悬挂或安装在曲轴曲柄臂上。
然而，对于很多应用场合，如果将扭转振动减振器侧向地安置在一个曲轴曲柄臂上也是有益的。在这样一种配置中，可将扭转振动减振器构造成环状的，并与一个轴承轴颈或曲轴轴颈同心安置，这样是具有优点的。此外，可将相应的扭转振动减振器轴向安置在一个曲轴曲柄臂和一个用于支承曲轴的发动机的壁之间。对于很多应用场合，将扭转振动减振器安置在曲轴的一个端部轴颈上，是有利的。有利的是，该端部轴颈可以是在轴向方向上看远离可通过一个离合器与一个传动齿轮箱相连接的曲轴端部的一个端部轴颈。然而，对于一些应用场合，将扭转振动减振器设计成可被安置或/装配在通过一个离合器可与传动齿轮箱相联接的曲轴端部，也是适宜的。
在已装配好了的曲轴中，可将扭转振动减振器安置在另一个曲轴轴颈上或者环绕另一个曲轴轴颈安置，这样也是有益的。如果有多个曲轴轴颈都各自承载一个扭转振动减振器，这也是适宜的。
将扭转振动减振器的输入部件刚性地与曲轴连接，也具有优点。为此，该输入部件可以或者与曲轴曲柄臂或者与曲轴轴颈无转动地连接起来。然而，对于一些应用场合，如果以驱动方式将扭转振动减振器的输入部件通过一个扭矩限制装置，例如特别是滑动离合器与曲轴连接起来，也是适宜的。
如果根据本发明的扭转振动减振器至少具有一个环形的输入部件和至少一个在该环形的输入部件的侧向安放的惯性质量，对于该扭转振动减振器的结构、配置和功能都是有好处的，该惯性质量通过弹簧、最好是通过螺旋弹簧与输入部件扭转弹性地连接起来。在这里，如果至少有一个与该弹簧并联起作用的摩擦阻尼，也是适宜的。该摩擦阻尼可直接通过能量存储器来压紧输入部件和惯性质量而产生。
应装入到活塞式发动机中的扭转振动减振器或应安装在一个活塞式发动机的曲轴上的扭转振动减振器可以以有利的方式具有两个彼此之间在轴向有一定距离且相互间无转动连接的环形的盘体，在这些盘体之间轴向上至少容纳了扭转振动减振器的一个环形输入部件的部分。在盘体和输入部件中可设置有空槽或者凹口，以用来容置在这两个部件之间起作用的能量存储器、如特别是螺旋弹簧。在至少一个盘体和输入部件之间，可以以有利的方式夹紧一个本身是一个摩擦装置的组成部分的能量存储器。对于扭转振动减振器或装备有扭转振动减振器的活塞式发动机的结构和功能，如果扭转振动减振器的输入部件在径向上在弹簧内侧具有一个轴向的、呈轴套形状的轴肩(Ansatz)是特别有利的，该轴肩环绕一个曲轴轴颈，并至少被用来在发动机壳体中在径向上支承曲轴。在曲轴的轴向方向来看，这个呈轴套形状的轴肩是开口的。然而，如果该呈轴套形状的轴肩构成输入部件的盆形部分的一段也是适宜的，在此，该盆形部分可包围住曲轴的相应的端部轴颈。这里，盆形部分的底部可靠置在曲轴轴颈的前端面上。此外，盆形部分的底部可具有至少一个孔，通过这个孔可导入一个固定装置、特别是用于将扭转振动减振器固定在曲轴上的螺钉。
用板成型件来制造至少扭转振动减振器的输入部件，是有益的。同样也可使用板材以有利的方式来制造减振质量或惯性质量。这种部件可用特别简单的方式通过冲压或在一定场合下通过铸造来制造。
安置在扭转振动减振器的输入部件和至少一个惯性质量之间的阻尼器，可具有多个沿圆周方向分布的能量存储器，这样做是有优点的。可如此构造向能量存储器加载的部件，使得至少单个能量存储器逐级地并且彼此之间并行地工作，从而随着在相应的部件之间的转角的增大，转动刚性也增大。此外，该阻尼器可具有一个在输入部件和减振质量之间的全部转角范围内都起作用的摩擦装置。还可在输入部件和减振质量之间安排一个延迟(verschleppte)摩擦装置，该装置在减振质量反向扭转超过一特定的转角时不再起作用。在扭转振动减振器上配备一个所谓的负载摩擦装置也是有利的，该负载摩擦装置，只是在由扭转振动减振器的一个起始点或中性点位置算起减振质量相对于输入部件有一特定转角时，才发生作用，并且，在减振质量和输入部件之间发生扭转反向时，它被通过一个能量存储器至少在部分范围内向起始点方向回调。当然可以将单个摩擦装置组合起来。这样，例如根据本发明的扭转振动减振器既可以具有一个在减振质量和输入部件之间的全部转角范围内起作用的基本摩擦装置，也可以具有一个只是在达到一特定转角之后才起作用的延迟摩擦装置和/或负载摩擦装置。
由下面的附图描述还给出根据本发明的扭转振动减振器以及带有这样的减振器的活塞式发动机的补充优点和特征。
以下借助于附图对本发明做进一步的说明。
图1一个根据本发明所配置和构成的扭转振动减振器的剖面图，该扭转振动减振器被安装在一个活塞式发动机的曲轴上；图2沿图1中Ⅱ-Ⅱ线剖开的剖面图；图3扭转振动减振器的另外一个结构形式，该减振器与图1中的减振器类似地安置；图4和图5根据本发明的扭转振动减振器的另外一种实现方案，这里，图5对应于沿图4中的Ⅴ-Ⅴ线剖开的剖面图；图5a一个扭转振动减振器的另外一种实现方案的细部；图6-10根据本发明的扭转振动减振器的其它的实现方案。
在图1中示出了一个内燃机1的细节，它示出内燃机1的壳体2，在壳体中安置有可转动的曲轴3，由曲轴3可看到曲轴连杆颈4，该连杆颈以公知的方式被用来支承一个连杆，该连杆与一个活塞连接。
图1只是一个活塞内燃机的一个可能结构的基本描述。因而，关于活塞内燃机更精确的结构请参见专业书籍，例如Dubbel的“机械制造手册”第18版80-87页和Bosch公司的“机动车技术手册”第22版382-399页。
在曲轴连杆颈4的两侧各伸展一个曲轴曲柄臂5，在其背离曲轴连杆颈4的一侧各伸展一个轴向的轴颈6,7。轴颈6,7被用来在壳体2中支承曲轴3。曲轴3的旋转轴线8与轴颈6,7的旋转轴线重合。在图中所示的实施例中，轴颈6,7通过一个滑动轴承8,9被支承在壳体2中。如公知的那样，也可代替滑动轴承使用滚动轴承。此外，在图1所示的实施例中，所示出的曲轴在两侧通过轴颈6,7来支承。然而，由上面所述的现有技术可知，在拥有多个活塞的发动机中，与曲柄位置顺序相关，也可在每两个或三个曲柄之后设置一个相应的支承。
活塞式发动机1的壳体2中装有一个减振器10。减振器10具有一个输入部件11，输入部件11在所示的实施例中通过与轴线8同轴的螺钉12刚性地与曲轴3连接。为此，轴颈6具有一个相应的螺纹孔13。然而，减振器输入部件11也可按另外的方式与曲轴3以驱动方式相连接，例如通过一个形状配合来连接。例如，该形状配合可通过一个设置在输入部件11上的型廓与设置在曲轴上的对应型廓啮合(Eingriff)而构成。也可将输入部件11通过销钉或焊接(例如，压焊、接触焊、电阻熔焊、电子流焊、保护气体焊或电弧焊)与曲轴连接。关于可能的焊接方法请参见Dubbel所著的“机械制造手册”第18版G4-G7页。
在所示出的实施例中，输入部件11具有一个环形的外部分14，该环形的外部分承载一个减振质量15，在所示出的实施例中，该减振质量15是由两个轴向有一定距离的、且在其中间容纳该环形部分14的环形部件16,17构成的。由图1可知，与环形部件17相邻的那个曲轴曲柄臂5的轮廓是如此构造的，使得至少对于环形部件17所必要的空间的一部分被提供。两个环形部件16,17和容纳在它们之间的部分14具有空隙16a、17a和14a，在这些空隙中容纳形状为螺旋弹簧18的由金属制成的能量存储器。螺旋弹簧18抵抗在减振质量15和减振器输入部件11之间的相对扭转。在外壳体壁19和曲轴曲柄臂5之间容纳的减振器10至少在径向上通过输入部件11对中于端部轴颈6，并被安置在壳体2中。为此，输入部件11具有一个在轴向上延伸的轴套形状的部分20，该部分在径向内部与环形部分14相连。轴套状部分20环绕轴颈6，并且特别是至少基本上无间隙。以有益的方式将轴颈6压入到轴套状的部分20内。轴套状的部分20是减振器输入部件11的盆形部件21的组成部分。盆形部件21的底部22与轴颈6的前端面23相接触，并在所示的实施例中通过螺栓12与曲轴3紧固连接。
由图1可见，轴向上呈轴套状的部分20直接用于构成轴承8。在所显示的实施例中，减振器10被安装在曲轴3的轴向侧，该侧远离那个可通过一个离合器而与一个传动齿轮箱连接的曲轴侧。但是，这个或一个减振器10也可被安置在曲轴3的面向齿轮箱的那个端部，或安置在曲轴3的驱动端部。此外，至少在所谓的连成一体的曲轴场合下，还可将这个或一个减振器10靠近另外的曲轴曲柄臂、并在壳体内安置。
在所示出的实施例中，设置一个盖件24来将壳体在其外侧密封。该盖件24可以用例如螺栓密封地与壳体拧紧，其中，在需要时可在中间安置密封件。
在减振质量15和减振器输入部件11之间与能量存储器18并联安置一个滞后装置或摩擦装置25。该滞后装置或摩擦装置，在所示出的实施例中，包围一个径向上安置在能量存储器18内部的、结构上为一个盘形弹簧形式的能量存储器26。该盘簧26在轴向上被夹紧在环形的部件16和部分14之间，由此，与盘16轴向紧固相连的另一个侧盘17也被拉向输入部件11或者说其环形部分14。这样，在侧盘17和输入部件11之间也形成了一个摩擦作用。如同图2所示，盘16和17通过行程限制器或铆钉27固定连接。这个结构上为铆钉27的连接部件伸展到减振器输入部件11的槽28中。在此，槽28和连接部件27相互之间如此协调，使得减振质量15可以相对于输入部件11作对于减振器10的功能所必要的相对转动。对于这个相对转动的限制，可以以有利的方式，即通过封闭能量存储器18或通过行程限制器27在槽28的、沿圆周方向看的端面部分上的止挡(Anschlag)来实现。
为了减小对于螺栓连接12所必要的制造空间，也可以至少使用一个埋头螺钉。为了构成一个滑动轴承8，可以在轴套形的部分20的外环面上作相应的涂层。此外，如果至少将轴套状的部分20至少在其外环形面部位通过例如高频淬火或喷射淬火来表面硬化，也是特别有好处的。
减振器轴向上被安置在第一个曲轴曲柄臂5及发动机壳体2的与其相邻的壁19之间，会带来如下好处，即可将飞轮质量或减振质量15和法兰或输入部件11构造成闭合的板环。
减振器10的基本功能由减振质量15结合压力弹簧或螺旋弹簧形式的能量存储器来确定。该压力弹簧可至少部分地被预压，在此，这一预压可以以有利的方式达到压力弹簧18的最大可能弹簧行程的一半，然而它也可大一点或小一点。通过相应地预压压力弹簧18，减振质量15就可以沿圆周方向无间隙地铰接在输入部件11上。
能量存储器18可按如此方式被相应地容纳在为其相应安排的容纳件14a、16a、17a中，或者说，相应的容纳件14a、16a、17a相对于为它们安排的能量存储器18被如此构成，使得一个多级的弹簧特性曲线得以形成。这样，就可使扭转刚性通过接入弹簧级，并与减振质量15和输入部件11之间的相对转角相关地增加或增大。
由压力弹簧18所构成的能量存储器和输入部件11被这样确定量值，使得产生一个与曲轴固有频率相匹配的减振器频率。
可以设置一个由在间隙中的油所形成的与速度成比例的阻尼来作为摩擦阻尼装置的补充或替代。一个这样的与速度成比例的阻尼可通过调节一个相应的狭长间隙来产生，该狭长间隙位于侧盘16，17中的至少一个和输入部件11的外环形部分14之间。
可以按有利的方式将现存的发动机润滑剂引进来，以减少构成减振器10的部件的磨损和从这些部件中导出热量。
图3所示的实施例与图1-2所示的实施例之间的差别在于，构成减振器110的输入部件111的轮毂法兰111是由两个部件构成。这里，输入部件111由一个环形部件114和一个轴套形部件120组成，该轴套形部件120，在本实施例中通过焊接连接121与盘形部件114的径向内部部分固定连接。使用激光焊接方法来制造这个焊接连接121，是特别有利的。然而，也可使用其它的焊接方法，例如使用上面已述的那些方法。使用一个分开的轴套，使得对其进行更好的加工成为可能。减振器110与曲轴103的连接可通过一个在轴套形的部分120和那个自由的轴颈106之间的收缩接合(Schrumpfverbindung)来实现。然而，这一连接也可以按另外的方式来实现，即如同结合图1-2所述的那种连接方式。轴套形的部分120的外表面又被用来作为轴承面。为了构成轴承108，可类似于图1中所示的那样，在轴套形的部分120和壳体102的、用于容纳此轴承108的孔102a之间设置一个滑动轴承。然而，如果将孔102a的环形面和/或轴套形的部分120的外环形面加以相应的涂层以形成一滑动轴承也是可以的。也可以如此方式构成孔102a，即，可将一个滚动轴承插入到轴套形的部分120和孔102a或壳体102之间。
也可使用一个多角连接件来实现输入部件111和轴颈106之间的无转动的连接。为此只需要相应地构造轴颈106的径向的外表面和轴向轴肩120的径向的内表面。
在根据图3所示的实施例中，在轴颈106的部位轴向封闭地构造壳体壁119，由此，就不需要附加的密封盖了。
壳体2,102可以按有利的方式由多个壳体部件组成，它们在相应的曲轴的轴颈上彼此紧贴和连接。然而另外的结构形式也是可以的，这些结构形式可从已经提到的现有技术中找到。
在图4-5中所示的减振器210的基本功能，由惯性质量或减振质量215结合螺旋形式构成的压力弹簧218一起确定。这些减振质量215和各个为它们配置的压力弹簧218都被置放于壳体230中，在本实施例中，该壳体230基本上是一体组成的。在此，壳体230相应地具有多个容纳件或者槽231。在所示的实施例中，这些槽231是在轴向方向敞开的。减振质量215是以扇形形状构成的，它在所示的实施例中具有一个相对说来大的厚度。这样的减振质量215可以按有利的方式作为烧结件来制造。壳体230在径向上外部构造成弓形段232。减振质量215特别是在离心力作用下可以支承到该弓形段上。由此在惯性质量215和壳体230之间产生一个与离心力相关的摩擦阻尼。沿圆周方向在一个惯性质量215两侧安置的压力弹簧被预压、而且以如此方式，即在设置在一侧的能量存储器218完全压缩时，设置在另一侧的能量存储器218还具有一定程度的预压。由此保证，在槽231中无论是在圆周方向还是在径向都能毫无任何问题地操纵弹簧218。此外，这样也可保证，惯性质量215总是无间隙地被保持或者夹紧在为其配置的压力弹簧218之间。应如此确定压力弹簧218和惯性质量215的量值，使得产生一个与曲轴固有频率相匹配的减振器频率。
壳体230的空槽231在侧向由所安装上的环形的板部件233,234所封闭。在此，板件233,234可以焊接和/或铆接和/或以敛缝方式与壳体230连接一起。
特别是由图5可知，扭转振动减振器210被构造的在外观上或者在截面图上看呈鞍形或者马蹄铁形，并且被安置在曲轴曲柄臂205之上。在此，减振器215可从曲轴曲柄臂205的离开曲轴连杆颈204的侧面方向径向上插上。马蹄铁形的壳体230的侧向部分构成段235,236。这些段侧向地安放在曲轴曲柄臂205上，并在曲轴连杆颈204的径向高度上通过横向螺钉237与曲轴203紧固相连。如同前面已经提到的那样，通过惯性质量215在壳体部分232上的摩擦，就产生了与弹簧218并联作用的摩擦阻尼，这里，这种摩擦与离心力有关。
至少有一个空腔231与发动机的润滑或曲轴轴承的润滑相连。由此，可减少相对有相对运动部件的磨损，并且由此还能附加产生一个与速度成比例关系的阻尼和/或一个通过油的排出而产生的阻尼。
另外一种产生阻尼效应的可能性在于，将能量存储器，例如叠板弹簧或盘形弹簧，安置在至少一个减振质量215和至少一个侧板233,234之间。
在图5中左侧用虚线示出一种安置或支承减振质量215的替代方案。减振质量215可有空槽240，在此空槽中设置一个受到预压的能量存储器特别是一个螺旋弹簧。在此，能量存储器241被压紧在相应的减振质量215和一个与曲轴203紧固相连的部件之间，该部件在本例子中是由壳体230所形成。由此，减振质量215被径向向内挤压，从而支承在壳体230的内部分242上。在此，空槽240和弹簧241被如此构成和安置，使得相应的惯性质量215在圆周方向能够产生所要求的振动角(Schwingwinkel)。通过相应地选择弹簧241的预压程度，可以调节或改变通过相应的减振质量215所形成的与转数或离心力有关的摩擦。这样，例如在小转数时，减振质量215不产生或只产生小的摩擦。如果作用在减振质量215上的离心力至少近似地与由弹簧241所产生的径向力相平衡，那么，实际上只存在一个为零或仅仅小的摩擦阻尼。这种平衡在一确定的转数下或者在一转数范围内出现。在低于这一转数或转数范围时，摩擦阻尼可随着转数的增加而减小，在高于这一确定的转数或转数范围时，摩擦阻尼可随着转数的增加而增大。
尽管仅仅一个曲柄的一个曲轴曲柄臂205可以支承一个减振器210，如果一个曲柄的两个曲轴曲柄臂支承一个相应的减振器210，是有利的。对于用于多个活塞的曲轴，可以将单个的减振器单元210根据需要分布地安装在单个的曲轴曲柄臂上。通过有目的地分布减振器单元，也可使曲轴的质量平衡成为可能。这样，曲轴的不平衡度也就可以减小到至少合理的程度。
在一个根据图5a所示的实施例中，壳体330是由多个部件组成的。这些部件只是在彼此连接时才构成一个稳定的壳体。然而，相应的减振质量315至少基本上是以类似于图4和图5中所示的减振质量215那样被安置在壳体330中。
曲轴303和减振器310的壳体330是以如此方式构成并彼此相协调的，即，减振器310通过一个在纵向方向受力的螺钉337而与曲轴303相连。
如同从图7特别清楚可见的那样，在图6到图8所示的减振器410具有一个U形结构，并且通过螺钉437在一个曲轴曲柄臂405的部位与曲轴403连接，而且其连接方式类似于对于在图4和图5中的减振器210所描述的连接方式。
减振器410本身构造了一个曲轴曲柄臂，或者至少部分地替代一个曲轴曲柄臂。振荡的惯性质量或减振质量的主要部分由两个侧盘或对置盘(Gegenscheibe)415,416构成的，这两个盘415,416由轴向铆钉彼此铆接起来。然而，对于它们的连接，也可使用螺栓或焊接。在此，对置盘415,416中至少一个盘有轴向的连接盘，以便产生这个连接。
对置盘415,416被安装在一个支承部件或壳体430的法兰盘451的两侧，该法兰盘径向地伸展并在圆周方向被构造为圆弓形。支承部件430具有一个在径向内部沿轴向展开的部分452和一个在径向外部沿轴向展开的部分453。法兰盘451在这两个部分452,453的大约中间处伸展。这样，支承部件430就在法兰盘451的两侧构成了轴向的容纳部分，对置盘415,416至少部分地保持和配合在这些容纳部分中。盘415,416在离心力的作用下支撑在轴向部分453上，在所示的实施例中，它们处于支承部件454,455之间，支承部件454，455可用例如摩擦材料或滑动材料制成，最好采用具有相应的摩擦及滑动性能的塑料轴承。从图7中清楚可见，在此，支承部件454,455通过一个形状类似于燕尾的连接件456与板415,416连接。在彼此相配的部件415,454和416,455之间具有形状配合的连接。作为补充或替代的方法，也可将这些彼此相配的部件通过粘结、敛缝(verstemmen)或焊接来连接起来。
在支承件430和对置盘415,416之间起作用的压力弹簧418被安置在对置盘415,416的容纳部分或空槽457,458以及支承件430或法兰盘451的容纳部分或空槽459,460中。通过相应地构造容纳部分457,458,459,460，就使弹簧418既在径向又在轴向方向在减振器410中固定。最好以如此方式来确定弹簧418的长度和容纳部分457,458相对于相应配置的容纳部分459,460在长度方面的匹配，即，至少图7中沿减振器410圆周方向上看两端部弹簧418受到预压，而且最好是如此被预压，使得当安置在一侧的能量存储器418完全压缩时，安置在另一侧的能量存储器418还具有一定程度的预压。由此所产生的作用已在对图4和图5中的弹簧218所作的说明中说明了。在图7中在圆周方向上看中间的弹簧418也被压紧，会是特别有利的。
从图7清楚可见，在法兰盘451中的空槽460容纳两个中间弹簧418，其中，对置盘415,416的径向部分伸展两个弹簧418的彼此相向的终端部分之间。由此，这些中间弹簧418呈串联形式。如同从图8中特别清楚可见的那样，设置一个能量存储器，以形成一个基本摩擦，在这里，该能量存储器具有至少一个、轴向波纹环462的形状。该能量存储器在轴向上被压紧在对置盘416和法兰盘451之间。在能量存储器462和法兰盘451之间，设置一个支撑盘或摩擦盘463。同样，在对置盘415和法兰盘451之间，也安置一个中间盘或摩擦盘464。通过对法兰盘451和/或对置盘415,416的加厚，也可以不要盘463,464。
如同已述的那样，通过横向螺栓437将减振器410固紧在曲轴403上。通过支撑件430在曲轴法兰盘或曲轴轮毂体(kurbelwellennabenkoerper)405上的一个形状配合的作用或啮合465,466，附加地或进一步形成了在曲轴侧对作用在减振器410上的离心力的支承。在由图6和图7所示的实施例中，这个形状配合的作用或啮合465,466是以V形导轨的形式构成的。为此，在横断面上呈U形的支撑部件430的侧向部分，具有相应构造的突起467,该突起插入到曲轴403的与其相对应配合的深凹或槽468中。然而，也可在部件405上安设突起，而在支撑部件430上设置深孔或槽。在由图9所示的实施例中，在横断面上看，承受作用在减振器510上的离心力的配合件566被构造成矩形。这种构造的优点是，作用在减振器上的离心力实际上对螺钉537未产生任何负载。减振器510的固定保证了与曲轴503的一个特别刚性的连接。
如果根据本发明所构造的减振器有一个例如可与发动机的循环润滑相连的强制润滑，是特别有利的。然而，也可用注油来替代或补充这样的润滑。
在由图10所示的实施例中，呈壳体形的支撑件630通过一个轴向插入连接件667与曲轴603的法兰盘部分或径向部分605连接。插入连接件667由彼此嵌入的型廓部分668,669构成，这些型廓部分668,669在横断面上，可构造成楔形。在此，型廓部分668,669在曲轴603的轴向方向上可逐渐收缩，由此，就可将减振器610在其在曲轴603上的装配方向上轴向固定。为了将减振器610在另一轴向方向上固定，可应用一个固定在曲轴上的止挡环。这种止挡环一方面固定在曲轴603上，并且至少覆盖型廓部分660的部分或壳体或支撑件630的部分。
结合实施例所描述的减振器弹簧的压紧配置有这样的优点，即，尽管有加工误差，在装配位置(扭转角=0)的区域，存在无间隙和预压(Vorspannung)的线性扭转特性曲线。即便在弹簧、或弹簧支承件或弹簧容纳件发生磨损时，这一特性曲线依然存在。这样，弹簧的对向压紧就保证有一个不变的弹簧系数，从而也就有一个至少近似恒定的减振器频率。
此外，待被安装在一个曲轴曲柄臂部位的减振器的根据本发明的结构，有这样的优点，即保证了减振器的简单安装，例如通过将减振器简单推移到曲轴上并且与曲轴用螺栓拧紧。
通过在一个曲轴曲柄臂的部位内设置的根据本发明的减振器，也保证了在曲轴上的质量平衡。根据本发明所构造的“曲轴曲柄臂减振器”可以按有利的方式替代第一个曲轴弯头的配重。
本发明并不仅限于所说明的实施例。恰恰相反，在本发明的范围内，还可有大量的变型和改进。特别地，本发明还包括那些通过将所述的单个特征、元件或者作用方式组合起来而形成的变型方案。此外，结合附图所述的特征以及工作方式，这些单个方案本身就构成了一个独立的发明。
权利要求
1.活塞式发动机，特别是内燃机，带有一个安置在一个壳体内的曲轴和一个扭转振动减振器，其特征为，该扭转振动减振器被安置在发动机壳体内并且被曲轴支承。
2.按照权利要求1所述的活塞式发动机，其特征为，在振动减振器的输入部件和至少一个惯性质量之间设置了一个能量存储器、特别是螺旋弹簧，该能量存储器保证了惯性质量相对于输入部件的一个相对扭转。
3.按照权利要求1或2所述的活塞式发动机，其特征为，在振动减振器的输入部件和至少一个惯性质量之间有一个摩擦阻尼装置。
4.按照权利要求1-3之一所述的活塞式发动机，其特征为，至少一个曲轴曲柄臂支承一个扭转振动减振器。
5.按照上述权利要求至少之一所述的活塞式发动机，其特征为，扭转振动减振器被侧向地安置在一个曲轴曲柄臂上。
6.按照权利要求1-5之一所述的活塞式发动机，其特征为，扭转振动减振器被构造成环状，并与一个曲轴轴颈同心。
7.按照权利要求1-6之一所述的活塞式发动机，其特征为，扭转振动减振器轴向被安置在一个曲轴曲柄臂和发动机的一个用来支承曲轴的壁之间。
8.按照权利要求1-7之一所述的活塞式发动机，其特征为，扭转振动减振器被容纳在曲轴的一个端部轴颈上。
9.按照权利要求1-8之一所述的活塞式发动机，其特征为，扭转振动减振器的输入部件与曲轴转动刚性地连接。
10.按照权利要求1-8之一所述的活塞式发动机，其特征为，扭转振动减振器的输入部件通过一个扭矩限制装置、特别是通过一个滑动离合器、与曲轴以驱动方式连接。
11.按照权利要求1-10之一所述的活塞式发动机，其特征为，扭转振动减振器具有一个环形的输入部件，在此，在输入部件的至少一个轴向侧安置一个惯性质量，该惯性质量通过弹簧与输入部件扭转弹性地相连，其中，至少有一个与弹簧并联作用的摩擦阻尼。
12.按照上述权利要求至少之一所述的活塞式发动机，其特征为，扭转振动减振器的惯性质量通过两个在轴向有一定距离的、彼此之间无转动连接的环形盘体所构成，在这两个环形盘体之间，轴向上至少容纳扭转振动减振器的环形输入部件的部分，其中在盘体和输入部件中存在有空槽。这些空槽为容置螺旋弹簧彼此相对应地配置。
13.按照权利要求12所述的活塞式发动机，其特征为，在至少一个盘体和输入部件之间，夹紧一个能量存储器，该能量存储器是一个摩擦装置的组成部分。
14.按照权利要求1-13之一所述的活塞式发动机，其特征为，扭转振动减振器的输入部件，沿径向在弹簧内侧具有一个轴向的轴套形状的轴肩，该轴肩环绕曲轴轴颈，并在壳体中至少用来在径向上支承曲轴。
15.振动减振器，特别是与一个活塞式发动机一起使用的振动减振器，其特征为，该振动减振器在曲轴被装入之前被安装在曲轴上。
16.振动减振器，特别是按照权利要求15所述的振动减振器，其特征为，该振动减振器环绕一个曲轴轴颈被安置。
17.按照权利要求15或16所述的振动减振器，其特征为，该振动减振器直接与一个曲轴曲柄臂相邻。
18.按照上述权利要求至少之一所述的振动减振器，其特征为，该振动减振器被设置在一个曲轴曲柄臂的位置上。
19.按照上述权利要求至少之一所述的振动减振器，其特征为，该振动减振器实际上替代了一个曲轴曲柄臂。
20.按照上述权利要求至少之一所述的振动减振器，其特征为，该振动减振器被构造成U形或马蹄铁形。
21.按照上述权利要求至少之一所述的振动减振器，其特征为，在一个曲轴曲柄臂的部位，曲轴具有一个法兰盘部分，该法兰盘是椭圆形的，在侧向是展平的，并相对于曲轴轴线在径向上伸展，此外，该振动减振器被构造成U形，并且以如此方式包裹法兰盘部分，使得减振器的U形的侧臂至少部分地靠置在法兰盘部分上。
22.按照权利要求21所述的振动减振器，其特征为，U形的侧臂与法兰盘部分通过螺栓拧紧。
23.振动减振器，其特征为，该振动减振器具有按照权利要求1-14所述的结构特性和/或功能特征和/或配置特征中的至少一个特征。
全文摘要
本发明涉及一种活塞式发动机以及用于这种活塞式发动机的扭转振动减振器。
文档编号F16F15/36GK1213750SQ9811769
公开日1999年4月14日 申请日期1998年9月9日 优先权日1997年9月9日
发明者沃尔夫冈·哈斯, 鲁宾·施米特, 弗里德里希·格哈特, 沃尔夫冈·赖克, 斯特芬·莱曼, 维利·鲁德尔 申请人:卢克摩擦片和离合器有限公司