具有导轨的减震系统以及用于在减震系统上铺设导轨的方法

摘要

本发明涉及一种带有减震块支架的减震系统，所述减震块支架为了容纳减震块而具有导轨，该导轨借助于耦联元件与所述减震块的导轨连接，其中所述导轨在所述减震块偏转时触发在减震块上围绕块重心的枢转运动。所述导轨的布设以及减震块的块重心的轨迹曲线的布设彼此配合地进行。对于导轨的布设来说使用悬线摆的悬线长度，所述悬线长度预设相应的耦联元件的位置，与此同时根据两个假想的径向部段进行块重心的轨迹曲线的布设，其中第一径向部段从减震块支架的中央轴线出发直到达到第二径向部段的接合部位并且沿着相应的减震块的摆动角度围绕中央轴线进行运动，与此同时第二径向部段从第一径向部段出发直到到达块重心并且沿着偏转角度围绕第一径向部段处的接合部位进行运动。由所述减震块的枢转角度关于其摆动角度形成一不为零的比例值，利用该比例值确定相应的耦联元件关于悬线摆的悬线长度的位置，方式为沿着所述悬线长度选择一部位，在该部位中一方面该耦联元件在悬线摆上的位置在偏转角度上保持不变，并且另一方面在所述耦联元件与导轨之间起作用的接触力与相应的偏转角度无关地相对于彼此调整，以便以这种方式获得用于导轨的轨迹点，所述轨迹点的半径彼此不同，并且借助于轨迹曲线区段通过进行连接形成多边形。

说明书

技术领域

本发明涉及一种减震系统，所述减震系统具有减震块支架，所述减震块支架具有减震块，所述减震块支架为了容纳所述减震块而具有导轨，该导轨借助于耦联元件分别与所述减震块的导轨连接，其中减震块支架和减震块的导轨在所述减震块从在离心力下所占据的初始位置出发偏转一偏转角度时触发在相应的减震块上围绕块重心以一枢转角度进行的枢转运动，并且所述导轨的几何布设以及相应的减震块的块重心的轨迹曲线的几何布设彼此配合地进行，其中对于所述导轨的几何布设来说使用假想的悬线摆的悬线长度，在相应的减震块从所述初始位置出发偏转一偏转角度时得出所述悬线长度，并且相应地预先确定相应的耦联元件的位置；而相应的减震块的块重心的轨迹曲线的几何布设根据两个假想的径向部段进行，其中第一径向部段配备有从所述减震块支架的中央轴线直到第二径向部段的接合部位的一延伸长度，并且所述第一径向部段沿着相应的减震块的摆动角度围绕所述中央轴线进行运动；而第二径向部段配备有从在所述第一径向部段上的接合部位直到相应的减震块的块重心的一延伸长度，并且所述第二径向部段相应地沿着一偏转角度围绕在所述第一径向部段上的接合部位进行运动。此外，本发明还涉及一种用于布设在减震系统的减震块支架上的导轨的几何形状的方法，所述减震块支架用于容纳减震块，其中减震块支架和减震块的导轨分别借助于耦联元件相互有效连接。

背景技术

这种减震系统由文献DE 10 2011 086 532 A1已知。在该减震系统中减震块支架能够围绕其中央轴线实现转动，而一旦驱动装置的扭转振动被引导到减震系统，减震块就借助于耦联元件相对于所述减震块支架进行位移运动。在该位移运动时，减震块本身的平移运动与减震块围绕其块重心的枢转运动相叠加。由此得到一总运动，其中所述减震块能够完美地遵循一用于容纳减震系统的确定的结构空间的形状。这种有利的运动过程能够在即使紧凑的结构空间中实现具有很大惯性的减震块。尽管存在这些优点，但布设减震块支架和减震块的导轨的几何形状是非常复杂的，特别是因为相应的耦联元件在导轨中应当相应顺利地被引导。

发明内容

本发明的任务在于，能够以简单的方式有利地布设在减震块支架和减震块中的导轨的几何形状。

在权利要求中给出了针对该任务的解决方案。

为此提出一种减震系统，所述减震系统具有减震块支架，所述减震块支架具有减震块，所述减震块支架为了容纳所述减震块而具有导轨，该导轨借助于耦联元件分别与所述减震块的导轨连接，其中减震块支架和减震块的导轨在所述减震块从在离心力下所占据的初始位置出发偏转一偏转角度时引起在相应的减震块上围绕块重心以一枢转角度进行的枢转运动，并且所述导轨的几何布设以及相应的减震块的块重心的轨迹曲线的几何布设彼此配合地进行，其中对于所述导轨的几何布设来说使用假想的悬线摆的悬线长度，所述悬线长度在相应的减震块从所述初始位置出发偏转一偏转角度时得出，并且相应地预先确定相应的耦联元件的位置；而相应的减震块的块重心的轨迹曲线的几何布设根据两个假想的径向部段进行，其中第一径向部段配备有从所述减震块支架的中央轴线直到第二径向部段的接合部位的一延伸长度，并且所述第一径向部段沿着相应的减震块的摆动角度围绕所述中央轴线进行运动；而第二径向部段配备有从在所述第一径向部段上的接合部位直到相应的减震块的块重心的一延伸长度，并且所述第二径向部段相应地沿着一偏转角度围绕在所述第一径向部段上的接合部位进行运动。

对此特别重要的是，在预设由相应的减震块的枢转角度关于其摆动角度所确定的、不为零的比例值之后，确定相应的耦联元件关于配属于该耦联元件的假想的悬线摆的悬线长度的位置，方式为沿着所述悬线长度选择以下部位，在该部位中一方面该耦联元件在相应的假想的悬线摆上的位置在偏转角度上保持不变；并且另一方面在所述耦联元件与减震块支架和减震块的导轨之间作用的接触力与相应的偏转角度无关地相对于彼此调整，以便以这种方式获得减震块支架和减震块中的导轨的多个轨迹点，所述轨迹点的半径彼此不同，并且通过彼此连接用于借助于依次排列的轨迹曲线区段形成多边形。

通过上述做法在布设导轨时采取直接影响减震块的相应运动特性的措施。对此可以通过较少的、必要时反复使用的布设措施构造减震块支架和减震块的导轨，使得减震块本身的平移运动与围绕相应的块重心的枢转运动相叠加。

对此优选通过确定由减震块围绕其块重心的枢转角度δ关于摆动角度的比例值来选择所述减震块围绕其相应的重心的枢转运动，该运动配属于所述减震块的平移运动。通过巧妙地选择该比例值所述减震块能够相应程度地在预先设定的、通常环状的结构空间内部定向，从而使得其不仅以其外部区域而且以其内部区域保持不与环绕其的结构空间产生接触，进而不需要为了减小外部区域或者内部区域而关于这一点对减震块进行修正。因为对减震块进行修正要通过至少在边缘区域处的材料去除进行，这会由于重量减少而导致惯性减小，更确切地说尤其在外部区域中的材料去除时导致惯性减小。因此不足的是，在减震块的外部区域中进行材料去除会导致块重心径向向内移动。

通过在减震块支架和减震块的导轨上应用之前提到的、必要时反复使用的布设措施，构造具有多个轨迹点的这种导轨，所述轨迹点的半径彼此不同，并且通过彼此连接以便借助于相互依次排列的轨迹曲线区段形成多边形。由此相应的导轨在其延伸部的每个点上分别构造为，尽管减震块围绕其块重心发生枢转运动，实现了相应的耦联元件在配属的导轨中的顺利的运动过程。当然为此需要遵守的条件是，据此相应地确定该耦联元件关于配属于该耦联元件的假想的悬线摆的延伸长度的位置，其中一方面该耦联元件关于该悬线摆的延伸长度的位置在偏转角度上保持恒定；并且另一方面在所述耦联元件与减震块支架和减震块中的导轨之间的接触力在每个偏转角度时都彼此调整。

关于所述比例值的效果已经进行了说明。在实现数值为1的比例值时，减震块支架和减震块中的导轨相对于减震块支架和减震块定向为，其中轴线与减震块支架的中央轴线相应地相交。与此相反，减震块支架和减震块中的导轨在实现数值不为1、但数值大于零的比例值时相对于减震块支架和减震块定向为，其中轴线与减震块支架的中央轴线相应地不相交。

在实现不为零的比例值时得出的优点在于，缩小了相应的减震块的块重心的轨迹曲线，进而缩小了减震块支架和减震块中的导轨。这一方面使得减震块支架和减震块中的表面应力减小，更确切地说尤其是当比例值不等于数值1时；并且另一方面使得在摆动角度上的、明显更小的阶次下降。

附图说明

接下来根据实施例对本发明进行描述。附图详细地示出的是：

图1是带有容纳在减震块支架上的减震块的减震系统；

图2是减震系统根据图1中的线B–B的部分截面示图的俯视图；

图3是在用于布设减震块支架和减震块上的导轨的偏转运动时减震块的示意图；

图4是减震块支架和减震块上的导轨以及使所述导轨彼此连接的耦联元件的示意图；

图5是减震块支架的俯视图，其中导轨的中轴线对准减震块支架的中央轴线；

图6是图5所示的减震块支架的导轨的、用于显示多边形的轨迹曲线区段的放大示图；

图7是图5所示的减震块支架的两个导轨的、用于显示导轨的中轴线对准减震块支架的中央轴线的放大示图；

图8是减震块的导轨的、用于显示多边形的轨迹曲线区段的放大示图；

图9与图6类似，但是其中导轨的中轴线相对于减震块支架的中央轴线定向为，不与所述中央轴线相交；

图10与图3类似，但是其中示出的是用于导轨的另一种布设方式；

图11与图6类似，但是其中借助于圆弧布设减震块支架的导轨；

图12与图11类似，但是其中示出的是减震块的导轨；

图13与图1类似，但是其中示出的是减震系统的另一种结构上的构造；

图14是减震系统的、沿图13中的观察方向B的示图。

具体实施方式

在图1和图2中示出了减震系统1，所述减震系统可围绕中央轴线3转动。所述减震系统1为了容纳减震块单元6的减震块5a、5b、5c而具有减震块支架7，所述减震块支架具有两个彼此间隔距离地、相互平行地布置的减震块支架元件9a、9b，所述减震块支架元件沿轴向在两者之间容纳相应的减震块5a、5b、5c，并且借助于间距保持件11彼此固定连接。所述间距保持件11此外容纳用于减震块5a、5b、5c的、基本上环状的挡块13，其中所述减震块5a、5b、5c按照运行情况或者以其径向的内侧面15贴靠到挡块13的外侧的止挡元件19上，或者以其圆周侧的端部17a、17b贴靠到挡块13的圆周侧的止挡元件21a、21b上。

所述减震块支架元件9a、9b针对每个减震块5a、5b、5c进而针对每个减震块单元6分别具有两个导轨23，并且相应的减震块单元6的减震块5a、5b、5c也分别具有两个导轨25。所述导轨23和25借助于耦联元件30相互连接，其中该耦联元件30至少基本上圆柱状地成形，并且如果可能的话在所述导轨23和25中滚动。

在一种所述减震块支架元件9a、9b以一定转速围绕中央轴线3转动的运行状态中，在该转速下减震块5a、5b、5c处的离心力超过了重力，所述耦联元件30占据导轨23和25中的、在图2中示出的初始位置32。在该初始位置32中，所述耦联元件30分别位于减震块支架元件9a、9b的导轨23的、相对于中央轴线3具有最大径向间距的部位35处。至于所述减震块5a、5b、5c，所述耦联元件30分别在导轨25的、相对于中央轴线3具有最小径向间距的部位37处占据其相应的初始位置32。

导入到所述减震块支架7中的扭转振动引起了减震块5a、5b、5c从其在导轨23和25中的相应的初始位置32出发克服离心力的作用的偏转，所述离心力因此也作为朝向相应的初始位置32的复位力起作用。所述减震块5a、5b、5c在围绕中央轴线3在图3中示出的摆动角度上的偏转运动中的相应运动尤其取决于，所述减震块5a、5b、5c围绕块重心40转动过了多少枢转角度δ。在图3中，在这种运动时由块重心40描绘出的轨迹曲线42根据示意性地示出的减震块5显示，其中所述块重心40取决于偏转角度α沿着轨迹曲线42运动，更确切地说在布设时，由枢转角度δ关于摆动角度所形成的比例值采用值1。这里适用：

如图3所示，在布设减震系统1时，正如以前的处理方式，考虑使用悬线摆的模型。因此图3示出了两个假想的悬线摆46、48，其中所述第一悬线摆46构造有悬线长度S₁并且所述第二悬线摆48构造有悬线长度S₂，其中所述悬线长度S₁和S₂彼此不同。所述第一悬线摆46以角度β而所述第二悬线摆48相对地以角度γ作用在减震块5的初始位置32中。在所述减震块5从其初始位置32出发运动到其在图3中所示的偏转位置50中时，所述第一悬线摆46移动过角度α₁，而所述第二悬线摆48相对地移动过角度α_2。

另外如图3所示，第一径向部段L₁的延伸长度从所述中央轴线3出发直到第二径向部段L₂的接合部位44；而第二径向部段L₂具有的延伸长度从第一径向部段L₁处的接合部位44出发直到减震块5的块重心40。所述块重心40以半径r_SP远离中央轴线3，因此该半径在减震块5的初始位置32中由第一径向部段L₁和第二径向部段L₂的长度相加得出。对于减震块5的、在图3中所示的偏转来说，其块重心40实施沿着轨迹曲线42的偏转运动，其中所述第一径向部段L₁相对于中央轴线3偏转过摆动角度而所述第二径向部段L₂围绕在第一径向部段L₁上的接合部位44偏转过偏转角度α。

如下求得用于第二径向部段L₂的延伸长度：

对于求得用于径向部段L₂的延伸长度来说必要的是，针对减震块5的重量m_Tilger和减震块5的块重心40围绕中央轴线3的半径r_SP的预设值、减震块5的惯量J_Tilger以及布设减震系统1的阶次。此外，需要给出比例值

在径向部段L₁和L₂之间存在以下关联：

L₁＝r_SP-L₂

由此也可以求得用于径向部段L₁的延伸长度。

为了求得减震块支架元件9a、9b中的导轨23的几何形状以及减震块5或5a、5b、5c中的导轨25的几何形状考虑使用假想的悬线摆46、48。对于该悬线摆46、48来说，相应的长度必须与相应的偏转角度α₁、α₂相关地变化，以便确保，相应的减震块5的块重心40遵循轨迹曲线42。如图3详细地示出，所述悬线摆46为此必须延长数值x₁，而所述悬线摆48必须缩短数值x₂。因此，不可能将耦联元件30分别沿延伸方向在中心放置在悬线摆46、48上。替代于此，沿着悬线摆46、48的延伸方向偏心地选择相应的耦联元件30的位置，这造成了，由此形成的导轨23、25关于轨迹长度和轨迹曲率是不同的。图4示出了在悬线摆46、48上与导轨23a、25a或23b、25b连接的各一个耦联元件30。可以清楚地看出，在悬线摆48处的导轨23b、25b关于其相应的定向以及其相应的走向明显地偏离在悬线摆46处的导轨23a、25a。

在这样布设导轨23a、25a或23b、25b时必须注意的是，在相应的耦联元件30和减震块支架元件9a、9b中的导轨23、23a、23b或减震块5a、5b、5c中的导轨25、25a、25b之间的接触力F1、F2对于每个偏转角度α₁、α₂来说在理想情况下彼此完全一致，因为只有这样才确保所述耦联元件30在相应的导轨23、25；23a、25a；23b、25b中顺利地滚动。

目前的考量基于没有分级的耦联元件30。对于经过分级的耦联元件30来说，基于之前阐释的、导轨23、25；23a、25a；23b、25b的布设，由分级引起的传动比发生变化。

为了布设导轨23、25，如图6针对减震块支架元件9a、9b上的导轨23并且如图8针对减震块5a、5b、5c上的导轨25所示，根据相应的耦联元件30与预先确定的偏转角度α₁至α₄相关地分配比例选择出具有半径R1、R2、R3、R4、R5的各个轨迹点52a至52e(图6)或者各个轨迹点57a至57e(图8)，其紧接着连接成多边形54(图6)或者多边形58(图8)。以这种方式形成导轨23(图6)或者导轨25(图8)，其中不同的轨迹曲线区段55a至55d(图6)或者不同的轨迹曲线区段59a至59d(图8)相互连接。另外，所述导轨23、25如图5或图7以导轨23为例示出的那样定向成，其中轴线60穿过减震系统1的中央轴线3地走向。当然其前提在于，针对比例值选择数值1。

如果替代于此以1.5的比例值布设导轨23、25，那么枢转角度ε大于摆动角度减震块支架元件9a、9b中的导轨23于是与减震块5a、5b、5c中的导轨25一样地扭转，使得其中轴线60a并不与中央轴线3相交。图9以减震块支架元件9d为例示出了，其导轨23在比例值为1.5时如何定向。

在以不等于零的比例值布设导轨23、25时需要注意的是，惯性矩J_Tilger的阶次显著地减小，从而与以等于零的比例值布设的导轨23、25相比，针对减震块5；5a、5b、5c的块重心40需要明显更短的轨迹曲线42，以便达到相同的阶次。该比例值增长得越迅速，这种副作用就越显著。这可以根据以下公式看出：

对于求得实际的阶次来说必要的是，针对减震块5的重量m_Tilger和减震块5的块重心40围绕中央轴线3的半径r_SP的预设值、减震块5的惯量J_Tilger以及布设减震系统1的阶次。此外应给出比例值只要将该值代入到上述公式中，就可以发现，实际的阶次从数值的角度看明显低于预先确定的额定阶次。

图10至图12示出了布设减震系统1的另一种可能性。对此目标在于，沿着限定的轨迹曲线42引导减震块5的块重心40。为了实现这一点，减震块支架7的减震块支架元件9a、9b中的以及减震块5；5a、5b、5c中的导轨23、25分别构造为装配在一起的圆形轨道。如图11针对减震块支架元件9b并且如图12针对减震块5b详细地示出，减震块支架元件9a、9b以及减震块5；5a、5b、5c的每个导轨23、25优选由两个具有半径R1和R2的、不同的圆弧23‘、23“、25‘、25“组成。如已经在之前描述的实施方式中说明的那样，减震块5、5a、5b、5c的围绕其相应的块重心40的枢转运动通过在从初始位置32出发偏转经过偏转角度α₁、α₂时假想的悬线摆46a、48a的长度S₁和S₂的变化来实现。所述圆弧23‘、23“、25‘、25“在此构造成，减震块5；5a、5b、5c的块重心40的轨迹曲线42关于其走向至少基本上相当于力求达到的轨迹曲线的走向。

关于减震块5；5a、5b、5c的块重心40的轨迹曲线42能够看出，该轨迹曲线能够通过两个假想的径向部段L₁、L₂描述，其中所述第一径向部段L₁配备有从减震块支架7的中央轴线3直到所述第二径向部段L₂的接合部位44的延伸长度，其中所述第一径向部段L₁沿着相应的减震块5；5a、5b、5c的摆动角度围绕中央轴线3进行运动；而所述第二径向部段L₂配备有从第一径向部段L₁处的接合部位44直到相应的减震块5；5a、5b、5c的块重心40的延伸长度，其中所述第二径向部段L₂相应沿着偏转角度α围绕在第一径向部段L₁处的接合部位44进行运动。

与减震系统的、根据图1和图2所示的实施方式不同，图13和图14示出了一种减震系统1，其中减震块5布置在减震块支架7的单个的减震块支架元件9的两侧。这两个减震块5通过间距保持件11a相对于彼此固定。为了实现减震块5相对于减震块支架元件9进而相对于减震块支架7的期望的运动，所述间距保持件11a穿通减震块支架7中的空隙62。在该实施方式中减震块支架7的导轨23和减震块5的导轨25也借助于耦联元件30相互有效连接。在图13中同样显示了减震块5的块重心40以及减震系统1的中央轴线3。至于减震块支架7和减震块5的导轨23、25的布设，关于根据图1和图2的实施方式所描述的措施也可以转用到按照图13和图14所示的实施方式。

附图标记列表：

1减震系统

3中央轴线

5减震块

6减震块单元

7减震块支架

9减震块支架元件

11 间距保持件

13 挡块

15 径向的内侧面

17 圆周侧的端部

19 止挡元件

21 圆周侧的止挡元件

23 导轨

25 导轨

30 耦联元件

32 初始位置

35 导轨23相对于中央轴线具有最大径向间距的部位

37 导轨25相对于中央轴线具有最小径向间距的部位

40 块重心

42 轨迹曲线

44 接合部位

46 第一悬线摆

48 第二悬线摆

50 偏转位置

52 轨迹点

54 多边形

55 轨迹曲线区段

57 轨迹点

58 多边形

59 轨迹曲线区段

60 中轴线