ГАСИТЕЛЬ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ Российский патент 2002 года по МПК F16F15/12 

Изобретение касается гасителя крутильных колебаний с, по меньшей мере, двумя скручиваемыми конструктивными элементами, преодолевающими сопротивление, по меньшей мере, одного аккумулятора энергии и имеющими участки воздействия для сжатия аккумулятора энергии, образованного, по меньшей мере, одной винтовой пружиной, которая, по меньшей мере, одним из двух своих концов взаимодействует с подпорным башмаком, имеющим возможность углового сношения или прокручивания относительно обоих упомянутых конструктивных элементов, и предназначенный для подпирания соответствующего конца пружины.

Из патента DE-OS 3610127 известна крутильно-упругая виброгасительная муфта, выполненная в виде двухмассового маховика, причем между первичной маховой массой, присоединяемой к приводному двигателю, и вторичной маховой массой, присоединяемой через муфту к редуктору, введены крутильно-упругие или виброгасительные элементы, дающие возможность относительного прокручивания между обеими маховыми массами. Эти крутильно-упругие элементы образованы аккумуляторами энергии, имеющими винтовые пружины. Эти аккумуляторы энергии при относительном прокручивании обеих маховых масс сжимаются предусмотренными на них участками воздействия. При этом между участками воздействия и винтовыми пружинами предусмотрены прикрывающие планки, на которые опираются соответствующие винтовые пружины. Далее, в патенте предлагается применять в так называемом двухмассовом маховике длинные силовые аккумуляторы, которые образованы пружинами, вставленными в некоторую камеру одна за другой, т.е. расположенными в последовательный ряд. Между вставленными в камеру пружинами предусмотрены клинообразные промежуточные вставки. Другие признаки конструктивного исполнения этих промежуточных вставок в патенте не указаны.

Из патентов DE-OS 3721711 и DE-OS 3721712 известны подпорные башмаки или вставки для концевых участков пружин, имеющие выступ такой формы, что он и при выдвигании из концевого участка соответствующей пружины может проникнуть обратно в этот концевой участок. Хотя такие башмаки для пружин могут найти применение в опорных полостях, имеющих в основном замкнутый контур, или приспособленных к наружному диаметру пружины, в применении к камерам для размещения пружин, которые не приспособлены к наружному контуру пружин и/или в основном не замкнуты по контуру, такие башмаки для пружин могут скручиваться или защемляться таким образом, что их проникновение обратно в соответствующие пружины не может произойти, вследствие чего функция демпфирующего устройства или двухмассового маховика, по меньшей мере, нарушается или даже происходит разрушение башмаков и/или самих пружин.

Эти же недостатки присущи и описанному в DE 4201370 гасителю крутильных колебаний, содержащему, по меньшей мере, два конструктивных элемента, которые выполнены с возможностью углового смещения относительно друга друга на некотором участке для преодоления сопротивления сжатия, по меньшей мере, одной винтовой пружины, а также один подпорный башмак, предназначенный для взаимодействия с возможностью углового смещения одним своим концом с винтовой пружиной, при этом каждый из упомянутых конструктивных элементов подпирает соответствующий конец винтовой пружины и образует подпорный участок для примыкающего к нему концевого витка винтовой пружины.

В основу данного изобретения положена задача создать подпорные башмаки для пружин, которые обеспечивают безупречное подпирание концов пружин, взаимодействующих с этими башмаками во всех встречающихся условиях эксплуатации и могут быть применены также в самых различных случаях и видах исполнения гасителей крутильных колебаний. Далее, необходимо обеспечить возможность особенно простого монтажа, а также дешевого изготовления гасителя крутильных колебаний. Конструкция гасителя крутильных колебаний согласно изобретению должна также обеспечить возможность большого числа вариантов подгонки к конкретной форме графика крутящего момента или сопротивления скручиванию, характеризующего оба взаимно скручиваемых конструктивных элемента и создаваемых аккумулятором энергии или винтовыми пружинами, противодействующими скручиванию этих конструктивных элементов. Следовательно, нужно осуществить очень мягкие, т.е. весьма пологие характеристики сопротивления скручиванию и/или многоступенчатые характеристики сопротивления скручиванию.

Поставленная задача в гасителе крутильных колебаний, содержащем, по меньшей мере, два конструктивных элемента, которые выполнены с возможностью углового смещения относительно друг друга на некотором участке для преодоления сопротивления сжатия, по меньшей мере, одной винтовой пружины, а также один подпорный башмак, предназначенный для взаимодействия с возможностью углового смещения одним своим концом с винтовой пружиной, при этом каждый из упомянутых конструктивных элементов подпирает соответствующий конец винтовой пружины и образует подпорный участок для примыкающего к нему концевого витка винтовой пружины, согласно изобретению решается тем, что в направлении продольной оси между подпорным башмаком и упомянутой винтовой пружиной для позиционирования и/или сохранения положения предусмотрено соединение, которое выполнено без возможности потери подпорного башмака.

Подпорный башмак имеет выступ, который в направлении продольной оси пересекает примыкающий концевой участок пружины.

Подпорный башмак соединен с винтовой пружиной посредством геометрического замыкания, исключающего возможность потери подпорного башмака.

Между подпорным башмаком и, по меньшей мере, примыкающим концом винтовой пружины имеется геометрическое замыкание.

Между подпорным башмаком и винтовой пружиной предусмотрено соединение по типу защелки, создающее геометрическое замыкание.

Между винтовой пружиной и выступом подпорного башмака имеется соединение, исключающее возможность потери подпорного башмака.

Подпорный башмак имеет кольцевой участок, предназначенный для подпирания примыкающего конца винтовой пружины, из которого выходит выступ, проходящий во внутреннюю полость винтовой пружины, ограниченную витками так, что возможно удержание подпорного башмака по отношению к винтовой пружине, исключающее возможность потери подпорного башмака.

Свободный концевой отрезок примыкающего к подпорному башмаку витка пружины предназначен для удержания подпорного башмака по отношению к винтовой пружине.

Подпорный башмак имеет радиальную канавку, предназначенную для входа в нее с геометрическим замыканием по типу защелки, по меньшей мере, одного витка пружины.

Свободный концевой участок концевого витка пружины радиально входит в канавку подпорного башмака, прилегающего к этому концевому участку пружины.

При разжатом состоянии концевой виток винтовой пружины примыкает к подпорному башмаку, за исключением концевого участка, входящего в канавку подпорного башмака, и имеет такой же угол подъема, как и витки между концевыми витками.

Концевой участок соответствующего концевого витка, по меньшей мере, в разжатом состоянии винтовой пружины расположен параллельно подпорной площадке подпорного башмака для данной винтовой пружины.

Концевой участок примыкающего к подпорному башмаку концевого витка винтовой пружины смещен относительно других витков радиально в направлении к продольной оси винтовой пружины.

Аккумулятор энергии образован, по меньшей мере, одной наружной винтовой пружиной и, по меньшей мере, одной внутренней винтовой пружиной, вставленной в полость, ограниченную витками наружной винтовой пружины, причем, по меньшей мере, на одном конце аккумулятора энергии установлен упомянутый подпорный башмак, который с наружной винтовой пружиной для позиционирования и/или сохранения положения образует соединение, которое выполнено без возможности потери подпорного башмака.

Аккумулятор энергии образован, по меньшей мере, одной наружной винтовой пружиной и, по меньшей мере, одной внутренней винтовой пружиной, вставленной в полость, ограниченную витками наружной винтовой пружины, причем, по меньшей мере, на одном конце аккумулятора энергии установлен упомянутый подпорный башмак, который с внутренней винтовой пружиной для позиционирования и/или сохранения положения образует соединение, которое выполнено без возможности потери подпорного башмака.

Аккумулятор энергии образован, по меньшей мере, одной наружной винтовой пружиной и, по меньшей мере, одной внутренней винтовой пружиной, вставленной в полость, ограниченную витками наружной винтовой пружины, причем, по меньшей мере, на одном конце аккумулятора энергии установлен упомянутый подпорный башмак, который как с наружной, так и с внутренней винтовой пружиной для позиционирования и/или сохранения положения образует соединение, которое выполнено без возможности потери подпорного башмака.

Аккумулятор энергии образован, по меньшей мере, из двух поставленных последовательно в ряд винтовых пружин между участками взаимодействия скручиваемых конструктивных элементов, а между противоположными концевыми участками винтовых пружин установлен упомянутый подпорный башмак для позиционирования и/или сохранения положения, по меньшей мере, относительно одной из винтовых пружин без возможности потери упомянутого подпорного башмака.

По меньшей мере, одна из обеих винтовых пружин образует наружную пружину, в которую вставлена внутренняя пружина, длина которой составляет, по меньшей мере, часть длины наружной пружины.

По меньшей мере, в одной паре винтовых пружин, в состав которой входят наружная и внутренняя пружины, внутренняя пружина короче наружной пружины.

По меньшей мере, в одной паре винтовых пружин, в состав которой входят наружная и внутренняя пружины, обе пружины имеют одинаковую длину.

По меньшей мере, одна из образующих аккумулятор энергии винтовых пружин в разжатом состоянии имеет заранее искривленную форму.

Образованный винтовыми пружинами аккумулятор энергии имеет большое отношение длины к наружному диаметру.

Между взаимно скручиваемыми конструктивными элементами предусмотрено не более трех аккумуляторов энергии, расположенных на одном и том же диаметральном участке.

Аккумуляторы энергии предусмотрены между взаимно скручиваемыми конструктивными элементами и выполнены с возможностью прокручивания в обоих направлениях на угол, по меньшей мере, 30 градусов.

Гаситель крутильных колебаний согласно изобретению является составной частью маховика, состоящего из нескольких масс или образует такую составную часть.

Ниже изобретение рассматривается более подробно с привлечением чертежей.

Фиг.1 - разрез по гасителю крутильных колебаний согласно изобретению,
фиг.2 - частичный разрез по линии II-II согласно фиг.1,
фиг.3 - подпорный башмак в разрезе,
фиг. 4 - конец пружины, примыкающий к подпорному башмаку по фиг.3, вид спереди,
фиг.5 - вид по стрелке V согласно фиг.4,
фиг. 6-9 - другие варианты выполнения подпорных башмаков и соотв. винтовых пружин, взаимодействующих с соответствующими башмаками,
фиг.10 - аккумулятор энергии, состоящий из нескольких винтовых пружин.

Изображенный частично на фиг.1 и 2 гаситель крутильных колебаний представляет собой разделенный на две части маховик 1, который состоит из первой или первичной маховой массы 2, закрепляемой на не показанном на чертеже ведомом валу двигателя внутреннего сгорания, и второй или вторичной маховой массы 3. На второй маховой массе 3 можно закрепить фрикционную муфту, проложив между ними диск сцепления, посредством которого можно включить и выключить не показанный на чертеже входной вал коробки передач. Маховые массы 2 и 3 установлены с возможностью взаимного поворота на подшипнике 4, который в изображенном примере выполнения расположен радиально снаружи по отношению к отверстиям 5 для пропускания винтов, прикрепляющих при сборке первую маховую массу 2 к ведомому валу двигателя внутреннего сгорания. Между обеими маховыми массами 2 и 3 находится демпфирующее устройство 6, состоящее из аккумуляторов 7 энергии, из которых, по меньшей мере, один образован винтовыми пружинами 8, 9, 10 сжатия. Как видно особенно из фиг.2, винтовая пружина 9 сжатия вставлена в пространство, образованное витками 8а пружины 8 или, иными словами, обе винтовые пружины 8 и 9 вставлены одна в другую в направлении их длины. В изображенном примере выполнения угловая протяженность или длина дуги 11 внутренней винтовой пружины 9 меньше протяженности 12 наружной винтовой пружины 8. При этом целесообразно выполнить внутреннюю пружину 9 короче наружной пружины 8 на величину расстояния 13, которая составляет около 1-5 угловых градуса. Однако длина или угол различия 13 может быть и больше. Пружины 8, 9 могут иметь и одинаковую длину или одинаковую угловую протяженность. С обеими параллельно действующими винтовыми пружинами 0, 9 винтовая пружина 10 образует последовательное соединение в ряд. Хотя в изображенной примере исполнения согласно фиг.2 не предусмотрена внутренняя пружина, во многих случаях применения такая внутренняя пружина была бы целесообразной. Тогда она устанавливается в пружине 10 таким же образом, как внутренняя пружина 9 в наружной пружине 8. Для некоторых случаев применения может оказаться целесообразным применение только наружной пружины 3, т.е. внутренняя пружина 9 отпадает.

Обе маховые массы 2 и 3 имеют участки воздействия 14, 15 или 16 для аккумуляторов энергии 7. В изображенном примере исполнения участки воздействия 14, 15 образованы выступами, выдавленными в этих местах из штампованных листовых деталей 17, 18, образующих маховую массу 2. Участки воздействия 16, предусмотренные в осевом направлении между участками 14, 15, образованы посредством, по меньшей мере, одной фланцеобразной детали 20, соединенной со вторичной маховой массой 3, например, при помощи заклепок 19. Эта деталь 20 служит элементом передачи крутящего момента от аккумулятора энергии 7 к маховой массе 3. Участки воздействия 16 образованы в виде радиальных выступов 16 на наружном контуре фланцеобразного средства воздействия 20. Деталь 13, полученная путем холодной штамповки листового материала, служит для закрепления первой маховой массы 2 или всего разделенного на две части маховика 1 на ведомом валу двигателя внутреннего сгорания. По наружному контуру деталь 17 соединена с деталью 18, тоже изготовленной из листового материала. Обе детали 17 и 18 образуют кольцеобразной пространство 21, имеющее тороидальный участок 22. Кольцеобразное пространство 21 или тороидальный участок 22, по меньшей мере, частично заполнены вязкой средой, например густым маслом. В окружном направлении между выступами или участками воздействия 14, l5 детали 17,18 образуют выступы 23, 24, которые ограничивают тороидальный участок 22 и служат для размещения аккумуляторов энергии 7, фиксируя их в радиальном и осевом направлении. Но меньшей мере, при вращении устройства 1 витки пружин 8 и 10 опираются в деталях 17 и/или 18, ограничивающих по наружному периметру тороидальный участок 22. В изображенном примере исполнения предусмотрен кожух 25 для защиты от износа, выполненный в виде, по меньшей мере, одной закаленной листовой вставки или листовой прокладки. Кожух 25 целесообразно расположить в окружном направлении, по меньшей мере, по всей длине или угловой протяженности разжатого аккумулятора энергии 7. Под действием центробежной силы подпирания виков пружин 8 и 10 между ними и находящимися с ними во фрикционном взаимодействии деталями создается зависящее от частоты вращения фрикционное гашение колебаний при удлинении или сжатии аккумуляторов энергии 7 или силовых аккумуляторов 8 и 10.

На своем внутреннем контуре деталь 17 несет промежуточную втулку 20, в которой размещено внутреннее кольцо шарикоподшипника 4. Наружное кольцо шарикоподшипника 4 несет маховую массу 3.

Как видно особенно из фиг.2, участки воздействия 16 выполнены в угловом отношении более короткими чем участки воздействия 14,15, вследствие чего судя по показанному на фиг.2 теоретическому положению покоя, или исходному положению, возможно небольшое прокручивание в обоих направлениях вращения маховых масс 2 и 3 относительно друг друга без пружинного действия.

Между обращенные друг к другу, т.е. соседними концевыми витками 27, 28, с одной стороны, и витками 29, с другой стороны, пружин 8, 9 и 10, как видно из фиг. 2, предусмотрен промежуточный элемент 30, который можно назвать подпорным башмаком или седлом пружины и который служит для подпирания концевых витков 27, 28, 29, т.е. концевых участков пружин 3, 9 и 10. В изображенном на фиг.2 примере исполнения промежуточная вставка или подпорный башмак пружины 30 имеет кольцевой участок 31, на который опираются пружины 8, 9 и 10 в окружном направлении, а также отходящий под прямым углом к участку 31 выступ 32, который входит в полость между витками 10а, т.е. в концевой участок пружины 10. В изображенном примере исполнения подпорный башмак 30 выполнен полым, т. е. имеет полость 33. Как видно на фиг.2, аккумуляторы энергии 7 или образующие их винтовые пружины 8, 9, 10 не имеют на своих концевых участках, обращенных к участкам воздействия 14, 15, 16, никаких подпорных вставок или башмаков. Однако, по меньшей мере, на одном из концов аккумуляторов энергии 7 можно было бы предусмотреть башмак пружины или подпорную вставку.

Подпорный башмак 30 соединен о винтовой пружиной сжатия 10 способом, надежно исключающим возможность его утери. Для этого между башмаком 30 и пружиной 10 обеспечено геометрическое замыкание, которое в изображенном примере исполнения осуществлено защелкой, как это будет подробнее объяснено при рассмотрении фиг.3 и 4.

Как видно из фиг.3, башмак пружины или подпорная вставка 30 имеет образованную в виде углубления кольцевую канавку 34, которая предусмотрена в осевом выступе 32, непосредственно примыкая к кольцевому участку 31. Наружный участок 35 выступа 32 соответствует, по меньшей мере, приблизительно внутреннему диаметру 36 витков 10а пружины 10 (фиг.4). Целесообразно делать наружный диаметр 35 несколько меньше внутреннего диаметра 36, который имеет место, по меньшей мере, на участке конца пружины, обращенном к башмаку 30.

Как видно из фиг.4, свободный концевой отрезок 37 концевого витка 29, примыкающего к подпорному башмаку 30, в радиальном направлении к оси пружины 38 отогнут или сдвинут относительно остальных зон концевых витков пружины 29 или относительно витков пружины 10а. Благодаря этому получается ширина в свету 39, которая меньше внутреннего диаметра 36 концевого витка 29 и внутреннего диаметра 36 концевого витка 29 и витков 10а или наружного диаметра 35 выступа 32. При сборке пружины 10 и подпорного башмака 30 выступ 32 вдвигают в соответствующий концевой участок пружины 10, благодаря чему сначала раздвигается конечный виток 29, так что расстояние 29 сначала увеличивается. Следовательно, концевой участок 37 радиально вытесняется наружу.

Как только концевой участок 37 витка 29 попадает на уровень канавки или выемки 34, концевой виток 29 может отпружиниться назад, в результате чего расстояние 29 снова уменьшается и тем самым концевой участок 37 радиально проникает в канавку 34, защелкиваясь в ней, благодаря чему подпорный башмак 30 удерживается в пружине 10 без возможности утери. Выступ 32 имеет на своем свободной конце сужение или фаску 39, которая облегчает проникание или запрессовку этого выступа 32 в обращенный к нему концевой участок пружины 10. Через сужение 39 можно выдвинуть концевой участок 37 радиально наружу.

Как видно из фиг.5, концевой виток 29 имеет везде, кроме радиадьно заходящего в канавку 34 концевого участка 37, такой же шаг, т.е. такой же угол подъема, как на концевых витках 10а пружины 10. Концевой отрезок 37 пружины 10, по крайней мере, в разжатом состоянии пружины 10, проходит параллельно к опорной поверхности 31а (фиг.3) кольцевого участка 31 подпорного башмака 30. Для этого концевой участок 37, как видно из фиг.5, отогнут из показанного пунктиром положении 37а в показанное сплошными линиями положение концевого участка 37 в направлении продольной оси 38 пружины 10.

На конце 39 пружины 10, примыкающем к участкам воздействия 14, 15, 16, последний виток известным образом поджат к предпоследнему витку за счет деформации в направлении оси пружины 38 и подшлифован, в результате чего он, по крайней мере, приблизительно образует площадку примыкания, расположенную перпендикулярно к оси пружины 33. Такая форма конечного витка предложена, например, в патенте DE-OS 4229416. Обе винтовые пружины 8 и 9 имеют на своих концевых участках тоже соответствующим образок уплощенные концевые витки, благодаря чему обеспечено безупречное прилегание этих пружин их участками 14, 15, 16, а также безупречное подпирание этих пружин 8, 9 концевым участком 31 промежуточной вставки или подпорного башмака 30.

Винтовые пружины 8 и 10 могут иметь одинаковую жесткость или разные жесткости. Можно также приспособить соотношение длин пружин 8 или 9 и пружины 10 к конкретному случаю применения, причем это соотношение длин может находиться в диапазоне от 0,5:1 до 3:1, предпочтительно в диапазоне от 1:1 до 2:1.

Применение подпорного башмака 30 дает следующие преимущества.

- Можно соединить в последовательный ряд пружины с разным соотношением между длиной и диаметром пружины, причем всегда обеспечивается то, что происходит безупречное прилегание обращенных друг к другу концевых участков этих пружин и, кроме того, устраняется выскальзывание или потеря подпорных башмаков 30 из соответствующих пружин. Тем самый промежуточная вставка всегда воздействует безупречно и не может быть разрушена пружинами 8, 10 вследствие перекоса между соответствующими концевыми участками этих пружин.

- При применении, по меньшей мере, одной внутренней пружины ее можно сделать более короткой, так как для ее сжатия она не должна занимать больше, по меньшей мере, части общей длины пружины 10.

- Далее, промежуточная вставка 30 позволяет применять разные по длине и/или жесткости внутренние пружины. Следовательно, можно также внутри пружины 10 предусмотреть, по меньшей мере, одну внутреннюю пружину, причем она может иметь такую же длину, как пружина 10, или же быть более короткой или более длинной. Для многих случаев применения может быть также целесообразным, чтобы, как показано на фиг.6, промежуточная вставка 130 имела кольцевой опорный участок 131, от которого в обоих осевых или окружных направлениях устройства 1 выходят выступы 132, 132а. При таком исполнении промежуточной вставки 130 прочное соединение с промежуточной вставкой в осевом направлении аккумулятора энергии 7 может иметь не только пружина 10, но и пружина 8, благодаря чему обе пружины 8 и 10 в окружном направлении устройства 1 прочно соединяется между собой. При таком исполнении в отличие от формы исполнения, представленной на фиг. 2, внутренняя пружина 9 должна быть выполнена более короткой, по меньшей мере, на длину выступа 132а.

Далее, выступ 132a согласно фиг.6 может быть выполнен и таким образом, что он согласован и с внутренней пружиной 9, благодаря чему тогда, по меньшей мере, пружина 9 соединяется с пружиной 10.

Далее, как показано на фиг.7, промежуточная вставка 230 может быть выполнена и таким образок, что ока имеет ступенчатый выступ 232а, причем каждая ступень имеет канавку 233, 234а, в которую, по меньшей мере, своим частичным участком заходит соответствующий концевой виток пружины 208, 209. При таким исполнении дополнительно достигается то, что внутренняя пружина 209 практически не может проскользнуть относительно наружной пружины 208, т.е. внутренняя пружина 209 не выскакивает из наружной пружины 208. Промежуточная вставка 230 может, как показано на фиг.7 пунктиром, иметь также для пружины 10 согласно фиг.2 выступ 232, который соединен с пружиной 10 способом, надежно исключающим возможность утери. При применении внутренней пружины, вставленной внутрь наружной пружины, выступ 232 может быть также выполнен в виде 232а, благодаря чему с промежуточной вставкой 230 можно соединить вторую внутреннюю пружину.

В примере исполнения, изображенном на фиг.8, при котором две наружные пружины 308, 310 с проложенной между ними подпорной вставкой 330 соединены в последовательный ряд, причем каждый раз предусмотрена вставленная внутрь пружин 303, 310 внутренняя пружина 309, 309а, промежуточная вставка 330 подвешена только во внутренней пружине 309, т.е. связана с внутренней пружиной способом, надежно исключающим возможность утери.

Таким образом, возможно большое число вариантов в отношении подвеса или фиксации промежуточной вставки 30, 130, 230, 330 на пружинах, примыкавших к этим вставкам, причем промежуточная вставка связана способом, исключающим возможность утери, по меньшей мере, с одной из этих пружин. Однако соответствующая промежуточная вставка может входить а соединение и с несколькими пружинами или даже со всеми примыкающими пружинами.

В форме исполнения согласно фиг.9 подпорный башмак 430, соединенный с пружиной 409, имеет выступ 432 с резьбовой канавкой 434, находящейся на его наружной поверхности. Концевые витки 409а пружины 409 намотаны таким образом, что они могут быть навинчены на резьбовую канавку 434, причем целесообразно концевые витки 409 выполнить в отношении их внутреннего диаметра так, чтобы они прилегали к выступу 432 с радиальным натягом, благодаря чему можно устранить вывинчивание подпорного башмака или вставки из концевого участка пружины 409.

В изображенном примере исполнения согласно фиг.2 в последовательный ряд установлены только две пружины или два комплекта пружин. Однако можно соединить в последовательный ряд также три или большее число пружин или комплектов пружин, причем между примыкающими концами пружин или комплектов пружин каждый раз можно предусмотреть подпорный башмак согласно изобретению.

Подпорные башмаки, предусматриваемые согласно изобретению с надежным исключением возможности утери, по меньшей мере, на одном конце пружины, могут быть также предусмотрены на концевых участках соответствующих пружин, обращенных к участкам воздействия 14, 15, 16. Так, например, на фиг.2 пружины 8 и 10 можно было бы выполнить за одно целое, т.е. они образовывали бы одну пружину, а подпорный башмак 30 был бы предусмотрен на конце 39 пружины 10. При исполнении пружин 8 и 10 зацело можно было бы и в концевом участке 39а пружины 8 предусмотреть подпорный башмак, выполненный согласно фиг.7, 8 или 9. При исполнении пружин 8 или 10 зацело, т.о. при применении сквозной наружной пружины между участками воздействия 14, 15, 16, имеющимися на этих пружинах, отпадает надобность в изображенных на фиг.2 подпорных башмаках или вставках.30.

По меньший мере, один сцепленный с подпорным башмаком концевой виток винтовой пружины может быть в продольном направлении этой пружины приложен к предпоследнему витку путем деформации в направлении длины пружины 38 и подшлифован. В этом отношении уже делалась ссылка на патент DE-OS 4229416. В предпочтительном исполнении выполненный таким образом концевой виток имеет по отношению к остальным виткам меньший внутренний диаметр, благодаря чему может защелкнуться в канавку соответствующего башмака. Такое исполнение концевого витка пружины 208a изображено на фиг.7. Посредством такого исполнения концевого участка пружины обеспечивается то, что при сжатии пружины между ней и подпорным башмаком имеется сравнительно большая площадь прилегания, благодаря чему силa, создаваемая сжатием пружины, может быть распределена на большей опорной поверхности башмака.

Изображенный на фиг.10 аккумулятор энергии 507 отличается от аккумулятора энергии 7 согласно фиг.2 в основном тем, что внутри винтовой пружины 510 вставлена винтовая пружина 509а. Пружина 509а прочно соединена с подпорным башмаком 530, по меньшей мере, в окружном направлении, или в направлении оси 538 аккумулятора энергии 507. Как и на фиг.2, имеется наружная пружина 508 и вставленная в нее внутренняя пружина 509, которые соединены в последовательный ряд с пружинами 510, 509a.

Внутренняя пружина 509а обладает гораздо более высокой жесткостью, чем наружная пружина 510. Длина внутренней пружины 509а в окружном направлении, или в направлении оси 538, тоже гораздо меньше длины наружной пружины 510.

Длина или угловая протяженность ненатянутой жесткой пружины 509а выбрана таким образом, что обеспечивается достаточный угол скручивания более мягкой, т.е. обладающей меньшей жесткостью наружной пружины 510, прежде чем сожмется внутренняя пружина 509а.

Как видно из показанного на фиг.10 расстояния между двумя соседними витками, внутренняя пружина 509а имеет в направлении оси 538 аккумулятора энергии 507 меньший подъем витков, чем наружная пружина 510. В изображенном примере исполнения пружина 509а выполнена по отношению к пружине 510 таким образом, что при взаимном скручивании двух маховых масс 2,3 согласно фиг.1 витки внутренней пружины 509а сжимаются до предела прежде, чем могут сжаться до предела витки наружной пружины 510, благодаря чему можно устранить перегрузку наружной пружины 510.

Однако внутренняя пружина 509а может быть выполнена по отношению к пружине 510 и таким образом, что уже вследствие высокой жесткости, т.е. высокого коэффициента наклона характеристики внутренней пружины 509а, крутящий момент, возникающий при больших амплитудах колебаний, который может быть больше номинального крутящего момента, создаваемого двигателем внутреннего сгорания, воспринимается внутренней пружиной 509a главным образом с пружинением, благодаря чему наружная пружина, более чувствительная к нагреванию в сжатом до предела состоянии, должна воспринимать только часть этого крутящего момента. Если внутренняя пружина 509a достаточно эффективно гасит или воспринимает с пружинением ударную скручивающую нагрузку, может происходить или быть допущено также нагружение наружной пружины 510 в сжатом до предела состоянии.

В варианте формы исполнения, показанной на фиг.10, внутренняя пружина 509а может также в направлении оси 538 аккумулятора энергии 507 иметь больший подъем витков, чем наружная пружина 510.

Целесообразно предусмотреть, чтобы подъем витков внутренней пружины 509а был направлен против подъема витков наружной пружины 51. Это означает, что при рассмотрении вдоль того же окружного направления, т.е. направления оси аккумулятора анергии 507, витки одной пружины навиты по часовой стрелке с определенным шагом, а витки другой пружины навиты против часовой стрелки с соответствующим шагом.

Угол скручивания обеих маховых масс 2, 3, в пределах которого параллельно соединены обе пружины 509а и 510, может составлять от 5 до 20^o. Однако в зависимости от случая применении этот угол может быть и больше, прячем в крайнем случае внутренняя пружина 509а может быть лишь немного короче наружной пружины 510, как это имеет место, например, на фиг.2. в отношении пружин 8, 9. Однако целесообразно, чтобы внутренняя пружина 509а препятствовала перегрузке витков наружной пружины 510 при сжатии до предела, по меньшей мере, одной из пружин 509a, 510. Наружная пружина 510 может иметь такой коэффициент наклона характеристики, при котором она создает между взаимно скручивающимися маховыми массами 2, 3 сопротивление скручиванию порядка 0,5-4 Нм/^o. Сопротивление скручиванию, создаваемое пружиной 509a, может находиться в пределах 20-80 Нм/^o. Однако эти значения могут быть также меньше и больше указанных. Целесообразно придавать внутренней пружине 509а жесткость, которая между маховыми массами 2, 3 создает сопротивление скручиванию порядка 20-50 Нм/^o.

Соединенная с пружиной 510 в последовательный ряд пружина 508 может иметь жесткость, которая равна, меньше или предпочтительно больше, чем жесткость пружины 510. Жесткость пружины 509 может бить в свои очередь равна, больше или меньше жесткости пружины 508.

В изображенном на фиг.10 аккумулятора энергии 507 соосно расположенные пружины 509а, 510 соединены в последовательный ряд с тоже соосно расположенными пружинами 508, 509. Однако описанный в связи с пружинами 509а и 510 принцип действия может быть применен и для аккумуляторов энергии, которые состоят только из двух соосно расположенных и вставленных друг в друга пружин. Это означает, что на фиг.10 винтовая пружина 510 проходила бы по всей длине аккумулятора энергии 507, причем внутреннюю пружину 509а в отношении ее длины и пружинных свойств нужно было бы приспособить соответствующим образом. Следовательно, в таком аккумуляторе энергии наружная пружина имела бы такое угловое протяжение или длину, которое соответствовало бы сумме длины пружины 510, пружины 508 и промежуточной вставки 530. В этом случае пружину 509а необходимо выполнить тоже длиннее.

В изображенных примерах исполнения каждый раз предусмотрены только две вставленные одна в другую пружину. Однако для многих случаев применения может оказаться целесообразным наличие трех или даже четырех вставленных одна в другую пружин, которые целесообразно зафиксировать в окружном направлении относительно друг друга, как это уже было описано ранее. Так, например, внутри пружины 409 согласно фиг.9 можно было бы предусмотреть еще одну пружину, которая может быть установлена на дополнительной выступе, примыкающем к выступу 432 подпорного башмака 430. Этот дополнительный выступ может быть, например, выполнен таким же образом, как выступ для пружины 209 согласно фиг.7.

Конструкция согласно данному изобретению имеет то преимущество, что, как уже отмечалось ранее, подпорные вставки или башмаки пружин не могут выскользнуть из концов пружин, на которые они поставлены, благодаря чему всегда обеспечивается безупречное взаимодействие пружин или при установке пружин в последовательный ряд безупречное взаимное подпирание пружин. Такое выскальзывание подпорных вставок может происходить в особенности при применении длинных пружин сравнительно большого диаметра и со сравнительно малым наклоном характеристики пружины, поскольку, как это описано в патентах DЕ-OS 3721711 и DE-OS 372I712. при вращающемся устройстве 1 центробежная сила, действующая на пружины, может стать такой большой, что после сжатия пружин, например, под действием силового удара, они вследствие большого трения между витками пружины и подпирающими их участками, по меньшей мере, не могут больше самостоятельно расслабиться, вследствие чего имеют укороченную длину по сравнению с полностью расслабленным состоянием. Без фиксации подпорных башмаков согласно данному изобретению они могли бы вывалиться или выскользнуть из концевого участка соответствующей пружины или пружин и прокручиваться или проворачиваться в камере 21 или в тороидальном пространстве 22. Тогда при повторном сжатии или взаимодействии соответствующих пружин не всегда будет обеспечено, что выступ или выступы промежуточных вставок смогут проникнуть в соответствующие пружины или в соответствующие концы пружин, вследствие чего может произойти разрушение промежуточных вставок.

Пункты формулы изобретения, приведенные в данной заявке, представляют собой предложения по формулированию, не претендующие на получение всеобъемлющей патентной защиты. Заявитель оставляет за собой право претендовать на патентоспособность других признаков, раскрытых до сих пор только в описании и/или чертежах.

Даваемые в дополнительных пунктах формулы обратные ссылки указывают другое исполнение предмета главного пункта при помощи признаков данного конкретного пункта; их не следует понимать, как отказ от получения самостоятельной предметной защиты дополнительных пунктов с обратной ссылкой.

Тем не менее предметы этих дополнительных пунктов образуют также самостоятельные изобретения, которые сформулированы независимо от предметов предыдущих дополнительных пунктов.

Данное изобретение не ограничивается также примером исполнения согласно описанию. Более того, в рамках данного изобретения возможны многочисленные изменения и модификации, особенно такие варианты, элементы и комбинации и/или материалы, которые, например, приобретают характер изобретений вследствие сочетания или изменения некоторых признаков, или элементов, или этапов применяемых способов, описанных на общем примере исполнения и в пунктах формулы изобретения, и благодаря комбинированным признакам приводят к новому предмету или к новому этапу, или новой последовательности применяемого способа, если они относятся к способам изготовления, испытания или эксплуатация.

Изобретение относится к средствам гашения колебаний. Гаситель содержит два скручиваемых конструктивных элемента, которые выполнены с возможностью углового смещения относительно друг друга, винтовую пружину, подпорный башмак. В направлении продольной оси между подпорным башмаком и винтовой пружиной предусмотрено соединение, которое выполнено без возможности потери подпорного башмака. Изобретение направлено на расширение диапазона условий эксплуатации. 24 з.п.ф-лы, 10 ил.

1. Гаситель крутильных колебаний, содержащий, по меньшей мере, два конструктивных элемента, которые выполнены с возможностью углового смещения относительно друг друга на некотором участке для преодоления сопротивления сжатия, по меньшей мере, одной винтовой пружины, а также один подпорный башмак, предназначенный для взаимодействия с возможностью углового смещения одним своим концом с винтовой пружиной, при этом каждый из упомянутых конструктивных элементов подпирает соответствующий конец винтовой пружины и образует подпорный участок для примыкающего к нему концевого витка винтовой пружины, отличающийся тем, что в направлении продольной оси между подпорным башмаком и упомянутой винтовой пружиной для позиционирования и/или сохранения положения предусмотрено соединение, которое выполнено без возможности потери подпорного башмака. 2. Гаситель крутильных колебаний по п.1, отличающийся тем, что подпорный башмак имеет выступ, который в направлении продольной оси пересекает примыкающий концевой участок пружины. 3. Гаситель крутильных колебаний по п.1 или 2, отличающийся тем, что подпорный башмак соединен с винтовой пружиной посредством геометрического замыкания, исключающего возможность потери подпорного башмака. 4. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что между подпорным башмаком и, по меньшей мере, примыкающим концом винтовой пружины имеется геометрическое замыкание. 5. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что между подпорным башмаком и винтовой пружиной предусмотрено соединение по типу защелки, создающее геометрическое замыкание. 6. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что между винтовой пружиной и выступом подпорного башмака имеется соединение, исключающее возможность потери подпорного башмака. 7. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что подпорный башмак имеет кольцевой участок, предназначенный для подпирания примыкающего конца винтовой пружины, из которого выходит выступ, проходящий во внутреннюю полость винтовой пружины, ограниченную витками так, что возможно удержание подпорного башмака по отношению к винтовой пружине, исключающее возможность потери подпорного башмака. 8. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что свободный концевой отрезок примыкающего к подпорному башмаку витка пружины предназначен для удержания подпорного башмака по отношению к винтовой пружине. 9. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.5-8, отличающийся тем, что подпорный башмак имеет радиальную канавку, предназначенную для входа в нее с геометрическим замыканием по типу защелки, по меньшей мере, одного витка пружины. 10. Гаситель крутильных колебаний по п.9, отличающийся тем, что свободный концевой участок концевого витка пружины радиально входит в канавку подпорного башмака, прилегающего к этому концевому участку пружины. 11. Гаситель крутильных колебаний по п.9 или 10, отличающийся тем, что при разжатом состоянии концевой виток винтовой пружины примыкает к подпорному башмаку, за исключением концевого участка, входящего в канавку подпорного башмака, и имеет такой же угол подъема, как и витки между концевыми витками. 12. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.7-11, отличающийся тем, что концевой участок соответствующего концевого витка, по меньшей мере, в разжатом состоянии винтовой пружины расположен параллельно подпорной площадке подпорного башмака для данной винтовой пружины. 13. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.7-12, отличающийся тем, что концевой участок примыкающего к подпорному башмаку концевого витка винтовой пружины смещен относительно других витков радиально в направлении к продольной оси винтовой пружины. 14. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-13, отличающийся тем, что аккумулятор энергии образован, по меньшей мере, одной наружной винтовой пружиной и, по меньшей мере, одной внутренней винтовой пружиной, вставленной в полость, ограниченную витками наружной винтовой пружины, причем, по меньшей мере, на одном конце аккумулятора энергии установлен упомянутый подпорный башмак, который с наружной винтовой пружиной для позиционирования и/или сохранения положения образует соединение, которое выполнено без возможности потери подпорного башмака. 15. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-13, отличающийся тем, что аккумулятор энергии образован, по меньшей мере, одной наружной винтовой пружиной и, по меньшей мере, одной внутренней винтовой пружиной, вставленной в полость, ограниченную витками наружной винтовой пружины, причем, по меньшей мере, на одном конце аккумулятора энергии установлен упомянутый подпорный башмак, который с внутренней винтовой пружиной для позиционирования и/или сохранения положения образует соединение, которое выполнено без возможности потери подпорного башмака. 16. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-13, отличающийся тем, что аккумулятор энергии образован, по меньшей мере, одной наружной винтовой пружиной и, по меньшей мере, одной внутренней винтовой пружиной, вставленной в полость, ограниченную витками наружной винтовой пружины, причем, по меньшей мере, на одном конце аккумулятора энергии установлен упомянутый подпорный башмак, который как с наружной, так и с внутренней винтовой пружиной для позиционирования и/или сохранения положения образует соединение, которое выполнено без возможности потери подпорного башмака. 17. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-13, отличающийся тем, что аккумулятор энергии образован, по меньшей мере, из двух поставленных последовательно в ряд винтовых пружин между участками взаимодействия скручиваемых конструктивных элементов, а между противоположными концевыми участками винтовых пружин установлен упомянутый подпорный башмак для позиционирования и/или сохранения положения, по меньшей мере, относительно одной из винтовых пружин без возможности потери упомянутого подпорного башмака. 18. Гаситель крутильных колебаний по п.17, отличающийся тем, что по меньшей мере, одна из обеих винтовых пружин образует наружную пружину, в которую вставлена внутренняя пружина, длина которой составляет, по меньшей мере, часть длины наружной пружины. 19. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-18, отличающийся тем, что, по меньшей мере, в одной паре винтовых пружин, в состав которой входят наружная и внутренняя пружины, внутренняя пружина короче наружной пружины. 20. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-18, отличающийся тем, что, по меньшей мере, в одной паре винтовых пружин, в состав которой входят наружная и внутренняя пружины, обе пружины имеют одинаковую длину. 21. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-20, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из образующих аккумулятор энергии винтовых пружин в разжатом состоянии имеет заранее искривленную форму. 22. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-21, отличающийся тем, что образованный винтовыми пружинами аккумулятор энергии имеет большое отношение длины к наружному диаметру. 23. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-22, отличающийся тем, что между взаимно скручиваемыми конструктивными элементами предусмотрено не более трех аккумуляторов энергии, расположенных на одном и том же диаметральном участке. 24. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-23, отличающийся тем, что аккумуляторы энергии предусмотрены между взаимно скручиваемыми конструктивными элементами и выполнены с возможностью прокручивания в обоих направлениях на угол, по меньшей мере, 30^o. 25. Гаситель крутильных колебаний по одному из пп.1-23, отличающийся тем, что гаситель крутильных колебаний согласно изобретению является составной частью маховика, состоящего из нескольких масс или образует такую составную часть.