Упругий шарнир Советский патент 1987 года по МПК F16D3/68 

ло, может перераспределяться внутри одной системы. Посредством поворотной втулки со сходящимися к центру К, соответствуюпщми К корпуса, можно регулировать дросселирование рабочей

1

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к упругим шарнирам.

Цель изобретения - обеспечение компенсирующей и демпфирующей способностей.

На фиг.1 представлены варианты характеристик шарнира; на фиг, 2 - график зависимости давления в полости шарнира от передаваемого крутящего момента; на фиг, 3 - характеристика демпфирования шарнира в зависимости от частоты возбуждения; на фиг.4 изображен шарнир с отсоединенными ступицами, общий вид; на фиг. 5 - шарнир в разобранном виде; на фиг; 6 - корпус шарнира, осевое сечение; на фиг, 7 - сечение А-А на фиг.6; на фиг, 8 - то же, второй вариант исполнения; на фиг. 9 - поворотная втулка, осевой разрез; на фиг. 10 - вариант установки двух разделенных поворотных втулок, осевой разрез; на фиг. 11 - корпус шарнира, поперечное сечение, третий вариант исполнения; на фиг. 12-16 - варианты исполнения средств сопротивления потоку рабочей среды.

Упругий шарнир содержит ступицу 1 со стороны привода, ступицу 2 и цилиндрический корпус 3 по меньшей мере с тремя равномерно расположенными по окружности отверстиями 4, в которых установлены резинометаллические фигурные вкладьш1И 5.

Ступица 1 посредством винтов 6 соединена с корпусом 3 шарнира, а ступица 2 посредством болтов 7 и гаек 8 соединена с запрессованными ре- зинометаллическими фигурными вкладыами 5. Каждый фигурный вкладьш 5 выолнен с двумя выступами 9 на боковой оверхности, образующими в каждом отерстии перемычки, между которыми ра- иально расположены две полости 10 11, заполненные рабочей средой и

среды. Крутящий момент передается ОТ| одной ступицы к другой через резино- металлические упругие фигурные вкла- дьши корпуса шарнира. 12 з.п. ф-лы, 16 ил.

0

5

0

5

0

5

0

5

соединенные каналами 12 и 13. Каналы 12, соединяющие между собой одну из полостей 10 каждого отверстия 4, вы- .полнены в виде системы каналов,звездообразно сходящихся в точке, а кана- лы 13, соединяющие другие полости 11 отверстий 4, выполнены в виде системы каналов, звездообразно сходящихся в другой точке, и смещены аксиально относительно первых каналов.

Шарнир снабжен средствами обеспечения сопротивления потоку рабочей среды, которые по меньшей мере частично расположены в каналах, Все каналы 12 и 13 обеих систем расположены радиально и закрыты с наружной стороны посредством винтов 14 или заглушек 15.

Средства сопротивления потоку могут быть расположены в местах соединения каналов и выполнены в виде су-. жений 16 поперечных сечений каналов (фиг.12-16) или в виде поворотных втулок 17 со сходящимися к центру . каналами 18, соответствующими каналам корпуса. Втулки 17 установлены в выполненных в корпусе 3 цилиндрических отверстиях 19, а точки соединения каналов 18 расположены на осях цилиндрических отверстий 19 или на оси корпуса 3.

Между двумя вкладышами 5 корпуса 3 может быть расположен один канал 11 или 12 каждой из систем каналов, а также может быть расположен один канал 12 одной из систем, а между ОДНИМ из этих вкладьшей и смежньм с ним .вкладьш1ем - один канал 13 другой системы.

В каждой полости 10 и 11 установлен резиновый или жесткий упор 20. Корпус 3 шарнира выполнен из пластмассы с волокнистым наполнителем или из полиэфирной смолы, армированной

стекловолокном, лентой из стекловолокна или тканевыми прокладками.

На наружной поверхности корпуса нанесено по меньшей мере частичное клеевое покрытие предпочтительно из смолы или полиэфирной смолы.

На одном диаметре расположения вкладышей 5 в корпусе 3 выполнены отверстия 21, которые служат для монта жа ступицы на корпусе 3 посредством болтов 6.

В качестве рабочей среды, заполняющей системы каналов 12 и 13, можно использовать гликоль или силико- новое масло. Рабочая среда может перераспределяться внутри одной системы, но не между системами каналов. Варьированием диаметров каналов 12 и 13 можно добиться определенного за ранее заданного дросселирования пульсаций рабочей среды, т.е. определенного уровня демпфирования.

.Образованные выступами 9 вкладышей 5 перегородки могут деформиро- ваться под давлением рабочей среды, при этом одна из полостей одного отверстия 4, например полость 10, больше другой полости 11 того же отверстия 4. Упоры 20 ограничивают дефор- мацию перемычек. Посредством поворот ной втулки 17 можно также регулировать дросселирование рабочей среды и соответственно демпфирующие возможности конструкции. ,

Каналы 12, 13 и 18 уплотнены один относительно другого и снаружи посредством уплотненных колец 22, поэто му не нарушается разделение систем каналов поворотной втулкой и предот- вращаются утечки. Поворотная втулка имеет шестигранную головку 23, с помощью которой можно регулировать ее положение. Могут быть установлены две дополнительно поворотные втул- ки 24.

Крутящий момент передается от ступицы 1 через винты 6 и резинометалли ческие вкладыши 5 на корпус 3,- затем через болты 7 на ступицу 2.

Демпфирование может регулироватьс в обоих направлениях передачи крутящего момента.

Зависимости (фиг.1) характеризуют шарнир, полости и каналы которого полностью заполнены жидкостью под давлением 1 бар. Если системы содержат малые примеси воздуха, характеристика- будет мягче, т.е. она смещается в область под линию Ь в направлении характеристики а шарнира без жидкостного наполнения. Если же жидкость сжимается под давлением, шарнир будет жестче, т.е. характеристика с возрастанием давления жвдкости смещается от линии Ь к линии с.

На фиг.2 изображен график зависимости давления жидкости в нагруженной системе от передаваемого шарниром крутящего момента. Величине крутящего момента 400 Нм соответствует давление в полости примерно 20 бар.

. На фиг. 3 показана зависимость действующего в шарнире демпфирования выраженного как угол сдвига фаз, от частоты возбуждения. С возрастанием частоты демпфирование возрастает сверхпропорционально. Этот рост- базируется в основном на возрастающей доле демпфирования за счет жидкости, поскольку доля резины в охваченном диапазоне частот изменяется лишь незначительно. На графике нанесены две полученные опытным путем гистерезис- ные петли при частоте менее 10 и 70 Гц. При малой частоте демпфи1эова- ние определяется исключительно резиной. Жидкость полностью исключена и на демпфирование не влияет. Наоборот при частоте 70 Гц петля гистерезиса значительно расширяется. Прирост демпфирования осуществляется благодаря действию жидкостного демпфирования .

Фор- мула изобретения

. Упругий шарнир, содерж ащий цилиндрический корпус по меньшей мере с тремя равномерно расположенными по окружности отверстиями, в которых установлены резинометаллические фигурные вкладыши с двумя выступами на боковой поверхности каждого из них,образующие в каждом отверстии перемычки, между которыми радиально расположены две полости, заполненные рабочей средой и соединенные каналами, и две связанные с корпусом ступицы, по меньшей мере одна из которых связана с корпусом через вкладьш1и, отличающийся тем, что, с целью обеспечения компенсирующей и демпфирующей способностей, он снабжен средствами обеспечения сопротивления потоку рабочей среды, каналы, ; соединяющие между собой одну из полостей каждого отверстия, выполнены в виде системы каналов, звездообразно сходящихся в точке, а каналы,соединяющие другие полости отверстий, выполнены в виде системы каналов, звездообразно сходящихся в другой точке, и смещены аксиально относительно первых каналов, а средства сопротивления потоку рабочей среды по меньшей мере частично расположены в каналах.

2.Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что средства обеспечения сопротивления потоку расположены в местах соединения каналов.

3.Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что средства обеспечения сопротивления потоку рабочей среды выполнены в виде сужений поперечных сечений каналов.

4.Шарнир ПОП.1, отличающийся тем, что средства обеспечения сопротивления потоку рабочей среды выполнены в виде поворотных втулок со сходящимися к центру каналами, соответствующими каналам корпуса, установленным в выполненных в Kopijyce цилиндрических отверстиях.

5.Шарнир по п. 4, отличающийся тем, что отверстия под втулки расположены с торцов корпуса, а точки соединения каналов расположены на осях цилиндрических отверстий.

6.Шарнир по пп. 1-5, о т л и - чающийся тем, что точки соеН

динения каналов обеих систем расположены на оси корпуса.

7.Шарнир по пп. 1-6, о т л и чающийся тем, что каналы обе-

их систем расположены радиально и

закрыты с наружной стороны посредством винтов или заглушек.

8.Шарнир по пп. 1-7, о т л и чающийся тем, что между двумя вкладышами корпуса расположен один канал каждой из систем каналов.

9.Шарнир по пп. 1-7, о т л и - чающийся TeMj что между двумя

вкладьшами расположен один канал одной из систем, а между одним из этих вкладьппей и смежным с ним вкладьппем расположен один канал другой системы.

10.Шарнир по пп. 1-9, о т л и - чающийся тем, что в каждой

полости установлен резиновый или жесткий упор.

11.Шарнир по пп. 1-10, отличающийся тем, что корпус шарнира выполнен из пластмассы с волокнистым наполнителем.

12.Шарнир попп. I-IO, отличающийся тем, что корпус шарнира выполнен из полиэфирной смолы, армированной стекловолокном,лентой из стекловолокна или тканевыми прокладками.

13.Шарнир попп. 1-12, о тли- чаю П1Ийся тем, что на наружной поверхности корпуса нанесено по меньшей мере частичное клеевое покрытие предпочтительно из смолы или полиэфирной смолы.

10

Фа2.1

52OO

Фиг. г

ifoo Hfi

20ts

Ю70Гц

to го

за fo so Фиг.З

60 70 Гц

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к упругим шарнирам. Целью изобретения является обеспечение компенсирующей и демпфирующей способностей. Упругий- шарнир содержит две ступицы и цилиндрический корпус с тремя отверстиями, в которых установлены резинометаллические упругие фигурные вкладыши 5. Каждый вкладьпп выполнен с двумя выступами, образующими в каждом отверстии перемычки, между которыми ради- ально расположены две полости (П) 10 и 11, заполненные рабочей средой и соединенные каналами (К). К 12, соединяющие между собой одну из П 10 каждого отверстия, выполнены в виде системы К, звездообразно сходящихся в точке, а К, соединяющие другие nil, выполнены в виде системы К, . звездообразно сходящихся в друг.ой точке, и смещены аксиально относительно первых К, Упругий шарнир снабжен средствами сопротивления потоку рабочей среды в.виде сужений поперечных сечений К или в виде поворотных втулок, К обеих систем расположены раднально и закрыты с наружной стороны винтами 14 или заглушками. Рабочая среда, в качестве которой применяется гликоль или силиконовое маеI I СУ) ia 4 J END :л см Uf.f

Фиг, ft

XX / / / / / /А

11

у 111

20

Ю

r

;;

18

12

18 22 18. Фие.9

19 12 22 13 22

2 I

2ii

w

11

Фие.п

/ / / 7 у / /

-Я

/ / /7/j / / /

/ / 7

f7/Z//7,

Фиг, 13

,

/ лл

Фиг.

/ / / / / 7 7 / 7 / 7 / / / / / / / / / / 7

Фиг. 15

Редактор А.Козориз

Составитель Т.Янова Техред А.Кравчук

Заказ 4841/59

Тираж 811Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Фи9.76

Корректор А.Зимокосов