Амортизатор крутильных колебаний Советский патент 1990 года по МПК F16D13/64 

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано для (Фрикционного.сцепления в автомобилях.

Цель изобретения - снижение шума при работе и повьш1ение долговечности.

На (Ьиг. 1 изображен амортизатор крутильных колебаний, вид спереди, на Фиг. 2 - разрез А-А на Фиг.15 на Фиг. 3 - разрез Б-Б на Фиг.2; на .Фиг. 4 - диск ступицы, вид спереди на Фиг.5 - контрдиск ступицы, вид,спереди , на Фиг. 6 - разрез В-В на Фиг.З; на Фиг. 7 и 9 - первая Фаза работы амортизатора, сжатие пружин 26, на фиг. 8 и 10 - вторая фаза работы, сжатие пружин 27.

Амортизатор содержит две коаксиально расположенные части 1 и 2, установленные с возможностью углового смещения друг относительно друга. Часть 1 имеет ступицу 3 для жесткого соединения с ведомым валом (например, с входным валом коробки скоростей автомобиля) посредством шлицев, выполненных на поверхности отверстия ступицы 3, и диск 5 ступицы, связанный со ступицей 3 с возмож-ностью одностороннего зацепления. С диском 5 ступицы соединен по меньшей мере один контрдиск 6, также связанный со ступицей, причем направление зацепления диска 5 ступицы противоположно направлению зацепления контрдиска 6.

О5

35

С

Амортизатор может иметь два идентичных контрдиска 6, расположенных.с .противоположных cToipoH диска 5 ступицы, В диске 5 ступицы выполнено центральное осевое отверстие 7 для установки диска на ступивд 3, контр- диски также имеют соответствующие от- йерстия 8. Мелсду ступицей-3 и диском 5 ступицы предусмотрены средства 9 зацепления, вьтолненные в виде по $«еньшей мере одного радиального зуба 10 на наружной поверхности ступицы 3 И ответной канавки ,. 11 на поверх- jiocTH отвё рстия 7 диска 5 ступицы, Ьричем зуб расположен в канавке с за- Ьором в окружном направлении. Идентичные средства 12 зацегшения пр.еду смотрены и между ступицей 3 и каждым

момент ведущего вала больше вращающего момента ведомого вала, поскольку двигатель приводит автомобиль в движение, в контакте находятся средства 12 зацепления между ступицей 3 и каждым из контрдисков ступицы 6, канавки 14 и 16 каждого из контрдисков ступицы 6 упираются в зубья 10 и 13 ступицы 3 своим краем, являющимся задним относительно направления вращения узла.

Пусть J( круговой зазор между зубьями 10 и 13 ступицы 3 и противоположным краем канавок 14 и 16 каждого из контрдисков 6 ступицы (фиг.5}.. В этом случае средства 9 зацепления между ступицей 3 и диском 5 ступицы находятся в контакте в противополож

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано для фрикционного сцепления в автомобилях. Цель изобретения - снижение шума в работе и повышение долговечности. Амортизатор содержит две коаксиально расположенные части, установленные с возможностью углового смещения относительно друг друга. Первая часть вкл«1Чает иск ступицы, находящийся в зацеплении со ступицей при вращении в одном направлении и свободно установленный относительно ступицы при вращении в обратном направлении. С диском ступицы связаны два контрдйска, также находящихся в зацеплении со ступицей при вращении в одном направлении. Положение зацепления диска ступицы соответствует свободному положении контрдисков, и наоборот. Вторая коаксиально расположенная часть включает две направляющие шайбы. Угловое смещение коаксиально расположенных частей происходит после преодоления ими действия эластичных элементов. 4 з.п.Ф-лы, 10 ил. / i ел с

контрдиском 6. На ступице имеется зуб 20 ом направлении.

13, а на поверхности контрдисков со-- стветствующая канавка 14, Зубья 10 и 13 расположены диаметрально п роти-- воположно друг другу. Для обеспечения зазора в окружном направлении, 25 лри,установке зубьев в канавках канавка 14 выполнена с дополнительным участком, сопряженным с участком 15 диска ступицы 5, а канавка 11 диска ступицы сопряжена с дополнительным 0 участком 16 контрдиска 6, Канавки 11, 15 и 14, 16 имеют одинаковую конфигурацию и размеры D4 и расположены :диаметрально противоположно друг другу. Таким образом, средства 9 зацепления между стушщей 3 и диском ступицы 5 включают не только зуб 10, выполненный на ступице 3, но и зуб 13,- взаимодействующие соответственно ;С канавками 11, 15 диска ,ст/пицы 5. дО Средства 12 зацепления между ступицей 3 и каждым из контрдисков 6 содержат не только зуб 13 выполненный на ступице 3, но и зуб 10, взаимодействующие соответственно с ка- 45 навками 14 и 16 контрдиска 6.

В,нейтральном положении узла (teril-S), средства 9 зацепления между ступицей 3- и диском 5 ступицы

В нейтральном положении узла диск 5 ступицы упирается в зубьям 10 и 13 ступицы 3 краем своих канавок 11 и 15, являющимся задним относительно направления, противоположного направлению FI .

Таким образом, имеется зазор J, равный предыдущему, между этими зубьями 10 и 13 ступицы 3 и краем канавок 1 и 15 диска 5 ступицы, являющимся передним относительно этого направления вращения.

Это направление вращения является противоположным направлению вращения F и соответствует работе узла в режиме сжатия, когда вращающий момент ведущего вала становится меньше вращающего момента ведомого вала.

При направлении вращения F каждый из контрдисков 6 ступицы жестко связан со ступицей 3, в то время как диск 5 ступицы свободен при вращении относительно ступицы 3, и наоборот, при противоположном направлении вра- щения диск 5 ступицы жестко связан со ступицей 3, в то время как каждьй из контрдисков 6 ступицы свободен во вращении относительно ступицы 3.

Поэтому выбрано такое чередующеенаходятся в контакте в одном направ- -Q ся расположение диска 5 ступицы и каж- лении вращенря, а средства 12 зацепления с зазором между ступи1дей 3 и каждым из контрдисков6 находятся в контакте в противоположном направлении вращения. 55

При направлении вращения F , соот ветствующем движению автомобиля впе- .ред и, сле-довательно, работе узла в режиме расширения, когда вращающий

дым из дублирующих его контрдисков

6ступицы относительно самой сту-. пицы 3.

Таким образом, диск 5 ступицы и, контрдиски 6 ступицы имеют одинаковую конбзигурацию, включая отверстия

7и 8 .и канавки П, 15, 14 и 16, причем каждый из контрдисков 6 ступицы, может быть получен из диска 5 стуВ нейтральном положении узла диск 5 ступицы упирается в зубьям 10 и 13 ступицы 3 краем своих канавок 11 и 15, являющимся задним относительно направления, противоположного направлению FI .

Таким образом, имеется зазор J, равный предыдущему, между этими зубьями 10 и 13 ступицы 3 и краем канаво 1 и 15 диска 5 ступицы, являющимся передним относительно этого направления вращения.

Это направление вращения является противоположным направлению вращения F и соответствует работе узла в режиме сжатия, когда вращающий момент ведущего вала становится меньше вращающего момента ведомого вала.

При направлении вращения F каждый из контрдисков 6 ступицы жестко связан со ступицей 3, в то время как диск 5 ступицы свободен при вращении относительно ступицы 3, и наоборот, при противоположном направлении вра- щения диск 5 ступицы жестко связан со ступицей 3, в то время как каждьй из контрдисков 6 ступицы свободен во вращении относительно ступицы 3.

Поэтому выбрано такое чередующееся расположение диска 5 ступицы и каж

дым из дублирующих его контрдисков

6ступицы относительно самой сту-. пицы 3.

Таким образом, диск 5 ступицы и, контрдиски 6 ступицы имеют одинаковую конбзигурацию, включая отверстия

7и 8 .и канавки П, 15, 14 и 16, причем каждый из контрдисков 6 ступицы, может быть получен из диска 5 ступицы путем поворота на 180 вокруг , диаметра Т всего узла, который проходит через зубцы 10 и 13 ступицы 3.

В представленном варианте зубья 10 и 13.выполнены в осевом направле- НИИ только в средней части ступицы 3.

Часть 2 содержит по меньшей мере один диск 17 - направляющая шайба, о разуищий кольцевую деталь вокруг сту пицы 3, но свободный при вращении относительно ступицы 3 независимо от направления вращения.

На практике имеются две направляющие щайбы 17, расположенные по ту и по другую стороны диска 5 ступицы и контрдисков 6 ступицы и жестко соединенные между собой при помогай осевых связок 18, проходящих с зазором через отверстия 19 и 20, предусмот- ренныё для этого на наружной периферии диска 5 ступицы и контрдисков 6 ступицы соответственно.

В представленном варианте предусмотрены четыре осевые связки 18, расположенные Х-образно по отношению к оси узла.

В соответствии с изобретением каждое из отверстий 19 и 20 может одним из своих краев находиться в контакте с проходящей через него осевой связкой 18.

В нейтральном положении узла в контакте с соответствующей осевой связкой 18 находится тот край отверстия 19, который является передним относительно направления вращения Fj а у контрдисков 6 в контакте с соответствующей осевой связкой 18 находится тот край отверстия 20, который является задним относительно направления вращения F.

Таким образом, при заданной механической прочности для диска 5 и контрдисков 6 отверстия 19 и 20 мо- гут иметь максимальные размеры.

Отверстия, выполненные в каждом диске или контрдиске имеют размеры, необходимые для обеспечения углового отклонения между частями 1 и 2, со- ответствующего работе только в режим расширения или только в режиме сжатия узла, вместо того, чтобы иметь размеры, соответствующие работе как в режиме расширения, так и в режиме сжатия.

Пусть JB зазор, имеющийся в нейральном положении узла между каждой осевой связкой 18 и тем краем отвер

стий 19 и 20, который находится на расстоянии от этой связки.

Часть 2 содержит таюке Фрикционный диск 21. Его периферийная часть 22, которая может быть разделена на секторы, наклеена на внутреннюю поверхность одной из направляющих шайб 17 и жестко соединена с этой направляющей шайбой 17 посредством осевых связок 18, уже соединякяпих во врашении эту направляющую шайбу 17 с второй направляющей щайбой.

На периферийной части 22 этого Фрикционного диска 21 с обеих сторон укреплены выступающие в осевом направлении Фрикционные накладки 23.

В результате зажатия этих Фрикционных накладок 23 между двумя дисками, нажимным диском и опорным диском механизма сцепления (не показаны) , часть 2 жестко соединяется при вращении с валом.

На практике речь идет о ведущем вале.

В данном случае Фрикционного сцепления автомобиля речь идет о выходном вале двигателя автомобиля.,

Для центровки части 2 относительно части I между одной из направляющих шайб I7 части 2 и ступицей 3 части, 1 радиально установлен подшипник 24.

На практике этот подшипник 24 связан с той из направлюших шайб 17, на которую наклеена периферийная ча.сть 22 Фрикционного диска 21.

На этом подшипнике 24 выполнен буртик 25, радиально выступающий перпендикулярно оси узла и расположенный между соответствующей направляющей шайбой 17 и ближайшим к ней коит- диском 6.

Направляющие шайбы 17 расположены в осевом направлении вне зубцов 10 и 13, ступицы 3.

Эластичные средства кругового действия, установленные между частями 1 и 2, содержат несколько эластичных элементов, установленных вокруг оси узла и расположенных касательно к одной и той же окружности этого узла.

В представленном варианте предусмотрены два эластичных элемента 26, имеющие относительно слабую жесткость, и два эластичных элемента 27, имеющие- намного большую жесткость. Эти четыре эластичных элемента расположены крестообразно.

10

15

20

25

На практике речь идет о винтовых пружинах. .

Каждый из этик эластичных элементов 26 и 27 частично входит в отверстия 28-31, выполненные в диске 5 ступицы и в контрдисках 6 ступицы, и частично входят в отверстия 32 и 33, выполненные в направляющих шайбах 17.

На радиальном наружном, относительно оси узла, кршо отверстий 32 и 33, выполненных в направляющих шайбах 17, предусмотрена выступающая губка, служащая для удержания соответствующего эластичного элемента 26 и 27.

По крайней мере одно, а на прав:- тике оба отверстия 28 и 30, выполненные в диске 5 ступицы и контрдисках 6 ступицы для -эластичных элементов 26 относительно слабой жесткости, имеют одинаковую конфигурацию С по окружности, соответствующую конфигурации по окружности отверстий 32 и 33, выполненных в направляюших шайбах 17.

По крайней мере одно, а на практике оба отверстия 29 и 31, выполненные в диске 5 и контрдисках 6 ступицы для зо эластичных элементов. 27 большой жесткости, имеют размер по окружности С, превьшающий размер по окружности С 4 отверстий 33 в направляющих шайбах 17, в результате чего в нейтральном положении узла и в по меньшей мере одном направлении вращения эти эластичные элементы 27 вставлены в отверстия 29 и 31 в. диске 5 ступицы и контр,цисках 6 б кольцевым зазором J. Этот зазор Jg, одинаков для диска 5 ступицы и для контрдисков 6, но для диска 5 ступицы он регламентирован относительно эластичных элементов 27 S направлении, противоположном направлению FI, а для контрдисков 6 ступицы он регламентирован относительно эластичньгх элементов 27 в направлении F| ,

Таким образом, отверстия 29 и 30 имеют одинаковую длину по окружности. Между частями 1 и 2, образующими амортизатор крутильных колеба- . -НИИ, действуют Фрикционные средства известной конструкции.

В представленном варианте эти средства содержат, кроме, подшипника 24, жестко связанного при вращении с направляющей шайбой 17, две Фрик16006428

ционные шайбы 34, расположенные по обе стороны диска 5 ступицы между этим диском и каждым из контрдисков 6 ступицы.

Между направляющей шайбой 17, противолежащей той, с которой связан Фрикционный диск 34, и контрдиском 6 ступицы, ближайщим к этой направляющей шайбе 17, установлена эластичная шайба 35 типа, например, тарельчатой пружины, которая сжимает весь узел в осевом направлении.

На практике между эластичной шайбой 35 и соответствующим контрдиском 6 ступицы установлена прижимная шайба 36, связанная при вращении с направляющей шайбой 17 посредством ла-- пок 37.

В процессе работы, когда автомобиль движется вперед, вращающий момент прилагается к части 2 и, следовательно, к направляющим шайбам 17, принадлежащим этой части, вращаясь в направлении Р|, эти направляющие шайбы через посредство эластичных средств 26 и 27 кругового действия приводят во вращение часть 1 и, следовательно, ступицу 3.

При работе в режиме расщирения, т.е. в режиме, когда вращающий момент ведущего вала больше вращанщего момента ведомого вала, именно ступица 3 вращается в направлении, обратном

35

предыдущему, т.е. в направлении F,

40

и через посредство эластичных средств 26 и 27 кругового действия приводит во вращение направляющие шайбы 17. Эти направляющие шайбы на Фиг.6-10 неподвижны.

Таким образом, при работе в режиме расщирения ступица 3 при помощи своих зубцов 10 и 13 приводит во вращение контрдиски 6-, как показано 45 стрелками F, на Фиг. 7 и 8.

На первой Фазе (Фиг.7) сначала сжимаются только эластичные элементы 26, поскольку пружины, образующие их, имеют относительно слабую жесткость, во всяком случае, намного слабее жесткости пружин эластичных элементов 27.

На второй Фазе (Фиг.8) эластичные элементы 27 также сжимаются, добавляя свое действие к действию эластичных элементов 26, которые остаются сжатыми.

Во время всего этого процесса, со-. ответствующего работе узла в режиме

50

55

предыдущему, т.е. в направлении F,

и через посредство эластичных средств 26 и 27 кругового действия приводит во вращение направляющие шайбы 17. Эти направляющие шайбы на Фиг.6-10 неподвижны.

Таким образом, при работе в режиме расщирения ступица 3 при помощи своих зубцов 10 и 13 приводит во вращение контрдиски 6-, как показано стрелками F, на Фиг. 7 и 8.

На первой Фазе (Фиг.7) сначала сжимаются только эластичные элементы 26, поскольку пружины, образующие их, имеют относительно слабую жесткость, во всяком случае, намного слабее жесткости пружин эластичных элементов 27.

На второй Фазе (Фиг.8) эластичные элементы 27 также сжимаются, добавляя свое действие к действию эластичных элементов 26, которые остаются сжатыми.

Во время всего этого процесса, со-. ответствующего работе узла в режиме

9

расширения диск 5 ступицы бездействует из-за наличия зазора Jj и работают только контрдиски 6 ступицы.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока части 1 и 2 не упрутся друг в друга в соответствующем напрлении вращения, либо в результате полного сжатия эластичных элементов 26 и 27, либо в результате того, чт по меньшей мере одна из осевых связок 18 упирается в соответствующий край отверстий 20 контрдисков 6, .через которые она проходит.

Если в какой-либо момент при переходе с работы в режиме расширения на работу в режиме сжатия врашаюший момент между частями 2 и 1 меняет свое направление и вращающий момент становится меньше противодействующего момента, происходит процесс, обратный описанному, в ходе которого сначала разжимаются эластичные элементы 17, а затем эластичные эле менть 26. На практике это размсатие происходит мгновенно.

Оно соответствует обратному вращению ступицы 3 относительно направ ляюших шайб 17, обозначенному стрелкой РЗ на Фиг,3.

При работе з режиме сжатия, когд весь узел продолжает вращаться в на

правлении F , поскольку автомобиль движется вперед, ступица 3 поворачивается относительно направляющих шайб 17 в противоположном направлени

После установки в первоначальное положение ступица 3 приводит во вращение диск 5 ступицы в направлении . F(, осуществляя это при помощи своих зубцов 10 и 13,

На первой Фазе (Фиг.9) вновь первыми сжимаются эластичные элементы 26 .

На второй Фазе (Фиг.10) сжимаются также эластичные элементы 27 и добавляют свое действие к действию эластичных элементов 26, которые остаются сжатыми.

Во время всего этого процесса контрдиски 6 бездействуют иэ-за наличия зазора J(, работает лишь диск 5 ступицы. Этот процесс продолжается до тех пор, пока части I и 2 не упрутся друг в друга в соответствующем направлении вращения, либо в результате того, что по крайней мере один из эластичных элементов 26 и 27 вновь сжимается, либо в результате

10

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

того, что по меньшей мере,одна из осевых связок 8 упирается в соответствующий край отверстий 19 диска ступицы 5, через которое она проходит.

Для упрошения описания не учитывалось явление гистерезиса, проявляющееся при угловом отклонении между частиями I и 2 из-за трения между ,

Как известно, такое явление гистерезиса приводит, при заданном угловом отношении к разнице между величиной возрастающего врашакщего момента и величиной уменьшающегося вращающего момента. Из зтого следует, что зазор J{ должен быть больше зазора Jg, который должен быть больше зазора Jo,.

Настоящее изобретение не ограничивается описанным и представленным на чертежах вариантом его осуществления. Например, при желании контрдиски ступицы могут быть соединены между собой при вращении посредством осевых связок, проходящих с зазором через диск ступицы, с которым они связаны,

Кроме того, число коаксиальных частей , смонтированных с возможностью вращения относительно друг друга и образующих амортизатор крутильных колебаний, может быть больше двух.

Область применения изобретения не ограничивается обязвт«;льно Фрикционными сцеплениями, она может, например, распространяться на амортизаторы крутильных колебаний, не оборудо- ваннь е какими-либо Фрикционными дисками, такие амортизаторы используются в качестве Фильтров вибраций Б )бых непрерывных трансмиссиях.

Формула изобретения

i, Амортизатор крутильных колебаний, преимущественно для автомобиля, содержащий по меньщей мере две коаксиальные части, установленнь е с возможностью углового смешения друг относительно друга и связанные между собой посредством упругих элементов, при этом одна из частей состоит из диска, установленного на ступице с возможностью одностороннего зацепления, вторая часть состоит по меньшей мере из одной направляющей шайбы, установленной с возможностью углово- . го смешения относительно ступицы, отличающийся тем, что.

с целью снижения шума и увепичекия долговечности он снабжен по меньшей мере одним дополнительным контр- дискцм, соединенным с диском ступицы с помощью упругих элементов и установленным на ступице ,с возможностью одностороннего зацепления, соответ - ствуияцего свободному положению дисзгса при этом свободное положение контр- диска соответствует зацеплению диска 2. Амортизатор поп, 1, отли- ч а ю щ и и с я тем, что диск ступицы, контрдиск и направляняцая шайба выполнены с отверстиями, в которых установлены упругие элементы, при этом по меньш.ей мере для одного упругого элемента отверстия в диске ступицы, контрдиске и налравляшшей шайбе имеют одинаковую конфигура- цию, а по меньшей мере для одного другого упругого элемента отверстия

V

в йиске ступицы и контрдиске имеют размеры, большие размеров отверстия в направляющей , а упругий элемент установлен в отверстиях диска, и контрдиска с зазором.

л - /t

6 5 5 П

/ И

50

26

JZ

;5

20

2Q

ЛШ

8

Фие.2

6 -Б

Фиг.3

/

го 48

Фиг. 6

c-2018 Фчг- 7

л

п :

фигЛО