Герметичная сильфонная муфта для вибрационной развязки двух участков труб Советский патент 1993 года по МПК F01N7/08 F16L51/02 

Изобретение относится к устройствам для вибрационной развязки двух участков трубы, в особенности герметичной сильфон- ной муфты между выхлопной трубой автомобильного двигателя и глушителем, с, по меньшей мере, одной прессованной из проволочной плетенки, проволочной ткани, проволочной путанки и т.п. демпфирующей подушки.

Цель изобретения - далее развить устройство этого рода, так чтобы получилось оптимальное демпфирование во всех возникающих в подобных устройствах направлениях движения.

Указанная цель в устройстве для вибрационной развязки двух участков труб, в особенности между выхлопной трубой автомобильного двигателя и глушителем, решается за тот счет, что демпфирующая подушка из проволочной плетенки, проволочной ткани, проволочной путанки выполнена многоугольной, что обозначает для пространственных демпфирующих подушек, то, что у нее имеются углы, в которых сходятся, по меньшей мере, три острых ребра. М но го- угол ьность разграничивает предмет заявки QT цилиндрических, трубчатых, имеющих форму усеченного конуса или поверхности усеченного конуса демпфирующих подушек, которые хотя и имеют края на переходе с боковой поверхности к основанию, но не имеют углов в указанном выше смысле. Их

оэ со

S

х|

ю

CJ

боковые поверхности гладкие и не имеют краев, которые получаются при выполнении демпфирующих подушек по изобретению. У них кроме краев при переходе с боковой поверхности к основанию имеются еще ре- бра между отдельными участками боковой поверхности. Тогда как указанные известные демпфирующие подушки с круглым основанием никак не могут нести воздействующие по касательной окружные силы, а подушки по изобретению за счет ребер на боковой поверхности могут нести такие нагрузки, так что части корпуса в области боковой поверхности уже не могут свободно проворачиваться, как это имеет место по известному уровню техники, этому мешают ребра на боковой поверхности. Выполненные по изобретению демпфирующие подушки, как правило, имеют несколько, но не бесконечное множество, осей симметрии вращения перпендикулярно основанию. Так как при нескольких ребрах на боковой поверхности или углов в основании на каждое ребро усилие уменьшается, предпочтительно предусматривается, чтобы основание имело от двух до шести углов, а демпфирующая подушка имеет четырехугольное основание. Если в последнем случае может быть четыре оси симметрии, можно представить также и двуугольную подушку, если например, основание имеет не квадратную форму, а, например, ромбическую. Дальнейшие предпочтительные формы предусматривают, что демпфирующая подушка имеет форму прямоугольного параллелепипеда, или уже усеченной пирамиды. При этом торцевые стороны демпфирующей подушки не должны обязательно образовывать одну плоскость, но можно, например предусматривать, чтобы диагональ- но противолежащие углы торцов хотя и лежат всегда в одной плоскости, однако смещены друг относительно друга в направлении оси демпфирующей подушки.

Охватывающие демпфирующий подуш- ки корпуса в принципе согласованы по форме с разъясненной основной формой каждой демпфирующей подушки. В предпочтительном исполнении предусмотрено, что охватывающий подушку корпус пред- ставляет собой согласованный по форме с внешним контуром подушки и связанный с одним концом одной трубы наружный держатель демпфера, а с другим концом другой трубы соединен внутренний держатель, согласованный по форме с внутренней поверхностью демпфирующей подушки. Дальнейшие варианты предусматривают, что внутренний и внешний держатели имеют чашеобразную форму, причем сверх этого с

одной стороны может быть предусмотрено, что демпфирующая подушка своими боковыми ребрами расположена параллельно оси симметрии концов труб в ненагруженном состоянии, или же что демпфирующая подушка установлена с диагональю, параллельной оси А концов труб.

Корпуса обеспечивают, кроме своей функции восприятие нагрузок и передачи их, также еще защиту демпфирующей подушки и особенно сильфона, против ударов камней и брызг воды, а также защиту от излучения звука, так что может отсутствовать добавочная звукоизоляция. Далее они могут выполнять роль угловых предохранителей от чрезмерных нагрузок, причем мак- симальныйуголотклонения

предпочтительно ограничивается величиной 5-10°.

Тогда как известные устройства развязки в зависимости от их формы позволяют лишь вертикальную или лишь горизонтальную установку, при которой они обеспечивают оптимальное демпфирование, конструкция по изобретению представляет собой устройство развязки, которое может устанавливаться в любом положении и при этом обеспечивает оптимальное демпфирование всех возникающих перемещений и равномерное демпфирование во всех степенях свободы. В особенности становится воз- можным демпфирование торсионных (крутильных) вибраций, воздействующих по окружности демпфирующей подушки, за счет чего достигается демпфирование угловых движений относительно оси симметрии демпфирующей подушки. Тогда как предпочтительно предусматриваются две демпфирующие подушки диагонально относительно главной оси устройства и значит, концам труб, они могут также быть смещены относительно такого линейного расположения относительно главной оси труб, так что они находятся не под углом 180° друг относительно друга, а под меньшим углом.

Предпочтительный удельный вес демпфирующей подушки находится между 1,4 и 1,8 кг/дм3. Предпочтительная высота подушки находится между 5 и 15 мм при диаметре труб 50 мм. При других диаметрах труб высоту подушки желательно изменять пропорционально изменению диаметра труб. Предпочтительно отношение между толщиной подушки а и ее высотой составляет 2:1-4:1.

На фиг.1 показан вид сбоку первой формы исполнения устройства по изобретению; на фиг.1а - разрез исполнения с бочкообразным сильфоном; на фиг.1в - вид по

стрелке 1Ь на исполнении по фиг.1а; на фиг.2 - схематическое изображение осевого разреза предмета фиг. 1; на фиг.З - схематическое изображение поперечного разреза предмета фиг.1; на фиг.4 - схематическое изображение вида сверху по стрелке IV-IV фиг. 1 (правая сторона), а также с удаленным внешним корпусом демпфера - изображение внутреннего корпуса демпфера (левая сторона); на фиг.5 - схематическое изобра- жение. подобное фиг.2, другой формы исполнения устройства по изобретению; на фиг.6 - поперечный разрез, подобный фиг.З, исполнения по фиг.5; на фиг.7 - вид соответственно VII на предмет фиг.5; на фиг.8 - вид в направлении оси на еще одно исполнение устройства по изобретению; на фиг.9 - вид сверху, как на фиг.1, на схематичное изображение половины (симметричной относительно другой половины) исполнения по фиг.8; на фиг.10 - вид по X на предмет фиг.З; нз.фиг.11-13 - соседняя демпфирующая подушка в двух видах сбоку и в виде сверху; на фиг.14 и 15 - демпфирующая подушка с квадратными основаниями в виде сбоку (фиг. 14, в частичном разрезе) и виде сверху (фиг. 15),

Устройство для развязки двух труб имеет два конца труб 2, 3 в изображенном примере исполнения со штуцерами (сужениями) 4, 6, которые гибко соединены друг с другом с помощью сильфона 7. На штуцере трубы 4 соосно и жестко сидит связанный с ним (например, сваркой) корпус держателя демпфера 8, который в области крепления 9 выполнен кольцеобразным или гильзообразным, от которого простирается пирамидальный внутренний держатель 11 для демпферной подушки 12, который образует внутреннюю или нижнюю часть гнезда для демпфирующей подушки. Внешняя или верхняя часть охватывается соответствующим образом выполненным, имеющим форму усеченной пирамиды, внешним держателем демпфера 13, который укреп- лен на внешнем передающем демпферном корпусе 14, который также имеет гильзооб- разный или кольцеобразный участок 16, которым он сидит на конце 3 другого отрезка трубы. Между внутренним и внешним де- ржателями 11, 13 находится в принципе имеющая форму усеченной пирамиды демпфирующая подушка 12, прилегающая своими внешними и внутренними боковыми гранями 17, 18 к внешнему или соответст- венно внутреннему держателю 13,11, тогда как на верхнем и нижнем торцах 21, 22 подушка удерживается отгибами 23, 24 частей держателей 11. 13. В изображенном примере исполнения демпферная подушка 12 сидит относительно оси А участков труб А, 6 (в ненагруженном состоянии) таким образом, что диагональ ее основной поверхности, также как и его оси симметрии по вращению перпендикулярны оси трубы. Внутренний держатель 11 в области несущих поверхностей для демпферной подушки 12 на обращенной к кольцевой области 9 стороне выполнен относительно перпендикулярной оси срединной плоскости М за одно целое с кольцевой областью 9, тогда как несущие части с другой стороны срединной оси М внутреннего держателя выполнены как отдельные части, соединенные с ранее названной частью сваркой. Предпочтительно она может быть также выполнена за одно целое с соединительной частью 2, за счет чего обеспечивается экономичность путем уменьшения количества отдельных частей. Вместо сварных соединений может применяться также прессовая посадка.

То же справедливо для внешнего держателя 13. Также и здесь между кольцевой областью 16 и перпендикулярной к оси срединной плоскостью М части внешнего передающего демпферу держателя 14 выполнены как одна часть, тогда как с противоположной стороны срединной плоскости М несущие части приварены.

За счет выполнения согласно изобретению создано устройство, которое позволяет получить в основном одинаковое демпфирование во всех направлениях, или против всех возникающих перемещений, и нет направлений, в которых демпфирование отсутствует, как это имеет место по известному уровню техники. В особенности угловые движения частей труб 4, 6 относительно перпендикулярной оси симметрии подушки 12 демпфируются за счет многоугольного или многогранного выполнения подушки. То же справедливо, как можно понять из фиг.1, касательно осевых, угловых движений средних осей обеих подушек, а также торсионных движений участков труб 4, 6 относительно оси сямметрии А.

Исполнения по фиг.5-7 также показывают устройство, в котором демпфирующие подушки 12 противолежат диагонально относительно оси А, причем.однако.демпфиру- ющие подушки расположены не диагонально, но их боковые стенки или ребра расположены параллельно или перпендикулярно оси симметрии А.

В исполнениях по фиг.8-10 демпфирующие подушки 12 расположены таким же образом, как и в исполнении по фиг.5-7, но уже не противостояли диагонально друг против друга, а смещены вокруг оси симметрии А на определенный угол, так что в изоСраженной форме исполнения они имеют относительный угол 135°.

Фиг. 11-13 показывают виды сбоку или вид сверху на предпочтительную форму исполнения демпфирующей подушки 12, как она например, вставлена в исполнении по .фиг.1-4. Вспомогательные линии проведены штрихпунктиром, тогда как сами по себя скрытые ограничивающие линии подушки 12 изображены пунктиром. Видно, что основная форма подушки - пирамида, или боковая поверхность пирамиды, правда с основанием не квадратным, как на фиг. 13, а ромбическим.

Далее видно, что углы подушки 12 (в которых в каждом сходятся по три грани) не все находятся в одной плоскости, перпендикулярной к оси симметрии S подушки, но диагональные (противоположные) относительно оси S углы находятся в одной плоскости, однако сдвинуты в направлении оси S. За этот счет можно получить согласование с цилиндрической внешней поверхностью устройства 1 и в особенности, сильфона 7, как это также видно на фиг.1. В принципе подушка может иметь различные формы, причем, однако, существенно, что любое сечение имеет, по меньшей мере, три угла, а предпочтительно до шести, но наиболее предпочтительно имеет четыре угла, и имеет не кольцеобразный, круглый или также эллиптический контур, как это имеет место в цилиндрах, их боковых поверхностях, конусах и т.п., которые не несут окружных или тангенциальных сил, и поэтому не могут их демпфировать.

Хотя выше обсуждался пример соединения трубы с трубой, но изобретение пригодно с таким же успехом для соединения фланца с трубой, или фланца с фланцем. Формула изобретения 1. Герметичная сильфонная муфта для вибрационной развязки двух участков труб, преимущественно выхлопной трубы двигателя внутреннего сгорания автомобиля и впускного патрубка глушителя шума, содержащая корпус, сильфом и по меньшей мере одну спрессованную демпфирующую подушку, выполненную из проволочной плетенки, ткани и путанки, причем выхлопная труба и впускной патрубок соединены посредством сильфона, корпус выполнен в виде внутреннего и внешнего кожухов, состоящих из последовательно сопряженных держателей и демпферов и образующих между собой зазор/демпфирующая подушка с предварительным натягом размещена

в последнем, держатели соединены соответственно с выхлопной трубой и впускным патрубком, а зазор в сечениях выполнен совпадающим с внешним контуром подушки, отличающаяся тем. что, с целью обеспечения оптимального демпфирования во всех направлениях, демпфирующая подушка выполнена в форме объемного многоугольника.

2. Муфта по п. 1,отличающаяся тем, что демпфирующая подушка снабжена основной плоскостью от двух- до шестиугольной формы.

3.Муфта по п.2, отличающаяся тем, что основная плоскость демпфирующей подушки выполнена четырехугольной формы.

4.Муфта по п.З, отличающаяся тем, что внешний контур демпфирующей подушки выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда.

5.Муфта по пп.1-3, отличающая с- я тем, что внешний контур демпфирующей поДушки выполнен в форме усеченной пирамиды.

6.Муфта по п.5, отличающаяся тем, что углы между основанием и гранями усеченной пирамиды составляют 25-65°, предпочтительно 45°.

7. Муфта по пп.1-6, отличающая- с я тем, что внутренний контур демпфирующей подушки выполнен многоугольным.

8.Муфта no nn.1-7, отличающая- с я тем, что держатели выполнены чашеобразными.

9.Муфта по пп. 1-8, отличающая- с я тем, что внутренний контур демпфирующей подушки расположен непараллельно внешнему контуру.

10, Муфта по п.9, отличающаяся тем, что один из контуров демпфирующей подушки выполнен прямоугольным, а другой призматическим.

11.Муфта по пп. 1 -8, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что внутренний контур демпфирующей подушки расположен параллельно внутреннему контуру.

12.Муфта по пп.1-11, отличающая- с я тем, что действующие площади демпфирующей подушки в направлениях X, Y и Z равны между собой.

13.Муфта попп.1-12,отличающая- с я тем, что проекции действующих площадей подушки в направлениях X. Y и Z равны

между собой.

14.Муфта по пп.1-13, о т л и ч а ю ща я- с я тем, что внешний контур сильфона выполнен бочкообразным.

13

u

Использование: в машиностроении, в частности вдвигателестроении, а более конкретно, в выхлопных трубах автомобильного двигателя. Целью изобретения является обеспечение оптимального демпфирования во всех направлениях. Сущность изобретения: герметическая сильфонная муфта для вибрационной развязки двух труб, выхлопная труба автомобильного двигателя и труба глушителя с демпфирующими подушками, спрессованными из проволочной плетенки, ткани и путанки, концы труб соединены герметичным сифоном. Демпфирующие подушки могут демпфировать движение с одинаковой степенью во всех степенях свободы. Демпфирующая подушка выполнена в форме объемного многоугольника. Демпфирующая подушка снабжена основной плоскостью от двух до шестиугольной, четырехугольной формы. Приводятся различные варианты выполнения внешнего контура демпфирующей подушки и внутреннего контура. 13 з.п. ф-лы, 15 ил. (Л С

8 Фцг.1

IB

Фиг. 1А

2

13

Фиг.1В

к П

17

12

24

11

0fete2

12

Фиг.З

2А

ФивЛ

Фиг.5

12

Фиг. 6

13

X

13

Фиг.8

13

Фиг. 10

u

Фиг. 11

фиг,. 13

rr

12

12

Фаг.12

-- i