Упругий шарнир

 

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к упругим шарнирам. Целью изобретения является обеспечение компенсирующей и демпфирующей способностей. Упругийшарнир 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 радиально 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А3 (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ПАТЕНТ У

ЯВЯИОТИЛ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3808253/27-27 (22) 05.11,84 (31) P 3340966.8 (32) 11.11 83 (33) DE (46) 07.10,87, Бюл. 11 - 37 (71) Уни — I:ардан АГ (DE) (72) Иохен Балкен, Вольфганг Бейганг и Бернхард Бир (DE) (73) Уни — Кардан АГ (0Е) (53) 621,825.7 (088,8) (56) Заявка ФРГ Ф 2805831, кл. Р 16 DЗ/68,,1979 ° (54) УПРУГИЙ ШАРНИР (57) 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 резинометалли„Л0„„1 44254 ческие упругие фигурные вкладыши 5.

Каждый вкладыш 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 1О каждого отверстия, выполнены в виде системы К, звездообразно сходящихся в точке, а К, соединяющие другие

П 11, выполнены в виде системы К, звездообразно сходящихся в другой точке, и смещены аксиально относи— тельно 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 радиально и закрыты с наружной стороны винтами 14 или заглушками, Рабочая среда, в качестве которой применяется гликоль или силиконовое масЕ

I 344254 ло, может перераспределяться внутри одной системы. Посредством поворотной втулки со сходящимися к центру

К, соответствующими К корпуса, можно регулировать дросселирование рабочей

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к упругим шарнирам, Цель изобретения — обеспечение компенсирующей и демпфирующей способностей.

На фиг,! представлены варианты характеристик шарнира; на фиг, 2— . график зависимости давления в полости шарнира от передаваемого крутящего момента; на фиг, 3 — характеристика демпфирования шарнира в зависимос— ти от частоты возбуждения; на фиг.4 изображен шарнир с отсоединенными

15 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, 20 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, l2-16 — варианты исполнения средств сопротивления потоку рабочей среды.

Упругий шарнир содержит ступицу I со стороны привода, ступицу 2 и цилиндрический корпус 3 по меньшей ме30 ре с тремя равномерно расположенными по окружности отверстиями 4, в которых установлены резинометаллические фигурные вкладыши 5.

Ступица 1 посредством винтов 6 соединена с корпусом 3 шарнира, а ступица 2 посредством болтов 7 и гаек 8 соединена с запрессованными резинометаллическими фигурными вкладышами 5. Каждый фигурный вкладыш 5 вы- 4 полнен с двумя выступами 9 на боковой поверхности, образующими в каждом отверстии перемычки, между которыми радиально расположены две полости 10 и 11, заполненные рабочей средой и 45 среды. Крутящий момент передается От одной ступицы к другой через резинометаллические упругие фигурные вкладыши корпуса шарнира. 12 з.п. ф-лы, l6 ил. соединенные каналами 12 и 13. Каналы

l2 соединяющие между собой одну из полостей 10 каждого отверстия 4, выполнены в виде системы каналов,звездообразно сходящихся в точке, а каналы 13, соединяющие другие полости ll отверстий 4, выполнеHbI 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 сужений 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

ll или 12 каждой из систем каналов, а также может быть расположен один канал 12 одной из систем, а между одним из этих вкладышей и смежным с ним вкладышем — 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

3 134425

Стекловолокном, лентой из стеклово— локна или тканевыми прокладками.

На наружной поверхности корпуса нанесено по меньшей мере частичное

5 клеевое покрытие предпочтительно из смолы или полиэфирной смолы.

На одном диаметре расположения вкладышей 5 в корпусе 3 выполнены отверстия 21, которые служат для монта- 10 жа ступицы 1 на корпусе 3 посредством болтов 6.

В качестве рабочей среды, заполняющей системы каналов 12 и 13, можно использовать гликоль или силиконовое масло. Рабочая среда может перераспределяться внутри одной системы, но не между системами каналов, Варьированием диаметров каналов 12 и 13 можно добиться определенного за- 20 ранее заданного дросселирования пульсаций рабочей среды, т,е. определенного уровня демпфирования ° .Образованные выступами 9 вкладышей 5 перегородки могут деформиро- 2В 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- 30 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- 40 вращаются утечки. Поворотная втулка имеет шестигранную головку 23, с помощью которой можно регулировать ее положение, Могут быть установлены две дополнительно поворотные втул- 45 ки 24.

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

Демпфирование может регулироваться в обоих направлениях передачи крутя— щего 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 смеща4

4 ется 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 жидкости смещается от линии Ь к линии с.

На фиг.2 изображен график зависи— мости давления жидкости в нагруженной системе îr 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 не— значительно. На графике нанесены две полученные опытным путем гистерезисные петли при частоте менее 10 и

70 Гц. При малой частоте демпфирование 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, Формула изобретения

1. Упругий шарнир, содержащий 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 располо-, жены две полости, заполненные рабочей средой и соединенные каналами, и две связанные с корпусом ступицы, по меньшей мере одна из которых связана с корпусом через вкладыши, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения компенсирующей и демпфирующей способностей, он снабжен средствами обеспечения сопротивления потоку рабочей среды, каналы, соединяющие между собой одну из по! 344254

800

10 rppa Риг. f лостей 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 и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что средства обеспечения сопротивления потоку расположены в местах соединения каналов.

3. Шарнир по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что средства обеспечения сопротивления потоку рабочек среды выполнены в виде сужений поперечных сечений каналов, 4, Шарнир по п.1, о т л и ч а ю— шийся 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 корпусе цилиндрических отверстиях.

5. Шарнир по и. 4, о т л и ч а ю— шийся 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— ч а ю шийся тем, что точки соединения каналов обеих систем расположены на оси корпуса.

7. Шарнир по пп. 1-6, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что каналы обе5 их систем расположены радиально и закрыты с наружной стороны посредством винтов или заглушек.

8. Шарнир по пп, 1-7, о т л и—

ip ч а ю шийся тем, что между двумя вкладышами корпуса расположен один канал каждой иэ систем каналов, 9. Шарнир по пп. 1-7, о т л и— ч а ю шийся тем, что между двумя

15 вкладышами расположен один канал одной из систем, а между одним из этих вкладышей и смежным с ним вкладышем расположен один канал другой системы.

10. Шарнир по пп. 1-9, о т л и—

2О ч а ю шийся тем, что в каждой полости установлен резиновый или жесткий упор.

11. Шарнир по пп. 1-10, о т л и— ч а ю шийся тем, что корпус шарнира выполнен иэ пластмассы с волокнистым наполнителем, 12 ° Шарнир по пп. 1-10, о т л и— ч а ю шийся тем, что корпус шарнира выполнен иэ полиэфирной смоЗО лы, армированной стекловолокном,лентой из стекловолокна или тканевыми прокладками °

13. Шарнир по пп. 1-12, о т л и— ч а ю шийся тем, что на наружЭБ ной поверхности корпуса нанесено по меньшей мере частичное клеевое покрытие предпочтительно из смолы или ф о смолы

1344254

ФО 50 Ы 70 Гц

Фиг. Я

1344254

81 10

Фце. 7

1344254

1344254

1344254, Составитель Т.Янова

Техред А.Кравчук

Редактор А.Коэориз

Корректор А.Зимокосов

Заказ 4841/59

Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãoðîä, ул.Проектная, 4